Robo-Rehab mājās

Kad cilvēks cieš no insulta, asins plūsmas pārtraukšana smadzenēs var izraisīt ilgstošu ekstremitāšu funkciju zudumu. Pastāvīga fizikālā terapija var uzlabot motora kontroli, stiprinot savienojumus starp ekstremitātēm un smadzenēm. Tagad grupa Ziemeļaustrumu universitātē ir izstrādājusi vairākas pārnēsājamas robotizētas ierīces, kas var palīdzēt rehabilitācijas procesā; atšķirībā no citām rehabilitācijas ierīcēm, tās var arī ļaut pacientiem turpināt terapiju mājās.

Ceļa saliekums: Šī AKROD ceļa ierīces versija no Ziemeļaustrumu universitātes tika izstrādāta, lai palīdzētu pacientam atgūt motoriskās funkcijas pēc insulta.

Insults ir galvenais invaliditātes cēlonis Amerikas Savienotajās Valstīs; vairāk nekā divām trešdaļām insultu pārcietušo ir palikuši invaliditāte, liecina Nacionālā insulta asociācija . Atkārtota fizikālā terapija, kas pieliek spēku skartajai ekstremitātei, var mudināt motoros signālus sasniegt smadzenes un veidot jaunus kontroles ceļus. Šie vingrinājumi var palīdzēt ne tikai cilvēkiem, kas atveseļojas pēc insulta, bet arī tiem, kuri cieš no citām slimībām, piemēram, cerebrālās triekas vai deģeneratīvām muskuļu slimībām.

Ir labi saprotams, ka jo vairāk jūs to darāt, jo labāk jums sanāk, saka Tariks Rahmans , Nemours fonda Ortopēdisko pētījumu un attīstības centra direktors un Drexel universitātes asociētais profesors.

Tradicionāli fizioterapeiti pieliek spēku ekstremitātei manuāli: piemēram, terapeitu grupa palīdzēs pacientam staigāt uz skrejceliņa, kustinot kājas un nostiprinot pacientu. Pēdējo desmitgažu laikā daudzi pētnieki ir meklējuši robotiku ierīcēm, kas nodrošina spēkus pacienta kājām, rokām, rokām vai iegurnim. Pētnieki cer, ka šādas ierīces radīs vienmērīgākas kustības, precīzāk reaģēs uz pacienta uzlabojumiem, precīzāk mērīs progresu un nodrošinās ērtāku un efektīvāku atveseļošanos. Pašlaik tiek izmantotas vairākas rehabilitācijas ierīces, piemēram, Rocomo Lokomat mašīnu vai Tventes universitāti lopes , tika izstrādāti, lai palīdzētu cilvēkiem staigāt labāk, taču šīs sistēmas mēdz būt apjomīgas un dārgas.

Multivide

• Skatiet citas robotu rehabilitācijas ierīces, pie kurām laboratorija strādā.

• Skatieties robotizēto roku rehabilitācijas ierīci darbībā.

Ziemeļaustrumu pētnieki ir izstrādājuši ierīces ceļgaliem, plaukstas locītavām, iegurnim un potītēm, kuras, viņuprāt, ir pārnēsājamas un pietiekami lētas, lai tās varētu īrēt maziem rehabilitācijas vai medicīnas centriem un, iespējams, pat atsevišķiem pacientiem. Komanda saglabāja ierīces mazas, izmantojot vielu, ko sauc par elektroreoloģisko šķidrumu, kas kļūst lipīgāka, kad tiek pielietota elektriskā strāva, tādējādi ierīcē radot spēcīgāku pretestības spēku. Šķidrums satur daļiņas, kas, pieslēdzot elektrību, veido ķēdes, dažu milisekundēs šķidrumu pārvēršot vairāk par gēlu.

Ar šo šķidrumu mēs varam samazināt mehānisko komponentu, piemēram, bremžu, izmēru, saka Konstantīns Mavroidis , profesors un Ziemeļaustrumu biomedicīnas mehatronikas laboratorijas direktors. Grupa arī saka, ka tas ir samazinājis motora izmēru vismaz uz pusi, salīdzinot ar tipiskajiem motoriem. Papildus mazākam izmēram un samazinātam svaram uz šķidruma bāzes ražotie motori nodrošina arī vienmērīgāku kustību, saka Mavroidis. Jums ir sajūta, ka tā nav īsti mehāniska ierīce, bet gan mīksta atspere.

