脊髓性肌萎缩症(SMA)是一种严重的神经肌肉疾病,II型患者虽能独坐,但无法站立行走。现有药物仅能延缓疾病进展,而传统的等速训练设备因体积庞大、阻力过高、成本昂贵,难以惠及患儿。
2026年5月20日,北京航空航天大学冯仰刚团队(李阅兵为第一作者)在Nature在线发表题为Spinal neuromotor rehabilitation using a portable isokinetic training robot的研究论文。该研究开发了一款仅重0.96公斤的便携式等速训练机器人,为SMA II型患儿的居家康复提供了全新方案。
临床试验结果显示,使用该设备训练6周后,所有患儿的运动能力均得到改善(能够在无需机器人辅助情况下由坐姿站立),膝部功能同样得到改善,肌肉体积也显著增加。此外,在停止训练后,这些功能改善仍能持续,表明了短期使用这一可穿戴机器人设备能够带来持续的神经肌肉康复。
SMA是最常见的常染色体隐性遗传病之一,发病率约为每6,000至10,000名活产婴儿中发生1例,携带者频率约为1/50。根据发病年龄和达到的运动里程碑,该病在临床上分为四种亚型。
SMA I型最为严重,患者仅能实现有限的头部控制。SMA II型病情较轻,患者能独立坐立但不能行走。SMA III型和IV型则更为轻微,患者早期通常能够行走,晚期需借助助行设备。目前,现有药物仅能延缓疾病进展,尚无任何疗法能够完全治愈SMA。
可穿戴下肢机器人是提供神经肌肉康复的理想形式,但目前尚无此类设备能为SMA青少年提供等速抗阻训练。大多数可穿戴下肢机器人主要面向成人,通过减少传出肌肉激活来主动辅助行走。
康复导向的设备可能旨在帮助完全性脊髓损伤患者站立和行走,而另一些则侧重于改善脑卒中患者的步态。尽管这些设备可能为用户带来短期运动表现上的改善,但尚不清楚在撤除设备后,这些益处是否能转化为长期的功能恢复或神经肌肉适应。
使用可穿戴机器人进行的等速阻力训练能够使患有SMA type II的青少年进行独立站立运动(图源自Nature)
在该研究中,研究人员展示了一款轻量化(0.96 kg)机器人,该机器人提供等速抗阻训练,以在撤除后维持神经肌肉康复效果。该设备集成了可变刚度机构和反向可驱动阻尼电机,为II型脊髓性肌萎缩症(SMA)青少年患者提供安全、便携且可定制的抗阻训练。
在一项包含6名此类青少年参与者的研究中,经过6周机器人辅助训练的临床试验(NCT06648486)后,观察到下肢运动能力的显著改善。重要的是,参与者在停止等速训练并恢复常规物理治疗后,仍能保持其功能获益。这些结果表明,即使通过可穿戴机器人短期暴露于等速抗阻训练,也可能促进持久的神经肌肉恢复。
参考消息:https://www.nature.com/articles/s41586-026-10642-0