ウェアラブルでソフトなロボット デバイスは、次のような患者を助ける可能性があります。 パーキンソン病 (PD) 歩行のすくみ(FoG)を経験することなく歩くことが、初期の研究で示唆されています。
腰と太ももの周りに着用されるロボット アパレルは、脚のスイングに合わせて腰を優しく押し、歩幅を伸ばすことを促進し、病気の経過を通じてほぼすべての患者が罹患する PD の一般的な障害である FoG を防ぎます。
この小規模な概念実証研究には、PD 患者 1 名が含まれていました。 しかし研究者らは、凍傷や転倒が減少し、歩行距離と速度が劇的に改善されたと指摘した。 患者が屋外でロボット衣服を着用した場合、FoG の発生率は 63% からわずか 6% に減少しました。 屋内でデバイスを着用すると、凍結が完全に解消されました。
「私たちは、ソフトロボット装置を使用して霧を回避できるという概念実証を実証しました。この装置は、最小限の制限で動きに物理的支援を適用することを目的とした機械であり、硬い外骨格とは根本的に異なるアプローチです」と研究主任のコナー・ウォルシュ博士と博士は述べた。テリー・エリス博士、PTはこう語った。 メドスケープ医療ニュース メールで。
ウォルシュ氏はボストンにあるハーバード大学ジョン・A・ポールソン工学応用科学大学院の教授であり、エリス氏はマサチューセッツ州ボストンのボストン大学の教授兼理学療法学部長、神経リハビリテーションセンター所長である。
その研究は、 オンラインで公開 2024 年 1 月 5 日、 自然医学。
妨害を無効にする
生体力学の観点から見ると、FoG は歩行の空間的および時間的力学における明白な破綻によって現れます。 四肢の調整障害は、歩行サイクルの「遊脚期」に発生します。
現在、FoG を防ぐ介入はありません。 利用可能な治療介入には、次のような薬物療法が含まれます。 ドーパミン 交換; 脳深部刺激 (DBS) 視床下核の。 合図戦略などの行動介入。 いずれもFoGの軽減には中程度の効果しか示しておらず、場合によってはFoGを悪化させる可能性さえあると研究者らは指摘した。
「この課題により、私たちはソフトウェアラブルロボットを活用して、異常な歩行力学を混乱させ、PD患者のFOGを防ぐための機械的合図を届けることに興味を持つようになりました」とウォルシュ氏とエリス氏は述べた。
「ウェアラブルロボット」は、次のような神経学的症状の運動学を強化するために使用されています。 脳卒中脳性麻痺、そして 脊髄損傷。 この技術を利用してFoGに対処するには、「エンジニア、リハビリテーション科学者、理学療法士、生体力学専門家、アパレルデザイナー間の協力」が必要だったと研究者らは述べた。
このウェアラブル ロボット デバイスは、電気エネルギーを機械力に変換することで物理的な動きを可能にするケーブル駆動のアクチュエーターと、腰と太ももの周りに装着されるセンサーを使用します。 センサーによって収集された動作データを使用して、アルゴリズムが歩行サイクルの位相を推定し、生体筋肉と連携して補助力を生成します。
現実世界でのテスト
研究者らは、10年間の特発性PDを患う73歳の男性にロボット衣服をテストした。 男性が現在行っている薬物治療には、25～100mgの錠剤1.5錠が含まれていた カルビドパ/レボドパ 1日4回、1錠100mg摂取 アマンタジン 1日2回、200mgを1錠 エンタカポン 1日4回摂取します。
彼は内淡蒼球に対する DBS も受けており、行動戦略を利用していました。 これらの介入にもかかわらず、彼は 1 日あたり 10 回以上の霧と何度も転倒することに耐え続けました。
患者は歩行時に自分自身を安定させるために壁を使用する傾向がありました。 凍りつきの症状は主に、彼が開いた廊下を歩いたり、向きを変えたり、屋外を歩いたり、歩きながら同時に話そうとしたときに観察されました。
研究は 6 か月間にわたって実施され、歩行トライアルからなる合計 5 回の研究セッションが行われました。 4 つは実験室で投与されました。 5 回目は、現実世界の屋外コミュニティ環境で実施されました。
