Robo Rehab

Wykorzystuj albo strać.

Ta znajoma rada brzmi szczególnie w przypadku osób, które przeżyły udar. Każdego roku 700 000 osób w Stanach Zjednoczonych ma udar. Około trzy czwarte przeżywa, ale ponad połowa cierpi na zaburzenia ruchu. Ich droga do powrotu do zdrowia jest długa i trudna, ponieważ boleśnie uczą się na nowo używać ręki lub nogi, wykonując ruchy w kółko z fizjoterapeutą lub terapeutą zajęciowym.

Niestety, cały ten czas terapeuty staje się bardzo kosztowny, a ubezpieczyciele drastycznie ograniczyli koszty terapii, które będą zwracać. Kiedy zaczynałam, trwało to od trzech do pięciu miesięcy, mówi Susan Fasoli, badaczka z MIT i terapeutka zajęciowa. Teraz mamy szczęście, jeśli mamy pacjentów na trzy tygodnie.

Przy mniejszej ilości terapii wiele ofiar udaru nigdy nie wyzdrowieje tak dobrze, jak mogłoby. Im więcej terapii wykonujesz i im intensywniejsza jest terapia, tym lepsza jest twoja zdolność do odzyskania funkcji po udarze, mówi Richard Mahoney, prezes Phybotics, start-upu robotycznego w Westmont, NJ. Ale jeśli pacjenci mogą funkcjonować – nawet jedną ręką – ich firmy ubezpieczeniowe mogą im powiedzieć, że ich rehabilitacja została zakończona. A jeśli trening jest nadmiernie skoncentrowany na kilku bardzo konkretnych zadaniach, może nawet utrudnić bardziej ogólną regenerację.

Wejdź do robotów rehabilitacyjnych, które mogą odciążyć terapeutę, wykonując pewne zabiegi bardzo skutecznie, w niektórych przypadkach osiągając znacznie lepsze wyniki niż sama terapia konwencjonalna.

Badane od ponad dekady roboty rehabilitacyjne są testowane na pacjentach w Stanach Zjednoczonych, Europie i Azji. I dopiero zaczynają pojawiać się w klinikach do bardziej ogólnego użytku. Firma Interactive Motion Technologies w Cambridge w stanie Massachusetts sprzedała około dwóch tuzinów systemów do terapii ramion w cenie od 5000 do 70 000 USD, mówi dyrektor firmy Robert Parlow. Inny lider na rynku, Hocoma of Staefa w Szwajcarii, oferuje zrobotyzowany system chodu, który w połączeniu z bieżnią pomaga pacjentom w ponownej nauce chodzenia.

Udowadnianie postępów pacjenta

Roboty Interactive Motion są oparte na pionierskich pracach naukowców z MIT Neville'a Hogana i Hermano Igo Krebsa ( zobaczyć Robotyczna droga do odzyskania , DZIECI Listopad 1999 ). Zoptymalizowany przez lata, podstawowa konstrukcja to ramię robota, które działa w dwóch wymiarach i pomaga odzyskać ruchy barku i łokcia, ostrożnie prowadząc częściowo sparaliżowane ramię pacjenta za pomocą odpowiednich ruchów, w kółko. Pacjenci oglądają ekran wideo i grają w najnudniejszą grę wideo na świecie z niepełnosprawną ręką, mówi Hogan, profesor inżynierii mechanicznej oraz nauk o mózgu i kognitywistyce, a także dyrektor laboratorium MIT Arm Lab. Robot potrafi je ćwiczyć dokładniej niż człowiek i nie męczy się. Fasoli mówi, że w ciągu godziny można wykonać około 1000 powtórzeń ruchu – o wiele więcej niż ktokolwiek mógłby uzyskać w kontekście konwencjonalnego terapeuty.

Według Hogana, badania pilotażowe wielokrotnie wykazały wartość podejścia zrobotyzowanego, twierdzą zwolennicy. Pacjenci korzystający z robota wykazali dwukrotnie większą poprawę funkcjonalną, w standardowych skalach klinicznych, niż pacjenci otrzymujący konwencjonalną terapię, w tych samych okresach leczenia. I nadal robią postępy w programach leczenia kilka miesięcy lub lat po udarze.

