截瘫步行器的仿生效果

背景:截瘫步行器的临床应用,使截瘫患者重建步行功能成为可能,但截瘫步行器只为进行步行康复训练及简单的行走,距离真正意义上的步行功能代偿相差还很远.目的:对目前几种截瘫步行器的结构特点、作用机制及仿生效果进行归纳、分析.方法:应用计算机检索1990-01/2008-12 PubMed数据库及万方数据库有关截瘫步行器的特点、仿生效果及临床应用方面的相关文献,英文检索词"reciprocation gait orthosis,walkabout,bionice",中文检索词"截瘫步行器,仿生".检索文献量总计32篇.结果与结论:目前无动力截瘫步行器运用较广泛,但对截瘫患者来说,通常只为进行步行康复训练及简单的行走,距离真正意义上的步行功能代偿相差还很远.运用最广的往复式截瘫步行器和互动截瘫步行器这两种截瘫步行器仿生效果较差,步态严重失真,体能消耗大,而由外部能源补充能耗的步行器则可以克服无动力步行器的不足,随着人工智能技术在机器人和许多工业领域得到了广泛应用,它的发展可为患者提供性能优良,安全可靠,更具有仿生性的截瘫步行器产品.     

截瘫患者使用截瘫步行器的护理

总结23例截瘫患者使用截瘫步行器的护理。护理重点是重视心理护理,使用截瘫步行器前全面评估患者的情况,确定适应患者后,进行佩带截瘫步行器上肢肌力、关节活动、坐位平衡、站立、步行训练及穿脱步行器的训练。23例患者应用截瘫步行器后重建了站立和行走功能,14例患者改良巴氏指数评分78～93分．佩带截瘫步行器生活完全自理;9例患者改良巴氏指数评分60～73分,生活基本自理。     

电驱动双自由度截瘫步行器的研究

外动力式截瘫步行器是一种辅助瘫痪病人站立、行走的特殊双足步行装置。作者对由直流电机直接驱动的截瘫步行器进行了研究，并提出了利用患者自身肌电活动信息控制释放步态驱动函数的控制双自由度截瘫步行器运动，使人的大脑能够通过中枢神经系统直接指挥步行机构运动的方法。初步的研究结果表明：肌电控制的电驱动截瘫步行器控制简单、动作自然、仿生性能好。     

截瘫步行器对截瘫患者日常生活活动能力的影响

目的：应用自行研制的截瘫步行器（RGO），配合综合系统康复治疗，帮助脊髓损伤截瘫患者提高日常生活活动自理能力。方法：先后为16例T4-L1节段完全性脊髓损伤患者安装RGO，并于安装前后对其进行关节活动度、肌肉力量、平衡转移、站立和行走等综合康复训练。结果：16例截瘫患者装配RGO前后改良Barthel指数（MBI）分别为35．26±11.49分和58．69±15．75分；功能独立性测评（FIM）得分分别为57．64±16．37分和82．73±21．69分，其装配前后的MBi和FIM得分差异均有显著性意义（P〈0．05）；患者装配RGO后的MBI和FIM移动能力得分与安装前比较差异亦有显著性意义。11例患者达到功能性步行，5例可作治疗性步行。结论：完全性脊髓损伤患者可以应用RGO提高日常生活活动能力。RGO可以帮助截瘫患者实现功能性步行．提高生存质量。     

四种截瘫步行矫形器在脊髓损伤患者中的应用

脊髓损伤所致截瘫是人体最严重的残疾之一。近年来，脊髓损伤的诊断、治疗取得了一定的进展，但完全性脊髓损伤仍难以恢复。随着现代生物力学、生物工程学的发展，使截瘫患者在应用矫形器方面特别是步行矫形器（walkiing orthosis）的应用有了明显进步。目前截瘫患者步行矫形器主要有新型互动截瘫行走器（walkabout）、往复式截瘫步行器（recipmcating gait orthosis，RGO）、改进往复式截瘫步行器（advanced reciprocating gait orthosis，ARGO）、IRGO（Isocentric reciprocating gait orthosis）四种。[第一段]     

新型互动式截瘫行走器在改善截瘫患者独立生活能力中的作用

目的 脊髓损伤使患者丧失站立和行走功能，为此装配新型互动式截瘫行走器(WO)，以提高患者站立和步行的能力。方法 解放军第三军医大学西南医院康复科收治的脊髓损伤患者6例，男4例，女2例，年龄21—36岁。平均27．6岁。按ASIA的损伤分级标准均为完全性损伤。A级，对患者进行运动功能训练；根据患者肢体情况配制特定的行走器：双下肢取石膏阴型后，制作带关节的髋膝踝足矫形器。再装配互动式铰链装置，再进行康复治疗和步态训练。结果康复治疗后。患者Barthel指数由治疗前的(26&;#177;8)提高到治疗后的(47&;#177;7)(t=4．62．P&;lt;0．01)；运动平面积分由治疗前的(32&;#177;10)提高到治疗后的(37&;#177;6)(t=0.34．P&;gt;0．1)；感觉平面积分由治疗前的(54&;#177;12)提高到治疗后的(61&;#177;12)(t=1．05．P&;gt;0．1)。WO使患者站立和步行能力提高。达到治疗性步行及家庭性步行作用。结论 康复治疗可以有效地改善患者的独立生活能力。     

