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不用外力“攙扶”走路，不靠機(jī)器代償發(fā)力，一款僅重0.96公斤的可穿戴機(jī)器人，讓脊髓性肌萎縮癥（SMA）Ⅱ型患兒獨(dú)立站了起來。來自北京航空航天大學(xué)等單位的科研人員，在脊髓神經(jīng)運(yùn)動康復(fù)領(lǐng)域取得原創(chuàng)性突破，為SMA這一疑難罕見病帶來全新的康復(fù)方案。相關(guān)成果5月20日發(fā)表于《自然》雜志。

脊髓性肌萎縮癥是一種嚴(yán)重的常染色體隱性遺傳罕見病，患兒肌肉會逐漸萎縮無力，很多孩子終生難以獨(dú)立完成從坐到站的動作。目前，藥物只能減緩疾病進(jìn)程，無法逆轉(zhuǎn)病情。傳統(tǒng)下肢輔助機(jī)器人的原理大多是提供助力，但對于需要增加肌肉激活來維持神經(jīng)功能的SMA Ⅱ型患兒，這種被動助力有可能讓本來已無力的肌肉進(jìn)一步“懈怠”，阻礙神經(jīng)肌肉的長期發(fā)育。同時，常規(guī)等速抗阻訓(xùn)練設(shè)備體積龐大、價格昂貴，其最小阻力對患兒而言仍高得無法承受。

為了解決這一問題，北京航空航天大學(xué)機(jī)械工程及自動化學(xué)院副教授馮仰剛團(tuán)隊聯(lián)合麻省理工學(xué)院、北京大學(xué)第三醫(yī)院，設(shè)計出這款便攜的穿戴式等速抗阻訓(xùn)練機(jī)器人，它能夠在安全的前提下確保肌肉在整個關(guān)節(jié)活動范圍內(nèi)產(chǎn)生最大張力，從而實(shí)現(xiàn)最佳訓(xùn)練效果。配合游戲化的人機(jī)交互界面，孩子們在闖關(guān)游戲中便完成了高強(qiáng)度訓(xùn)練。

臨床試驗(yàn)顯示，經(jīng)過短短6周高強(qiáng)度等速訓(xùn)練，6名6至10歲的SMA Ⅱ型患兒不僅實(shí)現(xiàn)了不同角度下從坐到站的能力跨越，且股四頭肌力量顯著提升，肌肉與神經(jīng)系統(tǒng)協(xié)同增長。北京航空航天大學(xué)機(jī)械工程及自動化學(xué)院研究生任佳欣（論文共同一作）表示，更讓他們驚喜的是，這種變化不是訓(xùn)練期間的“曇花一現(xiàn)”。在脫離機(jī)器人，回歸日常訓(xùn)練后，患者仍能維持已取得的康復(fù)效果。此外，該研究明確了高激活等速訓(xùn)練在康復(fù)干預(yù)中的核心價值：相較于僅能維持現(xiàn)有肌肉水平的傳統(tǒng)低強(qiáng)度干預(yù)，高激活等速訓(xùn)練能夠帶來顯著的肌力提升與實(shí)質(zhì)性的肌肉生長。這一最新成果為神經(jīng)肌肉疾病的精準(zhǔn)康復(fù)治療提供了新的科學(xué)依據(jù)與希望。

馮仰剛表示，這是一種與以往穿戴式機(jī)器人完全不同的訓(xùn)練范式：它不強(qiáng)調(diào)依靠外部協(xié)助換取短期恢復(fù)，而是“反其道而行之”，通過在運(yùn)動中主動增加難度來激發(fā)潛能。作為藥物聯(lián)合治療的強(qiáng)力協(xié)同手段，該療法旨在引導(dǎo)更為長久的神經(jīng)肌肉恢復(fù)，最終讓患者依靠自身的力量去重塑運(yùn)動功能，提升生活質(zhì)量。

（圖片由北航提供）