使用动力外骨骼训练脊髓损伤患者行走

本培训项目的主要目标是提供一些指导原则，并对教学脊髓损伤患者使用动力外骨骼行走的培训项目进行标准化。该方法有助于解答动力外骨骼领域的一些关键问题，例如训练进程以及为掌握独立使用这些设备所需技能而设计的活动类型。该技术的主要优势在于，它为下肢自主运动能力极弱甚至完全丧失的个体提供了具体的指导方针和结构化的训练活动，使其能够利用动力外骨骼实现行走，而动力外骨骼正是一项新兴技术。

该技术的潜在应用可能延伸至中风治疗领域，因为神经可塑性可能使大脑的新区域建立新的神经连接，从而执行功能任务。通常，初次接触该方法的个体可能会遇到困难，因为他们不习惯正确转移自身重心以配合设备行走，更不用说保持直立站立。首先将受试者置于仰卧位。

使用软尺测量骨盆宽度、大腿长度以及小腿长度，并以厘米为单位记录。大腿长度从髋部大转子最突出点测量至膝关节线。以相同方法测量另一条腿，并记录下肢长度的任何差异。

根据每位参与者大腿长度的测量值，调整动力外骨骼从髋关节轴心到膝关节轴心的距离。接着，测量小腿长度，从膝关节线量至足底。对另一侧小腿长度重复此测量。

根据与大腿测量类似的方法从受试者身上测得的距离，调节动力外骨骼下肢足板底部至膝关节中心的长度。将大小最接近受试者骨盆宽度的骨盆带置于受试者身后，然后缓慢向前移动以测试是否贴合。接下来，将外骨骼放置在带有开放背部的椅子上，呈坐姿状态。

接下来，让受试者在设备上坐下，并指导其将双脚放入鞋具中。继续固定绑带，从身体最远端开始，逐步向近端移动，最后固定胸部绑带。然后，将足部完全引导至鞋内，需特别注意确保脚趾未呈蜷曲状态。

将双脚固定在鞋内后，固定膝盖正下方的绑带。然后固定膝盖上方以及大腿上部的绑带，注意避免绑带下方衣物褶皱，以免造成不必要的摩擦或局部压力。最后，固定胸部绑带。

首先为参与者配备一副前臂拐杖，以协助保持平衡并提高设备的操控性。让参与者坐在外骨骼中时，指导其将拐杖尖端向后放置，以便能够将身体重量前移至双脚上方。接下来，向参与者讲解从坐姿到站姿的操作步骤。

由一名训练员在后方协助，另一名训练员在前方保护。然后指导参与者尝试自行站立，仅在需要时使用训练员的辅助。指导参与者按下站立指令按钮，随后将拐杖移至身体后方，前倾身体，同时借助拐杖的支撑力推动身体，协助设备将其扶至直立站姿。

初次站立时，评估骨盆带前后是否需要调整。调整至大转子与髋关节旋转轴对齐的位置。通过要求参与者使用双侧拐杖保持平衡，以展示在家庭位站立的能力，从而确保其具备站立时的平衡能力。

然后，让参与者练习轻微地向侧面和后方转移重心，以体会起始位置的位置感和感觉。接下来，指导参与者仅使用单侧拐杖保持平衡，即抬起另一侧拐杖离开地面，并维持该姿势长达一分钟。可通过增加动作复杂性来强化单手平衡训练：让对侧手臂伸向并触碰支撑手臂的腕部，同时保持单侧手臂的平衡。

最后，指导参与者进行侧向重心转移，使一只脚卸去负重，目标是将脚完全抬离地面并保持五秒钟。指导使用者用另一条腿重复此练习。首先，向参与者讲解使用动力外骨骼行走的机制。

使用控制器选择行走模式，并要求参与者略微向前移动，朝向预设目标，以启动右腿的前向摆动。接着，指导使用者将拐杖向前移动，同时将重心前移至右侧，以便在踏上右脚并减轻左脚负重时保持平衡。向参与者说明，该设备会感知其动作，并启动左腿的前向摆动。

必要时，可通过抓握动力外骨骼来协助用户，或在用户感觉功能完好的身体部位（如肩部区域）提供辅助。在参与者行走过程中进行正确的重心转移时，给予纠正和指导。接下来，向参与者说明将在训练中练习的移动技能清单。

在训练过程中，应纳入不同的行走表面，例如地毯、混凝土、沥青和草地，以便参与者能够在多种表面上使用外骨骼进行行走练习。此外，要求参与者在具有不同坡度的表面上行走，例如走上斜坡、走下斜坡、穿过路缘缺口以及在不平整的表面上行走。然后，让参与者在嘈杂的环境中行走，例如有其他行人的走廊。

练习通过门框的导航、开关门以及穿过自动门。加入其他活动，例如伸手到头顶上方的橱柜，或从长凳上坐下和站起。最后，让参与者练习根据指令或自主停止。

当使用者准备就座时，先在其后方放置一把椅子。使用外骨骼的控制器启动坐姿模式，该模式有五秒延迟。在此延迟期间，要求参与者将拐杖置于身体后方，以使其重心保持在椅子上方。

最后，在坐下的过程中，指导使用者在髋部向前弯曲，以保持足部上方的平衡，并根据需要由训练人员协助参与者。在本方案中，测量数据来自在室内和室外训练期间上肢功能完整的脊髓损伤患者，以及在通过旋转门等移动技能训练期间的数据。在十米步行测试中，参与者在不同训练阶段使用动力外骨骼的能力起点各不相同，且改善速度也存在差异。

平均而言，参与者每次训练的行走速度比上一次加快 0.0048 米/秒，初始平均速度为 0.16 米/秒。掌握要领后，一次典型的训练 session 通常持续一到一个半小时，但具体时长需根据脊髓损伤参与者的耐受程度进行调整。在实施该操作过程中，重要的是要对学习者保持耐心，必要时可更换为其他锻炼项目，并在另一天再重新尝试困难的任务。

通过此操作流程，还可进行其他方法，例如在复杂表面（如铺有地毯的斜坡）上行走，以回答更多问题，例如判断使用者是否可能在使用动力外骨骼时存在限制。