Politehnički univerzitet u Hong Kongu (PoliU) postigao je još jedan napredak u razvoju uređaja za rehabilitaciju. Mobilni Ekoneuromusculoskeleton skočnog zgloba je prvi multimodalni robot ove vrste za rehabilitaciju skočnog stopala posebno dizajniran za pacijente sa moždanim udarom sa hemiplegijom, koji pomaže u poboljšanju motoričke funkcije njihovih donjih ekstremiteta i sposobnosti hodanja.
Pokrenut tehnologijom Interneta stvari (IoT), uređaj omogućava telerehabilitaciju za daljinsko upravljanje napretkom rehabilitacije pacijenata i omogućava im da sprovode rehabilitacione vežbe samopomoći kod kuće. Terapeuti mogu daljinski pratiti napredak rehabilitacije više pacijenata.
Poslednjih godina, Hong Kong je video oko 50.000 novih slučajeva moždanog udara godišnje, pri čemu je 85% pacijenata iskusilo različite stepene smanjene fizičke pokretljivosti. Redovna, ponovljena i intenzivna rehabilitacija je ključna za vraćanje fizičke pokretljivosti pacijenata sa moždanim udarom, čime se ublažavaju simptomi nakon moždanog udara, kao što je invalidnost.
Međutim, zbog ogromne potražnje, pristup dnevnim ambulantnim rehabilitacionim uslugama u lokalnim bolnicama i rehabilitacionim klinikama je izazovan. Shodno tome, pacijenti sa moždanim udarom često nisu u mogućnosti da se podvrgnu pravovremenim i rutinskim vežbama rehabilitacije.
Uobičajena funkcionalna oštećenja kod pacijenata sa moždanim udarom uključuju pad stopala i inverziju, koji značajno remete njihov svakodnevni život.
Razvijen od strane istraživačkog tima na čelu sa dr Hu Ksiaolingom, vanrednim profesorom Odeljenja za biomedicinsko inženjerstvo PoliU, mobilni egzoneuromuskuloskelet za skočno stopalo je inovativni multimodalni robot za nošenje za rehabilitaciju skočnog zgloba koji integriše prednosti egzoskeleta, mekih pneumatskih mišića , taktilna senzorna povratna sprega i tehnologija neuromuskularne električne stimulacije u jednom sistemu. Uređaj ne samo da može efikasno ispraviti pad stopala i inverziju stopala, već i poboljšati hod pacijenata sa moždanim udarom.
Pored toga, može pomoći u poboljšanju ravnoteže tokom hodanja i dugoročno doprineti rehabilitacionoj neuroplastičnosti.
Pacijenti sa moždanim udarom sa hemiplegijom generalno imaju oslabljenu snagu mišića i diskordinaciju na zahvaćenom donjem ekstremitetu, posebno u stopalu i zglobu. Mobilni egzoneuromuskuloskelet skočnog zgloba može automatski da detektuje događaje u hodu pacijenata, uključujući stajanje, udarac petom, spuštanje pete i prst.
Multimodalna asistencija uređaja može pomoći pacijentu da čvrsto stoji na zahvaćenom stopalu uz mehaničku podršku egzoskeleta i mekih pneumatskih mišića, da nauči da uravnoteži plantarni pritisak i ispolji pogonsku silu kada hoda uz vibracijsku taktilnu povratnu informaciju i neuromuskularnu električnu stimulaciju, i poboljšati pad stopala neuromišićnom električnom stimulacijom.
Mobilni Ekoneuromusculoskeleton skočnog zgloba ima lagani dizajn težine oko 400 g, što ga, zajedno sa karakteristikama sportske odeće, čini pogodnijim za hemiplegične pacijente da ga jednostrano nose. Ovaj uređaj takođe ima prednost niske potrošnje energije i može se koristiti neprekidno četiri sata sa 9V punjivom baterijom, omogućavajući pacijentima da vežbaju bilo kada i bilo gde – kod kuće, na otvorenom ili u zatvorenom prostoru.
Drugi egzoskeletni roboti za donje ekstremitete koji su dostupni na tržištu, koji se oslanjaju isključivo na spoljnu silu da pomognu pacijentima u hodanju, imaju veoma ograničenu vrednost u poboljšanju koordinacije skočnog zgloba i mišića za pacijente sa moždanim udarom sa hemiplegijom. Ovi roboti su takođe ograničeni za upotrebu u bolnicama i rehabilitacionim klinikama zbog njihove velike težine i potrošnje energije. Što se tiče konvencionalnih ortoza za gležanj i stopala, one su sklone izazivanju mišićne atrofije i smetnji kod pacijenata koji vraćaju dobrovoljnu motoričku kontrolu nad skočnim zglobom zahvaćene noge.
Dr Hu je izjavio: „Kombinujući istraživačke mogućnosti Odeljenja za biomedicinsko inženjerstvo, Industrijskog centra, Škole za modu i tekstil i Odseka za računarstvo, mobilni egzoneuromuskuloskelet skočnog zgloba je svedočanstvo izuzetne snage PoliU u interdisciplinarnom istraživanju. Ovo istraživačko dostignuće pruža pacijentima sa moždanim udarom bolju opciju za obuku rehabilitacije donjih ekstremiteta, uključujući obuku u njihove svakodnevne aktivnosti.“
„Takođe omogućava terapeutima da obezbede tele-nadzor napretka rehabilitacije više pacijenata. Nadamo se da takva fleksibilna obuka samopomoći može efikasno dopuniti tradicionalne ambulantne rehabilitacione usluge, pomažući pacijentima sa moždanim udarom da postignu efikasniji napredak rehabilitacije.“
Istraživački tim dr Hua sarađuje sa nekoliko lokalnih i kopnenih bolnica i rehabilitacionih klinika na sprovođenju kliničkih studija o mobilnom egzoneuromuskuloskeletu skočnog zgloba.
Istraživanja su potvrdila da je rehabilitaciona obuka za pacijente sa moždanim udarom pomoću uređaja 40% efikasnija za rehabilitaciju moždanog udara nego samo primena spoljašnjih mehaničkih sila. Među 12 pacijenata koji su učestvovali u kliničkim studijama koji su završili 1,5-mesečni program obuke koji se sastojao od 20 jednoipočasovnih sesija, dorzalna fleksija skočnog zgloba se poboljšala sa početnih pet stepeni na 10 stepeni bez pomoći opreme, približavajući se normalnom nivou od 15 stepeni.
Pored toga, više od 90% pacijenata je uspešno korigovalo inverziju stopala.
Istraživački tim je takođe koristio IoT tehnologiju za snimanje napretka rehabilitacije pacijenata putem mobilne aplikacije. Ovaj pristup, koji uključuje funkcije kao što su praćenje u realnom vremenu i progresivna evaluacija, kao i personalizovano vođenje i podsetnike, omogućava pacijentima da se efikasno uključe u rehabilitacionu obuku čak i bez fizičkog prisustva terapeuta, čime se poboljšava angažman pacijenata i rezultati lečenja.
Napredak rehabilitacije više pacijenata može da se uporedi jedni sa drugima putem aplikacije za negovanje međusobne podrške i druženja tokom njihovog treninga. Takođe omogućava terapeutima da obezbede daljinsko praćenje i nadzor napretka više pacijenata, obezbeđujući da rehabilitacija teče glatko. Istraživački tim dr Hu planira da sledeće godine komercijalizuje mobilni egzoneuromuskuloskelet za skočni zglob.
