便携式髋部外骨骼改善中风幸存者的行走经济性

帮助中风幸存者更省力地走得更远

对许多中风幸存者来说，即便是短距离行走也像是一场锻炼。由于身体一侧无力，每一步都需要额外的能量，导致疲劳、步速减慢和独立性下降。本研究探讨了一种新的可穿戴髋部装置，旨在使中风患者的行走更轻松、不那么费力，可能帮助他们在日常生活中保持活动和参与。

为什么中风后行走如此困难

中风后，许多人出现一种步态：一条腿比另一条更弱、更僵硬。他们可能难以用踝部发力推进、向前摆腿，或保持膝关节稳定。为了避免绊倒，他们常常抬高髋部或把腿向外摆出大弧线。更强的一侧不得不投入更多工作来补偿，结果是步态不均且耗能大。平均来看，这种状况下的人行走比健康成年人多消耗约60%的能量，这限制了他们在日常生活中的行走距离和速度。

一种新型的髋部可穿戴辅助装置

工程师们多年来开发了用于帮助中风患者行走的动力装置，大多集中在踝部。这些踝部装置可以改善步速和脚部离地高度，但当它们被做成便携式时，通常未能降低整体的行走能量消耗。本论文的研究团队选择了不同的目标：髋部。他们设计了一种轻量、电池供电的外骨骼，绑在骨盆和大腿上，辅助双侧髋部——包括较弱和较强的一侧。因为它贴近身体的质心，其重量比放在踝部的类似硬件更不易造成额外负担。

在真实人群中的测试

七名长期受中风相关无力影响的成年人参加了这项研究。经过若干训练课程以适应装置并微调辅助以确保舒适后，每位参与者按自己通常的速度在跑步机上行走，先是不佩戴装置，然后开启装置行走。研究人员在行走时测量了他们的耗氧量以估算能量消耗，并使用运动传感器和受力板计算髋、膝和踝关节所做的机械功。

身体更省力，装置分担更多工作

开启髋部外骨骼后，每位参与者的行走能量消耗都有所下降。平均而言，他们的净代谢代价——即除站立不动之外的身体内部能量消耗——下降了约18%。这大致相当于健康人卸下一件超过13公斤的背包。该装置承担了一部分髋部肌肉通常完成的工作，尤其是在向前推进和摆动腿部时。髋部本身的生物学功下降了约29%，而膝关节和踝关节的功率变化则保持大致不变。外骨骼还略微增加了足部的离地高度，可能降低绊倒风险，并改善了较弱与较强侧之间的工作平衡。

对日常生活可能意味着什么

对中风幸存者而言，18%的能量节省可能意味着在需要休息前能够走得更远，应对坡道或更远的社区距离，或更充分地参与工作和社交活动。该研究首次表明，便携式髋部外骨骼可以显著减少中风患者的行走努力，主要通过减轻髋部肌肉通常承担的高强度工作。尽管该研究是在跑步机上、对小样本人群并在短期内完成的，但它指向了一个未来：小巧的髋部佩戴机器人有望成为标准护理的一部分，帮助人们在中风后恢复移动能力和独立性。

引用: 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

关键词: 中风康复, 外骨骼, 辅助行走装置, 步态能量消耗, 髋部机器人学