Myślę, że to będzie świetna terapia wspomagająca, mówi Richard Hughes, fizjoterapeuta w Spaulding Rehabilitation Hospital w Bostonie, który prowadzi badania wraz z grupą MIT. Pacjenci ogólnie lubią robota. Wielu myśli o tym jako o grze wideo. Dodaje, że używanie robota w wysoce ustrukturyzowany sposób ułatwia im wykonywanie ruchów – prawie jak klienci klubu fitness na maszynie treningowej.

Grupa MIT współpracuje z klinikami rehabilitacyjnymi w pilotażowych testach nowych urządzeń, które dodają możliwości ruchu pionowego i ruchu nadgarstka do ramienia robota. Wyniki wczesnych testów są zachęcające, mówi Hogan. Laboratorium pracuje również nad systemami do odzyskiwania kończyn dolnych i marzy o rodzinie maszyn.

Oprócz precyzyjnego pomiaru ruchów kończyn i odpowiedniego reagowania na budowanie koordynacji i siły pacjenta, roboty mogą w locie modyfikować zabiegi. Ze względu na tę elastyczność powinniśmy być w stanie przyspieszyć naukę zgodnie z harmonogramem nagród, mówi Hogan. Jego laboratorium pisze nowe algorytmy, które dostosowują reakcję robota, aby dać lepsze wyniki przy mniejszej liczbie powtórzeń. W miarę jak stajesz się coraz lepszy, robot robi coraz mniej, mówi. Ciągle podnosisz poprzeczkę. Nie chcesz zniechęcać pacjentów i nie chcesz, aby poszli spać. Wczesne testy pokazują, że takie podejście może potroić poprawę funkcjonalną podstawowej terapii robotycznej w danym okresie leczenia, mówi.

Amerykański Departament Spraw Weteranów jest głównym sponsorem badań nad robotami rehabilitacyjnymi. Wśród innych wysiłków w Centrum Badań i Rozwoju Rehabilitacji Palo Alto w VA, HF Machiel Van der Loos i inni badacze pracowali nad projektem dwuramiennym, który może pomóc osobom po udarze koordynować ruchy zranionej ręki z drugą ręką w przypadku zadań łączonych, takich jak: klaskanie. (Phybotics pracuje nad komercjalizacją tego systemu.) Wiele innych grup, zarówno w Stanach Zjednoczonych, jak i za granicą, aktywnie bada zrobotyzowane urządzenia do rehabilitacji kończyn górnych i dolnych, lub jedno i drugie.

Niektórzy badacze wykorzystują potencjalnie uzupełniające się postępy. Janis Daly, adiunkt na wydziale neurologii w Case Western Reserve's School of Medicine, bada wpływ na pacjentów, którzy łączą terapię konwencjonalną z terapią robotem lub z funkcjonalną stymulacją nerwowo-mięśniową (FNS) – czyli z wykorzystaniem sygnału elektrycznego do bezpośredniego aktywować mięsień. We wstępnych wynikach pacjenci poddawani robotyzacji wykazują dobre wyniki w zakresie koordynacji barku i ramion, podczas gdy pacjenci leczeni FNS wykazują postęp w kontroli nadgarstka i palców. Nasi pacjenci są bardzo podekscytowani; starają się dłużej leczyć, donosi Daly.

Uzbrajanie mózgu

Podczas całej tej pracy pozostaje wiele pytań dotyczących mechanizmów, dzięki którym mózg może się przeprogramować, aby odzyskać kontrolę nad motoryką. Chociaż terapeuci starannie zebrali dowody, aby ocenić konkretne procedury, nigdy tak naprawdę nie wykonali pracy i jednocześnie zbadali aktywność neuronową, mówi Mahoney z Phybotics. Mózg zestawia ze sobą różnego rodzaju wiadomości, jak poruszać ramieniem i podnieść filiżankę, mówi Fasoli z MIT. To bardzo złożony proces i niewiele o nim wiemy.

