冷凍是帕金森病最常見和最令人虛弱的癥狀之一，帕金森病是一種神經退行性疾病，影響著全球900多萬人。當患有帕金森病的人凍僵時，他們會突然失去移動腳步的能力，通常是在步幅中間，導致一系列斷斷續續的口吃步伐，這些步伐越來越短，直到這個人完全停下來。這些發作是帕金森病患者跌倒的最大原因之一。
如今，冷凍可以通過一系列藥物、手術或行為療法來治療，但沒有一種療法特別有效。
如果有一種方法可以完全停止冰凍呢？
來自Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS) 和 Boston University Sargent College of Health & Rehabilitation Sciences的研究人員使用一種柔軟的可穿戴機器人幫助帕金森患者行走而不會凍僵。機器人服裝穿在臀部和大腿周圍，在腿部擺動時輕輕推動臀部，幫助患者實現更長的步幅。
該設備完全消除了參與者在室內行走時的凍結，使他們比沒有服裝的幫助下走得更快更遠。
“我們發現，在我們的研究中，來自我們的柔軟機器人服裝的少量機械輔助就能產生即時效果，并持續改善個體在各種條件下的行走能力，”該研究的合作者、SEAS大學工程和應用科學保羅·a·梅爾教授 Conor Walsh說。
這項研究證明了軟機器人技術在治療這種令人沮喪且具有潛在危險的帕金森病癥狀方面的潛力，并可能使帕金森病患者不僅恢復行動能力，還能恢復獨立性。
這項研究發表在《自然醫學》上。
十多年來，Walsh在SEAS的生物設計實驗室一直在開發輔助和康復機器人技術，以改善中風后以及患有漸凍癥或其他影響行動能力的疾病的人的行動能力。其中一些技術，特別是用于中風后步態再訓練的宇航服，得到了 Wyss 生物啟發工程研究所的支持，哈佛大學技術開發辦公室與ReWalk Robotics達成了一項許可協議，將該技術商業化。
2022年，SEAS和Sargent學院獲得了麻省理工學院的資助，以支持下一代機器人和可穿戴技術的開發和轉化。該研究以Move實驗室為中心，其任務是通過合作空間、資金、R&D基礎設施和必要的經驗來支持人類績效提高方面的進步，從而將有前途的研究轉化為可以通過與行業合作伙伴合作進行轉化的成熟技術。
這項研究產生于這種合作關系。
“利用柔軟的可穿戴機器人防止帕金森患者步態凍結需要工程師、康復科學家、物理治療師、生物力學家和服裝設計師之間的合作，”Walsh說，他的團隊與波士頓大學神經康復中心主任、教授兼物理治療系主任Terry Ellis的團隊密切合作。
該團隊花了六個月的時間與一名73歲的帕金森病患者合作，盡管他采用了手術和藥物治療，但每天仍忍受超過10次的嚴重和令人喪失能力的冰凍發作，導致他經常摔倒。這些小插曲使他無法在自己的社區走動，并迫使他依靠一輛滑板車在外面走動。在以前的研究中，Walsh和他的團隊利用人在回路優化證明了一種柔軟的可穿戴設備可以用來增加髖關節屈曲并幫助向前擺動腿，從而提供一種有效的方法來減少健康人走路時的能量消耗。
在這里，研究人員使用了相同的方法來解決冷凍問題。這種可穿戴設備使用電纜驅動的致動器和傳感器，佩戴在腰部和大腿周圍。使用傳感器收集的運動數據，算法可以估計步態的相位，并在肌肉運動的同時產生輔助力。
效果立竿見影。在沒有任何特殊訓練的情況下，患者能夠在室內行走而不會凍僵，只有在室外偶爾發作。他還能夠在不凍僵的情況下行走和說話，這在沒有設備的情況下是罕見的。
“看到這項技術對參與者行走的影響，我們的團隊真的很興奮，”SEAS大學前博士生、該研究的共同第一作者Jinsoo Kim說。
在研究訪問期間，這位參與者告訴研究人員:“這套衣服幫助我走得更遠，當它不活躍時，我注意到我拖著腳走得更遠了。這對我幫助很大，我覺得這是向前邁出的積極一步。它可以幫助我走得更久，并保持我的生活質量�！�
“我們的志愿者是真正的伙伴，”沃爾什說。“由于行動不便，對這個人來說，即使來到實驗室也是一個真正的挑戰，但我們從他的觀點和反饋中受益匪淺�！�
該設備還可以用于更好地了解步態凍結的機制，而這種機制目前還知之甚少。
“因為我們并不真正了解冷凍，我們并不真正知道為什么這種方法如此有效，”Ellis說�！暗@項工作表明了治療步態凍結的‘自下而上’而不是‘自上而下’的解決方案的潛在好處。我們看到，恢復幾乎正常的生物力學會改變步態的外周動力學，并可能影響步態控制的中央過程。”
