Ενεργά εξωσκελετικά συστήματα κάτω άκρων για τη βάδιση

Τα ενεργά εξωσκελετικά συστήματα κάτω άκρων είναι κινητοποιούμενα φορετά ρομπότ που κινούν ή υποστηρίζουν τον ισχίο, το γόνατο και τον αστράγαλο, με σκοπό να επιτρέψουν ή να επανεκπαιδεύσουν τη βάδιση. Μελετώνται υπό δύο βασικούς ρόλους: ως βοηθήματα κινητικότητας που επιτρέπουν σε άτομα με σοβαρή παράλυση κάτω άκρων — όπως πλήρης κινητική βλάβη νωτιαίου μυελού — να σταθούν και να βηματίσουν, και ως πλατφόρμες εκπαίδευσης βάδισης που παρέχουν εντατική και επαναλαμβανόμενη εξάσκηση στο πλαίσιο νευρολογικής αποκατάστασης, για παράδειγμα μετά από εγκεφαλικό επεισόδιο. Η λειτουργία τους οργανώνεται γύρω από τον κύκλο βάδισης, εφαρμόζοντας υποστήριξη σε φάση με τη στήριξη και την αιώρηση.

Definition

Ένα ενεργό εξωσκελετικό σύστημα κάτω άκρων είναι μια κινητοποιούμενη φορετή ορθωτική συσκευή που καλύπτει μία ή περισσότερες αρθρώσεις των κάτω άκρων και παρέχει ενεργοποιούμενη ροπή, συντονισμένη με τον κύκλο βάδισης, προκειμένου να επιτρέψει τη στάση και το βηματισμό ή να οδηγήσει συγκεκριμένη εκπαίδευση βάδισης.

Scope

Το θέμα αυτό καλύπτει τη λειτουργία, τους πληθυσμούς και το αποκαταστασιακό σκεπτικό των κινητοποιούμενων εξωσκελετών κάτω άκρων για τη βάδιση, καθώς και τη λογική ελέγχου κατά φάσεις βάδισης και τις βοηθητικές στρατηγικές που τα διέπουν. Δεν περιλαμβάνει συσκευές άνω άκρων, παθητικές ορθώσεις ή τεχνητά μέλη (που αντιμετωπίζονται σε συναφή θέματα). Πρόκειται για εκπαιδευτική ανασκόπηση αναφοράς· δεν αποτελεί κλινικό πρωτόκολλο, κανόνα επιλεξιμότητας ή σύσταση συσκευής.

Core questions

• Πώς επιτρέπουν ή επανεκπαιδεύουν τη βάδιση τα κινητοποιούμενα εξωσκελετικά συστήματα κάτω άκρων;
• Ποιοι πληθυσμοί έχουν μελετηθεί — βλάβη νωτιαίου μυελού, εγκεφαλικό επεισόδιο και άλλοι;
• Πώς συντονίζεται η βοήθεια με τις φάσεις του κύκλου βάδισης;
• Ποιο είναι το αποκαταστασιακό σκεπτικό της εκπαίδευσης βάδισης με ρομπότ σε πολλές επαναλήψεις;

Key concepts

• Κύκλος βάδισης και έλεγχος κατά φάση βάδισης
• Υποστήριξη στήριξης και βοήθεια αιώρησης
• Ρομποτικά υποβοηθούμενη εκπαίδευση βάδισης
• Στρατηγικές «βοήθεια-ανάλογα-με-την-ανάγκη»
• Συσκευές ελεύθερης βάδισης έναντι σε διάδρομο
• Εξειδικευμένη επαναλαμβανόμενη εξάσκηση
• Ισορροπία και εξάρτηση από πατερίτσες ή βαδιστήρα

