它不是Fortnite，但它帮助中风幸存者再次移动

美国西北大学医学科学家发明的一种新型视频游戏训练设备，使严重受损中风幸存者的手臂功能正在恢复，有时甚至长达数十年无法动弹。

当与一款定制的视频游戏整合在一起时，这款名为MyoCI的设备可以帮助训练中风幸存者的手臂肌肉，使其更正常地运动。在32名研究参与者中，大多数人在使用训练界面时，手臂的灵活性增加，僵硬度降低。大多数参与者在完成训练一个月后仍保持手臂功能。 

这项研究发表在3月19日的《神经康复与神经修复》杂志上。

许多中风幸存者无法用直肘将手臂向前伸，因为肌肉以一种不正常的方式相互作用，称为“不正常的协同活动”或“不正常的耦合”。

西北大学的设备可以识别哪些肌肉是异常耦合的，并通过肌肉电活动(称为肌电图，简称EMG)来控制定制视频游戏中的光标，对肌肉进行再训练，使其正常运动。肌肉解耦越多，得分越高。(更多关于该设备的工作原理，见下文)

“我们把这种疗法变成了一种80年代风格的电子游戏，”资深作者、西北大学范伯格医学院(Northwestern University Feinberg School of Medicine)神经病学和生理学副教授、西北医学神经学家马克·斯卢茨基(Marc Slutzky)博士说。“以今天的标准来看，这是相当基本的图形，但也足够有趣。”

斯卢茨基和他的合著者与一家公司合作开发了一种早期版本的可穿戴设备，用于研究患者在家使用的情况。该设备与笔记本电脑或平板电脑进行无线通信，目标是使其成为一个完全无线、可穿戴的设备。

“即使这种益处不会持续数月或数年，有可穿戴设备的患者也可以每隔几周、数月或任何他们需要的时候进行一次‘调整’治疗，”斯卢茨基说。他的团队设计了这款最初的设备。“长期来看，我设想有一种灵活的、完全无线的电极，职业治疗师可以迅速将其应用于办公室，患者可以回家自行训练。”

Slutzky也在研究这种方法在医院里治疗中风病人，从他们中风一周内开始。

一种新型的中风疗法?

肌肉异常耦合导致许多中风患者肘部弯曲，这使得他们很难从典型的以任务为基础的中风康复治疗中获益，比如洗澡、穿衣和饮食方面的训练。

在美国，只有30%的中风患者在首次住院康复治疗后接受治疗，通常是因为他们的伤势太严重，无法从标准治疗中获益，治疗费用太高，或者他们离治疗师太远。这项小规模的初步研究为严重受损中风幸存者的廉价、可穿戴的家庭治疗方案奠定了基础。

“我们仍处于非常早期的阶段，但我希望这可能是一种有效的新型中风治疗，”Slutzky说。“我们的目标是有一天让患者以低廉的价格购买训练设备，甚至不需要保险，就可以在家中无线使用。”

严重受损中风幸存者的希望

研究中的患者严重受损——他们只能轻微地移动手臂和伸展肘部——并且在研究开始前至少六个月就中风了。患者的平均中风时间超过6年，有些甚至长达数十年。

斯卢茨基说，在斯卢茨基的干预之后，研究参与者的肘部角度平均比干预前增加了11度，这是一个令人惊喜的发现。

斯卢茨基说:“从传统意义上讲，在那些远离中风的患者中，我们通常不指望看到任何改善，但我们看到这些患者的病情有了适度但显著的改善。”

这种类型的治疗只需要少量的肌肉活动，这对严重受损的中风患者是有利的，他们通常不能移动足够的甚至开始标准的物理治疗。如果病人的肌肉活动正常，它也会给病人反馈。

斯卢茨基说:“我们通过尝试和错误来学习如何行动。“如果你对错误没有任何反馈，就很难学会改进动作。这项任务为患者提供了关于肌肉活动的清晰反馈。”

设备的工作原理

为了确定哪些肌肉是异常耦合的，研究参与者试图接触多个不同的目标，同时科学家们用附着在皮肤上的电极记录了他们手臂上的8块肌肉的电活动。例如，中风患者手臂上的肱二头肌和前三角肌经常同时活动，而他们通常不应该这样做。

然后，重新训练肌肉使其正常运动。在一个定制的视频游戏中，参与者用他们的肌肉电活动来控制光标。这两块异常耦合的肌肉按照肌电图振幅的比例，在水平或垂直方向移动光标。例如，如果肱二头肌单独收缩，光标就会向上移动。如果前肌单独收缩，光标就会移到一边。但如果肌肉收缩在一起，光标就会斜着移动。

游戏的目标是将光标垂直或水平移动，而不是对角移动，以获取目标。为了获得高分，参与者必须学会解耦异常耦合的肌肉。

与手臂自由活动时相比，肌肉在等距收缩时(不运动时)往往会产生更多的电性肌肉活动，但这种训练的最终目标是使家庭使用。这项研究的一个目的是看看参与者是否能在不限制手臂的情况下也能像限制手臂一样受益。

参与者被分成三组:60分钟的手臂受限训练;90分钟的训练，手臂受到限制;90分钟不受手臂约束的训练。总体而言，各组患者的手臂功能均有明显改善，三组间差异无统计学意义。

该研究部分由美国国立卫生研究院(National Institutes of Health)的R21NS084069、R01NS099210和UL1TR001422(作为西北大学Dixon Translational Research Grant的一部分)资助。其他西北大学的作者包括艾米丽·穆勒、戈兰·托米克、阿巴纳·辛格、萨阿德·哈米德博士、埃里克·林德伯格、乔恩·盖德、泰勒·雅各布森和荣华·李。

主题:范伯格医学院，医学，西北医学