最初の訪問では、投薬段階で単一タスク条件下で歩行の生体力学的分析が実行されました。
検査は通常、投薬段階で単一タスク条件下で実施されました。 ただし、テスト条件には、注意を必要とする二重作業と、休薬段階での単一作業の歩行も含まれていました。
研究者らは、ロボットアパレルの支援の効果を、アパレルなしの場合とアパレルをオフにした場合とで比較した。 彼らは、凍りついた時間の割合と合計歩行距離を測定しました。
堅牢な応答性
参加者は、ロボットアパレルに対する「強力な反応」を示しました。 衣服の助けにより、屋内で着用した場合の曇りは解消され、歩行距離は 55% 増加しました。 参加者はより速く歩くようになり、歩行のばらつきが 25% 減少しました。
これらの有益な効果は、複数の日にわたって、またさまざまな種類の誘発条件や環境状況にわたって繰り返されました。 デバイスを屋外で試したところ、FoG は 63% から 6% に減少しました。 患者はまた、すくむことなく、歩きながら話すことも同時にできた。
「歩行の最終立脚段階（つま先を上げるとき）にデバイスが股関節屈曲を補助したところ、インナーウォーキング中にFoGが瞬時に解消され、臨床的に有意な歩行速度と距離の改善が見られた」とWalsh氏とEllis氏は報告した。
このアプローチは、「歩行すくみの治療における『トップダウン』解決策ではなく『ボトムアップ』解決策の潜在的な利点を示唆している」と彼らはコメントした。 「ほぼ正常な生体力学を回復すると、歩行の末梢力学が変化し、歩行制御の中枢処理に影響を与える可能性があることがわかりました。」
希望をもたらす
コメントする メドスケープ医療ニュースレベッカ・ギルバート 医学博士、最高任務責任者、アメリカ人 パーキンソン病 協会は、この新しいアプローチは「エキサイティング」だと述べた。
この研究には関与していないギルバート氏は、他のPD患者でも同様の効果が得られるかどうかは「まだ分からない」と述べた。
「論文では、この装置を利用する複数の実験変数は、さまざまなPD患者に役立つように調整できる可能性があると述べており、これらも臨床試験でテストする必要がある」とギルバート氏は述べた。
さらに、「装置自体が複雑で、助けなしでは乗り降りするのが難しい場合があり、そのため地域社会での使いやすさが制限される可能性がある」とギルバート氏は指摘した。
さらなる研究が必要だが、この研究は「FoG患者に希望をもたらす驚くべき概念実証を示している」と彼女は付け加えた。
これらの「有望な発見は、すくみエピソードの重症度の定量化を含むFoG指標で補完され、FoGを経験しているPD患者のさまざまな表現型、環境、作業状況におけるロボットアパレルの効果を検証するためのさらなる調査を促す」 」とウォルシュとエリスは付け加えた。
この研究は、国立科学財団、国立衛生研究所、およびマサチューセッツ州技術協力、共同研究開発マッチング助成金によって支援された研究に基づいています。 この研究は、ハーバード大学のジョン A. ポールソン工学応用科学大学院からも一部資金提供を受け、サムスン奨学金からも財政的支援を受けました。
バティア・スウィフト・ヤスガーさん（マサチューセッツ州、LSW）は、ニュージャージー州ティーネックでカウンセリング業務を行うフリーライターです。 彼女は、Medscape Medical News や WebMD などの多数の医学出版物に定期的に寄稿しており、数冊の消費者向け健康書籍のほか、『Behind the Burqa: Our Lives in Afghanistan』および『How We Escaped to Freedom』（2 人の回想録）の著者でもあります。彼女に自分たちの物語を語った勇敢なアフガニスタンの姉妹たち）。
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#ロボット衣服がPD患者の歩幅を改善
2024-01-18 09:34:55