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创新、技术和循证治疗脊髓损伤

解决方案 | 2020-08-12 00:00:00

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脊髓损伤,无论是由车祸、疾病或退化等急性创伤引起的,都会使人身心衰弱。世界卫生组织报告说,全世界每年有25万至50万人遭受某种类型的脊髓损伤;其中大多数损伤是由于可预防的原因造成的,包括交通碰撞、意外坠落,或暴力:据世界卫生组织估计,每百万人口中有40至80例脊髓损伤,其中约90%归因于创伤原因。


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长期身体问题


与脊髓损伤相关的死亡风险与损伤本身的严重程度以及是否有及时治疗相关,运送受伤患者的方法以及受伤开始与治疗之间的时间间隔也被列为因素。总体而言,虽然脊髓损伤的死亡率会在第一年后下降,但仍高于平均水平;脊髓损伤患者过早死亡的可能性是一般未受伤人群的2至5倍。

 

除了伤害本身的后遗症外,患者可能还会面临更高的继发性疾病风险,包括:

 

  • 慢性疼痛;

  • 深静脉血栓形成;

  • 肌肉痉挛;

  • 压疮;

  • 骨质疏松;

  • 呼吸系统并发症。


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这些情况可能会使患者失去工作能力,有些甚至可能增加过早死亡的风险。尤其是随着全球大流行的继续,脊髓损伤可能引起的呼吸问题可能使患者易受COVID-19更严重的影响。


精神和心理挑战


许多脊髓损伤的患者发现,他们的身体活动范围或多或少受到限制,更严重的损伤需要采用辅助技术,改变患者的家庭布局和生活方式,并可能需要雇用护理人员。

 

这些局限性-以及取决于患者本国可获得的外部支持的范围,可能产生的大量费用-会加剧心理痛苦,这种痛苦通常伴随着任何改变生命的伤害。


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20%到30%的脊髓损伤患者表现出明显的抑郁症状,而这反过来又会抑制患者健康改善的速度。相对较高的社会和经济排斥率可能会进一步影响患者的心理健康:与同龄人相比,患有脊髓损伤的幼儿上学的可能性更小,而那些有机会上学的脊髓损伤儿童在学业上进步的可能性也更小;而全世界60%以上患有脊髓损伤的成年人都失业了。


脊髓损伤治疗的创新


随着数字化和技术创新在医疗保健中的作用越来越突出,研究人员正在研究一系列可能有助于脊髓损伤患者的支持和护理的解决方案的潜力。


位于英国苏塞克斯郡的东南海岸救护服务NHS信托基金会正在试验运送脊髓损伤患者的新协议,越来越多的证据表明,传统的颈托或颈环的使用可能比以前认为的更容易对受伤的病人造成额外的伤害。除了为“标准”患者采用手动直列式稳定和铲式担架运输外,还为“非标准”患者(即那些可能在其他方面易受伤害的患者,如幼儿)采用独特的“舒适”方法,对于孕妇和老年人-医护人员还将为非标准患者配备一个系索,以告知医院他们的状况。

 

假肢技术中的人工智能


北卡罗莱纳州立大学(NCSU)的研究人员已经开发了一种基于人工智能(AI)算法的软件程序,该程序可以集成到现有的义肢中,并且可以部署计算机视觉和AI来响应地形变化。该程序能够识别出六种可能需要调整假肢运动方案的关键地形类型:


  • 砖块;

  • 混凝土;

  • 玻璃;

  • 瓦片;

  • “楼上”;

  • “楼下”。


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该研究的合著者,NCSU电气与计算机工程副教授Edgar Lobaton表示:“下肢机器人假肢需要根据使用者行走的地形执行不同的行为。我们创建的框架允许机器人假肢中的人工智能预测用户将要踏上的地形类型,量化与预测相关的不确定性,然后将不确定性纳入决策中。我们想出了一种更好的方法来教授深度学习系统如何评估和量化不确定性,使系统能够将不确定性纳入决策中:这当然与机器人假肢相关,但我们在这里的工作可以应用于任何类型的深度学习系统。”

 

步态恢复基因治疗中的机器学习


瑞士洛桑的一项正在进行的研究表明,利用人工智能和机器学习来识别在步态再获得过程中起关键作用的神经元,取得了令人满意的结果。通过挑选出对脊髓损伤后恢复有重要意义的特定神经元,研究人员已经能够优先考虑这些神经元进行额外的刺激,从而提高运动治疗的有效性。试验的早期阶段,瘫痪的老鼠受到脊髓刺激,成功地恢复了啮齿动物的活动能力;而后来在洛桑大学医院对人类病人进行的试验同样有效地加速了恢复过程。


虚拟现实和截瘫



澳大利亚神经科学研究机构(NeuRA)的最新研究显示,多达50%的截瘫患者仍可能具有能够将下半身的微弱感觉信息传递到大脑的功能神经纤维。


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领导这项研究的Sylvia Gustin副教授发起了一个新项目,旨在部署虚拟现实(VR)技术来增强和放大这些神经信号,以恢复下肢感觉。该计划名为RESTORE,已从新南威尔士州卫生部获得了250万澳元的赠款;该计划寻求将下肢物理刺激与虚拟现实模拟相结合,目的是“再训练”大脑,以识别来自神经纤维的相应信号。

 

Gustin说:“我们能够探索如何使用虚拟现实来帮助人们恢复四肢的感觉,这非常令人兴奋。我们的研究结果可能会导致文化和科学上的转变,即我们如何对待脊髓损伤患者,以及他们在经历了如此严重的损伤后,对生活的期望。”


注:本文由书云虚实科技编译,转载请注明来源。

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