新型互动式截瘫行走器在截瘫患者中的应用

目的 探讨新型互动式截瘫行走器(walkabout orthosis，WO)对截瘫患者的作用。方法 针对截瘫患者个体差异，制作并装配WO，对患者进行康复治疗及步态训练。结果 患者经过康复治疗及训练后，其Barthel指数明显提高，患者站立及步行能力明显改善，能够达到治疗性步行及家庭性步行。结论 康复治疗可以有效地改善患者的独立生活能力，WO能明显提高截瘫患者的行走能力，是较好的行走器之一。     

往复式截瘫步行矫形器结合强化步行训练对截瘫患者步行能力的疗效研究

目的:本研究旨在探讨往复式截瘫步行矫形器(RGO)结合强化步行训练对截瘫患者步行能力的疗效。方法:选取配置了RGO的30名截瘫患者进行强化步行训练,分别在训练第2周、第4周、第8周测量6min步行距离、10m步行时间和心率,并计算由此产生的生理消耗指数(PCI)。结果:与第2周测试结果相比,受试者第4、第8周后的步行距离显著增加(P0.01),10m步行时间明显下降(P0.01),PCI在第8周明显降低(P0.05)。结论:通过往复式截瘫步行矫形器结合强化步行训练,可提高脊髓损伤患者使用RGO的治疗性步行能力,可进一步临床推广。     

新型截瘫行走器在临床中的应用

脊髓损伤能使患者站立和行走功能丧失致生活质量明显下降 ,现代医学在脊髓损伤的药物、手术治疗方面尚无重大突破 ,但康复医学在治疗方面却有重要进展。除高位颈部脊髓损伤的康复比较困难外 ,借助高新技术和健存的肌肉、神经及运动功能 ,使患者不同程度地达到生活自理、重返工作岗位和社会已成为现实 [1]。一个根据钟摆原理设计的互动式行走器—— WALKABOUT能重建截瘫患者的运动功能。近期我们为 2例胸段脊髓损伤患者安装了该装置 ,收到较满意的治疗效果。1　结构与制作互动式行走器又称为中部固定髋关节矫正器 ,主要由 2个部分组成 :1…     

步行矫形器在截瘫患者康复中的应用

目的：改善截瘫患者的转移能力，促进早日回归社会。方法：先后有4例T10-L1节段脊髓损伤患者，经过转移平衡训练后，配戴步行矫形器（Walkabout），再进行步行训练。结果：4例完全性损伤患者均达到功能性步行。结论：步行矫形器能帮助T10以下完全性截瘫患者完成功能性步行，值得临床推广应用。     

重心移动式步行矫形器对截瘫患者步行功能的影响

目的:观察应用重心移动式步行矫形器配合系统康复对脊髓损伤后截瘫患者步行功能的重建效果。方法:①2003-03/2006-06,广东省工伤康复中心先后为15例T4～12节段完全性脊髓损伤患者安装自行研制的重心移动式步行矫形器,矫形器由一对髋关节、两个与髋关节连接的钢索作为其核心部分,外加与之相连接的上部躯干部分和下部大腿矫形器部分组成。②于安装前对其进行15～30d综合康复训练,包括关节活动度、肌肉力量、平衡转移、站立等;装配后再进行矫形器穿戴训练、站起与坐下训练、平行杠内训练、室内平地步行训练和室外步行训练,2次/d,1h/次,共训练2个月。③训练后对患者进行限时的步行功能检查和评价(包括平均步长,6min步行距离及10m步行时间);并对其在治疗后所达到的步行功能状态进行定性评估。结果:15例患者均进入结果分析。治疗后15例中12例达到功能性家庭内步行,其中5例达到功能性社区内步行,其余3例可作治疗性步行。其平均步长为(37.6±7.9)cm,6min平均步行距离为(75.3±8.4)m,10m平均步行时间为(54.9±4.6)s。结论:①重心移动式步行矫形器能帮助T4以下完全性截瘫患者实现功能性步行,提高生活质量。②综合系统的康复训练是影响使用效果的重要因素。     

新型互动式截瘫行走器在改善截瘫患者独立生活能力中的作用

目的脊髓损伤使患者丧失站立和行走功能,为此装配新型互动式截瘫行走器(WO),以提高患者站立和步行的能力。方法解放军第三军医大学西南医院康复科收治的脊髓损伤患者6例,男4例,女2例,年龄21～36岁,平均27.6岁。按ASIA的损伤分级标准均为完全性损伤,A级。对患者进行运动功能训练;根据患者肢体情况配制特定的行走器:双下肢取石膏阴型后,制作带关节的髋膝踝足矫形器,再装配互动式铰链装置,再进行康复治疗和步态训练。结果康复治疗后,患者Barthel指数由治疗前的(26±8)提高到治疗后的(47±7)(t=4.62,P<0.01);运动平面积分由治疗前的(32±10)提高到治疗后的(37±6)(t=0.34,P>0.1);感觉平面积分由治疗前的(54±12)提高到治疗后的(61±12)(t=1.05,P>0.1)。WO使患者站立和步行能力提高,达到治疗性步行及家庭性步行作用。结论康复治疗可以有效地改善患者的独立生活能力。     