Rahmans saka, ka Ziemeļaustrumu darbs izskatās daudzsološs. Mēs vienmēr cenšamies padarīt [ierīces] lētākas, vieglākas, mazākas un neredzamas. Tas viss ir pareizajā virzienā, saka Rahmans, kurš Alfred DuPont bērnu slimnīcā izstrādā robotizētas rehabilitācijas ierīces bērniem ar muskuļu traucējumiem. Lielākā daļa rehabilitācijas ierīču, ko redz Rahmans, ir lielas un smagnējas, un tāpēc tās nav praktiski lietojamas pacientiem mājās.

Gluds satvērējs: Šajā robotizētajā roku rehabilitācijas ierīcē tiek izmantots šķidrums, kas maina ierīces pretestību, kad tiek pielietota elektriskā strāva.

Ziemeļaustrumu otrā aktīvās ceļa locītavas rehabilitācijas ortozes ierīces versija, dublēta AKROD , izmanto elektroreoloģisko šķidrumu, lai izveidotu ierīces bremzi. AKROD sastāv no divām vieglām apļveida lencēm virs un divām zem ceļgala, un jaudu ģenerējošā šķidruma bremze, kas satur pārnesumus un sensorus, atrodas blakus ceļgalam.

Gaidāmais numurs IEEE transakcijas par mehatroniku ziņo par Ziemeļaustrumu komandas veiktajiem ierīces testiem deviņiem veseliem pacientiem. Subjekti veica standarta insulta vingrinājumus un izmantoja arī AKROD. Pētnieki atklāja, ka AKROD palīdzēja subjektiem sasniegt salīdzināmus rezultātus ar lielāku, komerciālu rehabilitācijas sistēmu, ko sauc par Biodex System 3, kas sastāv no īpaši izgatavota krēsla, pēdu stiprinājuma un datorsistēmas.

Jaunākā Northeastern AKROD versijā īpašā šķidruma vietā tiek izmantota NASA iedvesmota pārnesumu sistēma. Zobu gultņa piedziņa ļauj sistēmai pacelt pacienta kāju, lai koriģētu staigāšanu, nevis tikai pielietotu pretestības spēku. Ierīce joprojām ir salīdzinoši maza un viegla, pateicoties kompaktajai pārnesumkārbas konstrukcijai. Ierīce darbojas tā, it kā tai būtu virtuāla atspere, saka pētnieki, izmantojot rūpīgu spēku, lai nospiestu pacientu pareizajā stāvoklī.

Ziemeļaustrumu komanda ir izmēģinājusi arī rokas rehabilitācijas ierīci, kas izgatavota no satvērēja roktura, kas savienots ar sensoriem un zobratiem. Ierīci darbina divi izpildmehānismi ar elektroreoloģisko šķidrumu, kas palielina vai samazina tā pretestību, pacientam izmantojot rokturi, lai pārvietotos videospēļu labirintā. Ierīce vingrina ne tikai roku, bet arī apakšdelmu muskuļus, kā arī fiksē pacienta rokas spēku un stāvokli. Pētnieki arī izveidoja versiju, ko var izmantot MRI, lai attēlotu smadzenes, kamēr pacients veic roku vingrinājumus. Tas varētu ļaut ārstam redzēt vingrinājuma ietekmi uz pacienta smadzenēm, norāda Mavroidis.

Mēs esam tik ieinteresēti šajā tehnoloģijā, jo tā ļauj pacientiem veikt noteikta veida kustību atkārtojumus, saka Paolo Bonato , Hārvardas Medicīnas skolas docents un Kustību analīzes laboratorijas direktors Spauldingas rehabilitācijas slimnīca . Bonato sadarbojas ar Mavroidis, lai pārbaudītu ierīces ar pacientiem slimnīcā. Pašlaik viņi pārbauda nelielu skaitu pacientu ar AKROD, iegurņa un rokas ierīcēm, saka Mavroidis.

Mēs varam iedomāties mājas aprūpes veidu, kur šīs ierīces izmanto pacients mājās vai sabiedrībā, saka Bonato.

Ierīcēm joprojām ir jāiziet klīniskie izmēģinājumi, lai tās varētu darīt pieejamas sabiedrībai.

paslēpties