Портативный экзоскелет для бедра улучшает эффективность ходьбы у перенесших инсульт

Помощь перенесшим инсульт: ходить дольше и с меньшими усилиями

Даже короткие прогулки могут ощущаться как тренировка для многих людей, переживших инсульт. Поскольку одна сторона тела ослаблена, каждый шаг требует дополнительных усилий, что приводит к утомлению, замедлению ходьбы и снижению независимости. В этом исследовании рассматривается новое носимое устройство для бедер, которое призвано сделать ходьбу легче и менее утомительной для перенесших инсульт, потенциально помогая им оставаться активными и вовлечёнными в повседневную жизнь.

Почему после инсульта ходить так трудно

После инсульта у многих людей формируется модель ходьбы, при которой одна нога слабее и более ригидна, чем другая. Им может быть трудно отталкиваться стопой, раскачивать ногу вперёд или удерживать колено стабильным. Чтобы не споткнуться, они часто приподнимают таз сильнее или разводят ногу по дуге. Сильная нога вынуждена работать больше, чтобы компенсировать это, и в результате получается неравномерная, энергетически затратная походка. В среднем ходьба у людей с таким состоянием обходится примерно на 60 процентов дороже по затратам энергии, чем у здоровых взрослых, что ограничивает, насколько далеко и быстро они могут передвигаться в повседневной жизни.

Новый вид носимой помощи в области бедер

Инженеры в течение многих лет разрабатывали приводные устройства для помощи в ходьбе людям после инсульта, большинство из которых было сосредоточено на голеностопе. Эти устройства для голеностопа могут улучшать скорость и поднимание стопы, но при создании портативных версий им не удавалось сократить общие энергозатраты при ходьбе. Исследовательская группа этой работы выбрала другую цель: бедра. Они спроектировали лёгкий экзоскелет на батарейном питании, который фиксируется вокруг таза и верхних частей бедер и оказывает помощь обеим сторонам — как более слабой, так и более сильной. Поскольку устройство расположено близко к центру масс тела, его вес переносится менее утомительно, чем аналогичное оборудование, установленное на лодыжках.

Испытания устройства на людях

В исследовании приняли участие семь взрослых с длительной слабостью, связанной с перенесённым инсультом. После нескольких тренировочных сессий для привыкания к устройству и настройки помощи для комфорта каждый участник ходил на беговой дорожке в своём обычном темпе, сначала без устройства, затем с включённым экзоскелетом. Во время ходьбы исследователи измеряли потребление кислорода для оценки энергозатрат и использовали датчики движения и тензометрические пластины, чтобы вычислить, какую механическую работу выполняют суставы бедра, колена и голеностопа.

Меньше усилий со стороны тела, больше помощи от устройства

При включённом экзоскелете для бедра все участники расходовали меньше энергии на ходьбу. В среднем их чистые метаболические затраты — внутреннее потребление энергии свыше затрат на стояние — снизились примерно на 18 процентов. Это примерно эквивалентно тому, как если бы здоровый человек сбросил рюкзак весом более 13 килограммов. Устройство взяло на себя часть работы, которую обычно выполняют мышцы бедра, особенно при толчке тела вперёд и при раскачивании ноги. Биологическая работа самих бедер сократилась примерно на 29 процентов, в то время как работа в коленях и голеностопах осталась примерно на том же уровне. Экзоскелет также слегка увеличил Clearance ступней над землёй, что может снизить риск спотыкания, и улучшил баланс в распределении работы между более слабой и более сильной сторонами.

Что это может значить для повседневной жизни

Для человека, живущего с последствиями инсульта, экономия энергии на уровне 18 процентов может означать способность ходить дальше прежде, чем потребуется отдых, справляться с подъёмами или большими расстояниями в сообществе, а также активнее участвовать в работе и социальных мероприятиях. Исследование впервые демонстрирует, что портативный экзоскелет для бедра способен существенно снизить усилия при ходьбе у перенесших инсульт, главным образом за счёт перераспределения тяжёлой работы, которую обычно требуют мышцы бедра. Хотя исследование проводилось на беговой дорожке с небольшой группой и в короткие сроки, оно указывает на будущее, в котором компактные роботы, надеваемые на бедра, могут стать частью стандартной помощи, помогая людям вернуть мобильность и независимость после инсульта.

Цитирование: Pruyn, K., Murray, R., Gabert, L. et al. Portable hip exoskeleton improves walking economy for stroke survivors. Nat Commun 17, 2771 (2026). https://doi.org/10.1038/s41467-026-69580-0

Ключевые слова: реабилитация после инсульта, экзоскелет, помогающее устройство для ходьбы, энергозатраты при походке, робототехника бедра