一款輕量級的機械裝置幫助患有脊髓性肌肉萎縮症（SMA）的兒童達成許多從未完成過的里程碑——獨立從椅子上站起來。這項研究由北京航空航天大學、北京大學第三醫院及麻省理工學院的研究人員共同進行，六名患有這種遺傳性神經肌肉疾病的兒童參與了一個基於視頻遊戲的訓練程序，使用了一種膝部固定的機器人，該機器人輕微抵抗他們的動作。經過幾周的訓練，這些兒童在肌肉力量和活動能力方面顯示出顯著的提升，為改善 SMA 患者的生活質量帶來了新的希望。
研究顯示機器人輔助訓練的有效性
去年，蘇黎世聯邦理工學院的研究人員開發了磁性微型機器人，能夠將溶栓藥物直接送到中風部位，降低出血風險。SMA 是一種遺傳性疾病，逐漸損害控制肌肉運動的神經，導致肌肉無力和萎縮。在嚴重的情況下，患者可能無法獨立行走、進食或呼吸。為了幫助患者，研究團隊開發了一種輕量可穿戴的機器人，幫助脊髓性肌肉萎縮症的兒童改善下肢功能和活動能力。根據《南華早報》的報導，他們的研究結果挑戰了傳統的輔助設備使用方法，而是通過施加可控的抵抗力來加強虛弱的肌肉。
這款膝部固定的機器人僅重 2.1 磅（約 0.96 公斤），採用變剛度機制結合可回驅的阻尼電機，提供安全且可定製的阻力訓練。該裝置並非幫助使用者移動，而是使每一次動作略微變得困難，迫使肌肉和神經更有效地協同工作。臨牀試驗招募了六名年齡在 6 至 10 歲之間的 SMA II 型兒童，所有參與者之前均無法在沒有幫助的情況下從椅子上站起來。根據研究論文，參與者在互動式視頻遊戲練習中完成了為期六週的機器人輔助訓練。
兒童在訓練後顯著改善運動能力
研究團隊指出，基於抵抗的訓練可能比輔助技術更有效，促進 SMA 患者的長期神經肌肉增長。現有的療法雖可減緩疾病進展，但無法恢復喪失的運動能力，使得這種新方法成為一種有前景的康復策略，幫助這些兒童。研究期間，兒童在玩視頻遊戲時穿著輕量的機器人，該遊戲要求他們通過伸展腿部來踢一個虛擬的球。機器人通過施加阻力使每一次踢的動作略微變得困難，踢得越強，阻力越大，這促使肌肉和神經更努力地協同工作。
兒童在六週內完成了 30 次訓練課程。到程序結束時，研究人員記錄了肌肉力量、運動及整體活動能力的重大改善。大腿前側的股四頭肌的大小增加了 19％，而肌肉力量更是提高了 130％，研究團隊在論文中指出。兒童的膝關節功能也有所改善，包括更大的活動範圍和更強的力量生成。從股神經到腿部肌肉的神經信號變得更強，顯示出神經系統與肌肉之間的溝通更加健康。
這些身體的變化伴隨著日常動作的明顯改善。最值得注意的是，所有六名參與者在訓練計劃結束後，均能獨立從椅子上站起來，而之前他們無法在沒有幫助的情況下完成這一動作。研究人員發現，這些進步在兒童停止使用機器人並返回傳統物理治療後仍然持續，這表明訓練在神經肌肉功能方面產生了持久的改善。
