Više od 80% preživelih od moždanog udara doživljava poteškoće u hodanju, što značajno utiče na njihov svakodnevni život, nezavisnost i ukupan kvalitet života. Sada, novo istraživanje sa Univerziteta Massachusetts Amherst pomera granice oporavka od moždanog udara sa jedinstvenim robotskim egzoskeletom kuka dizajniranim kao alat za obuku za poboljšanje funkcije hodanja.
Ovo poziva na mogućnost novih terapija koje su pristupačnije i lakše za prevođenje iz prakse u svakodnevni život u poređenju sa trenutnim metodama rehabilitacije.
Nakon moždanog udara, ljudi često doživljavaju asimetriju hodanja, gde je jedan korak kraći od drugog. Studija, objavljena u IEEE Transactions on Neural Sistems and Rehabilitation Engineering, otkriva da robotski egzoskelet kuka ima potencijal da efikasno obuči pojedince da modifikuju svoju asimetriju hodanja, predstavljajući obećavajući put za rehabilitaciju od moždanog udara.
Pristup koji koristi robotski egzoskelet inspirisan je pokretnim trakama za trčanje sa podeljenim kaišem, koje su specijalizovane mašine sa dva pojasa koji se nalaze jedan pored drugog koji se kreću različitim brzinama. Prethodno istraživanje je pokazalo da ponovljeni trening na traci za trčanje sa podeljenim pojasom može smanjiti asimetriju hodanja kod pacijenata sa moždanim udarom.
Vouter Hoogkamer, docent kineziologije i autor rada, proveo je poslednju deceniju proučavajući trake za trčanje sa podeljenim kaišem. „Obuka na traci za trčanje sa podeljenim pojasom je dizajnirana da preuveliča asimetriju hodanja kod pacijenata sa moždanim udarom tako što trči pojaseve ispod svakog stopala različitim brzinama. Vremenom, nervni sistem se prilagođava, tako da kada su pojasevi podešeni na istu brzinu, oni hodaju simetričnije .“
Nažalost, postoje ograničenja za prednosti koje se dobijaju od metoda treninga zasnovanih na traci za trčanje. „Ono što se nauči na traci za trčanje ne prenosi se u potpunosti u nadzemne kontekste“, kaže Banu Abdikadirova, doktorant mašinstva i industrijskog inženjerstva i glavni autor studije. „To je zato što hodanje na traci za trčanje nije potpuno isto što i hodanje preko zemlje.“
„Krajnji cilj rehabilitacije hoda nije poboljšanje hodanja na traci za trčanje – već poboljšanje lokomotorne funkcije iznad zemlje“, kaže Meghan Huber, docent za mašinstvo i industrijsko inženjerstvo i viši autor rada. „Imajući ovo na umu, naš fokus je da razvijemo metode rehabilitacije hoda koje se prevode u funkcionalna poboljšanja u kontekstu stvarnog sveta.“
Sa ovom motivacijom, tim UMass-a je tražio novi način da preuveliča asimetriju hodanja bez trake za trčanje.
Ova studija dokaza o konceptu pokazala je da primena sile otpora na jedan zglob kuka i pomoćnih sila na drugi sa njihovim egzoskeletom oponašaju efekte treninga na traci za trčanje sa podeljenim pojasom kod neurološki netaknutih osoba.
Sada kada je istraživački tim dokazao da egzoskelet može da promeni asimetriju hoda, oni su željni da svoja istraživanja pomere u nadzemne kontekste koji su sličniji stvarnom svetu.
„Pošto je naš egzoskelet prenosiv, može se koristiti tokom hodanja po zemlji“, kaže Mark Prajs, postdoktorski istraživač mašinstva i industrijskog inženjerstva i kineziologije i autor rada. „Možemo da gradimo na uspehu treninga na traci za trčanje sa podeljenim kaišem sa ovim uređajem kako bismo poboljšali dostupnost treninga hoda i poboljšali prenos prednosti treninga u svakodnevni kontekst hodanja.
Istraživači takođe planiraju da prošire svoj rad merenjem neuronskih promena izazvanih hodanjem sa egzoskeletom i testiranjem ove nove metode na preživelima od moždanog udara.
„Prenosivi egzoskelet nudi brojne kliničke prednosti“, kaže Abdikadirova. „Ovakav uređaj se može neprimetno integrisati u svakodnevni život osoba koje su preživele hronični moždani udar, nudeći pristupačan način da se poveća vreme treninga, što je ključno za poboljšanje hodanja. Takođe se može koristiti tokom rane intervencije u bolnicama radi poboljšanja funkcionalnih ishoda.“
Robotski egzoskelet kuka je samo jedan od inovativnih uređaja dizajniranih za proučavanje i poboljšanje funkcije hoda koji je razvio tim za saradnju studenata dodiplomskih studija, postdiplomskih studenata i postdoktorskih istraživača iz Human Robot Sistems Lab, predvođenih Huberom, i Laboratorije za integrativnu lokomociju, na čelu sa Hoogkamerom.
„Inspirativno je svjedočiti inovacijama koje nastaju kada se pojedinci iz različitih sredina ujedine pod zajedničkom misijom“, kaže Huber. „Samo kroz ovu vrstu međudisciplinarnog istraživanja možemo konstruisati tehnologije koje mogu imati značajan uticaj na živote ljudi.“