Wśród tych, którzy atakują ten problem, grupa MIT ma ambitny plan monitorowania wzorców aktywności mózgu za pomocą obrazowania metodą rezonansu magnetycznego (MRI), podczas gdy pacjent pracuje z ramieniem robota. To nie będzie mała sztuczka, ponieważ, między innymi, urządzenie do rezonansu magnetycznego zasadniczo smaży całą elektronikę, która znajduje się w zasięgu, zauważa Hogan. Jego laboratorium pracuje nad niemagnetyczną wersją ramienia, które zbiera dane za pomocą czujników optycznych i jest obsługiwane przez hydraulikę.

Zwolennicy sugerują inne terapeutyczne zastosowania robotyki poza rekonwalescencją po udarze, w tym leczenie schorzeń neurologicznych, takich jak choroba Parkinsona i porażenie mózgowe, medycyna sportowa i ogólniejsza rehabilitacja ortopedyczna. A postępy w zrozumieniu, jak budować roboty, które bezpiecznie wchodzą w interakcję z ludźmi, powinny przynosić efekty w postaci robotów osobistych i innych urządzeń, przewiduje Van der Loos z centrum badawczego Palo Alto.

W miarę jak rośnie zrozumienie i coraz więcej robotów wchodzi do klinik rehabilitacyjnych, eksperci są zainteresowani opracowywaniem wersji dla poza kliniką. Chociaż terapie będą się zmieniać z biegiem czasu, ofiary udaru będą nadal leczone przez jak najkrótszy okres, dopóki nie będą mogli bezpiecznie wrócić do domu, mówi Fasoli. Przy odpowiednim zdalnym nadzorze z dobrze obsadzonego ośrodka urządzenia zrobotyzowane mogą umożliwić pacjentom kontynuację intensywnej terapii w domu. Ogólnie rzecz biorąc, Veterans Affairs bardzo aktywnie działa na rzecz przeniesienia odpowiedzialności ze szpitala na środowisko domowe, komentuje Van der Loos. Tak właśnie będzie; opieka zdrowotna nie staje się tańsza.

Innym przykładem tego trendu w domu, mówi Van der Loos, jest Java Therapy, internetowy system rehabilitacji fizycznej stworzony przez Davida Reinkensmeyera i współpracowników z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Irvine. Java Therapy oferuje ćwiczenia dla ofiar udaru i innych osób z upośledzeniem ruchowym; jego zalety ulegną poprawie, gdy odwiedzający zostaną wyposażeni w zrobotyzowany sprzęt, który umożliwia szerszy zakres działań.

Ale śledczy podkreślają, że roboty zawsze będą potrzebowały tego ludzkiego nadzoru. Nikt wykonujący tę pracę nie próbuje zastąpić terapeuty; nie możesz, mówi Mahoney. Wraz z wprowadzeniem robotów do kliniki terapeuci będą pełnić tę samą rolę, ale jako narzędzie będą używać robotyki.

Otrzymujemy dobre opinie pod względem akceptacji przez pacjentów i terapeutów, w tym terapeutów, którzy wykazali się dużym sceptycyzmem, mówi Parlow z Interactive Motion. To dosłownie i w przenośni odciąża ich. Jak mówi, klinicyści łatwiej akceptują roboty po wdrożeniu sprzętu do terapii wywołanej ograniczeniami – popularnego podejścia, w którym nieuszkodzona kończyna jest unieruchomiona, aby pomóc jej upośledzonemu bliźniakowi odzyskać pełną funkcjonalność.

Podchwytliwe kwestie zwrotu kosztów nadal wymagają rozwiązania z Medicare i innymi płatnikami, mówi Parlow. Ale podczas gdy wszystkie pierwsze systemy jego firmy trafiły do ​​naukowców, obecnie trafiają one głównie do szpitali rehabilitacyjnych, które prowadzą badania i rozważają zastosowanie kliniczne. Jak mówi, bardzo niewiele innych podejść wykazało wyraźne, wymierne korzyści dla ofiar udaru. Wydaje się, że zbliża się punkt masy krytycznej.

ukryć