步行矫形器在截瘫患者步行能力恢复中的作用

目的通过观察4例完全性截瘫患者配戴步行矫形器(Walkabout)行走功能恢复情况,探讨Walkabout在截瘫患者恢复中的应用价值。方法选择4例典型T10～L1节段完全性脊髓损伤患者,经过转移平衡训练后,装配步行矫形器,再进行步行训练。结果病例1～4佩戴Walkabout及进行功能训练后分别达到:用双肘拐5min步行20m,用助步器233s行走20m,达到功能性步行;用助步器148s行走20m,达到功能性步行;用助步器步行20m,耗时250s;用双走拐步行20m,耗时176s。4例完全性损伤患者均达到功能性步行。结论步行矫形器能帮助T10以下完全性截瘫患者完成功能性步行。     

改进型往复式步行矫形器对完全性脊髓损伤患者步行能力的影响

目的探讨应用改进型往复式步行矫形器（ARGO）对完全性脊髓损伤患者步行能力的影响。 方法对12例T4~L1节段完全性脊髓损伤患者安装ARGO,安装前、后对患者进行系统的综合康复训练,训练后对患者进行限时的步行功能检查和评价,日常生活活动能力应用改良Barthel指数（MBI）及功能独立性评分法（FIM)进行综合评定。 结果患者经过安装ARGO训练后,步行能力明显改善,其MBI、FIM评分明显增加。 结论ARGO能帮助T4以下完全性脊髓损伤患者改善步行能力,提高日常生活质量。     

The effect of an isocentric reciprocating gait orthosis incorporating an active knee mechanism on the gait of a spinal cord injury patient: A single case study

Objective: The aim of this study was to identify the effect of induced knee flexion during gait on the kinematics and temporal-spatial parameters during walking by a patient with spinal cord injury (SCI) through the application of an isocentric reciprocating gait orthosis (IRGO) with a powered knee mechanism.

Methods: Two orthoses were considered and evaluated for an ISCI subject with a T8 level of injury. An IRGO was initially manufactured by incorporating drop lock knee joints and was fabricated with custom molded AFOs to block ankle motion. This orthosis was also adapted with electrically-activated knee joints to provide active knee extension and flexion when disengaged.

Results: Walking speed, stride length and cadence were increased 37.5%, 11% and 26%, respectively with the new orthosis as compared to using the IRGO. The vertical and horizontal compensatory motions reduced compared to mechanical IRGO. At end of stance phase, knee joint flexion was 37.5° for the AKIRGO compared to 7° of movement when walking with the IRGO. The overall pattern of walking produced was comparable to that of normal human walking.

Conclusion: Knee flexion during swing phase resulted in an improved gait performance and also reduction in compensatory motions when compared to a mechanical IRGO.

Implications for Rehabilitation

• Powered orthosis could be used by spinal cord injury subjects.

• A major advantage of this new orthotic mechanism was regeneration of knee movement closer to that of normal human walking.

• The IRGO with a powered knee joint mechanism improved the speed of walking, step length, cadence and vertical displacement in a spinal cord injury patient which also produced near-normal knee joint angle patterns during gait.

     

Energy consumption in paraplegic ambulation using the reciprocating gait orthosis and electric stimulation of the thigh muscles

The energy consumption of six thoracic paraplegic persons ambulating in the reciprocating gait orthosis (RGO) with and without functional electric stimulation (FES) of their thigh muscles was determined as a function of walking speed. Plots of Kcal/kg-min and Kcal/kg-m vs walking speed in the RGO and RGO & FES were experimentally determined in this study and compared with the energy cost of walking in the long leg brace (LLB), the hip guidance orthosis (HGO), and an FES walking aid from data available in the literature. The RGO powered with electric stimulation of the thigh muscles required the lowest energy expenditure in Kcal/kg-m across the full range of walking speeds. The RGO, HGO, LLB, and FES walking orthoses ranked second, third, fourth, and fifth respectively. The lowest energy costs in Kcal/kg-min were associated with the RGO & FES, followed by the RGO, HGO, LLB, and FES for walking speeds below .28m/sec. At walking speeds higher than .28m/sec the HGO demonstrates lower energy cost followed by the RGO & FES, RGO, FES, and LLB. At the end of a 30-m walk, patients using the RGO & FES had a mean heart rate (HR) which was 12 beats/min less than the mean HR when using the RGO without FES, 31 beats/min less than the HR when using the LLB, and 42 beats/min less than the HR when using FES only. It was concluded that the FES-powered RGO combines the advantages of a passive mechanical orthosis with those of FES to provide substantial improvements in energy cost which may provide paraplegic persons with a mode of independent ambulation superior to the wheelchair.