Mechanisms

Τα κινητοποιούμενα εξωσκελετικά συστήματα κάτω άκρων ανιχνεύουν τη στάση και τη φάση βάδισης του χρήστη και παρέχουν ενεργοποιούμενη ροπή στον ισχίο και το γόνατο (και μερικές φορές τον αστράγαλο), ώστε να υποστηρίζουν το σωματικό βάρος κατά τη στήριξη και να προωθούν το άκρο κατά την αιώρηση. Οι συσκευές ελεύθερης βάδισης για την παράλυση παράγουν προκαθορισμένα πρότυπα βηματισμού που ενεργοποιούνται από τη μετατόπιση βάρους ή έναν ελεγκτή, συνήθως με τον χρήστη να χρησιμοποιεί πατερίτσες ή βαδιστήρα για ισορροπία [esquenazi-2012]. Οι συσκευές αποκατάστασης αποσκοπούν αντιθέτως στο να προκαλέσουν και να διαμορφώσουν τη δική κίνηση του ασθενούς: στρατηγικές «βοήθεια-ανάλογα-με-την-ανάγκη» και καθοδήγησης τροχιάς παρέχουν μόνο την απαραίτητη βοήθεια για την ολοκλήρωση ενός βήματος [banala-2009][bortole-2015]. Σε όλους τους σχεδιασμούς, οι ανασκοπήσεις οργανώνουν τη βοηθητική λογική γύρω από τον κύκλο βάδισης και το επίπεδο υποστήριξης που παρέχεται σε κάθε φάση [yan-2015].

Clinical relevance

Οι συσκευές αυτές διερευνώνται ως μέσο αποκατάστασης της όρθιας κινητικότητας σε άτομα με σοβαρή βλάβη κάτω άκρων και ως μέσο εντατικοποίησης της εκπαίδευσης βάδισης κατά την αποκατάσταση. Πρώιμες κλινικές εκθέσεις περιγράφουν τη βάδιση με εξωσκελετούς ελεύθερης κίνησης σε βλάβη νωτιαίου μυελού [esquenazi-2012] και τη σκοπιμότητα ρομποτικής εκπαίδευσης βάδισης μετά από εγκεφαλικό επεισόδιο [bortole-2015]. Η παρούσα καταχώριση περιγράφει τη λειτουργία των συσκευών και τα αντικείμενα έρευνας· δεν καθορίζει επιλεξιμότητα, δοσολογία ή αποτελέσματα για κάποιο συγκεκριμένο άτομο, κάτι που απαιτεί εξειδικευμένη αξιολόγηση.

Evidence & guidelines

Η τρέχουσα τεκμηρίωση προέρχεται κυρίως από μελέτες σκοπιμότητας, μικρές κοόρτες και ανασκοπήσεις μηχανικής, παρά από μεγάλες τυχαιοποιημένες δοκιμές [esquenazi-2012][bortole-2015][yan-2015]. Τα ευρήματα σχετικά με την ταχύτητα βάδισης, την αντοχή και τη μεταφορά στην ανυποστήρικτη βάδιση παραμένουν προκαταρκτικά και ειδικά για κάθε συσκευή· οι αναγνώστες καλούνται να συμβουλευτούν ενημερωμένες συστηματικές ανασκοπήσεις και ρυθμιστικές πληροφορίες για κάθε συγκεκριμένο προϊόν.

History

Η ρομποτικά υποβοηθούμενη βάδιση αναπτύχθηκε αρχικά γύρω από διασυνδεδεμένες, σε διάδρομο γυμναστικής βασισμένες συσκευές εκπαίδευσης προς τα τέλη της δεκαετίας του 1990 και τις αρχές του 2000, στη συνέχεια δε μετακινήθηκε προς φορετούς, ελεύθερης βάδισης εξωσκελετούς κατά τη δεκαετία του 2010. Η έρευνα σε ενεργά εξωσκελετικά συστήματα ποδιών εδραίωσε έννοιες εκπαίδευσης βάδισης «βοήθεια-ανάλογα-με-την-ανάγκη» [banala-2009], και τα φορετά συστήματα ελεύθερης βάδισης έφεραν τον κινητοποιούμενο βηματισμό σε άτομα με πλήρη κινητική βλάβη νωτιαίου μυελού [esquenazi-2012], με παράλληλη έρευνα που επέκτεινε την προσέγγιση στην αποκατάσταση μετά από εγκεφαλικό επεισόδιο [bortole-2015].

Debates

Μεταφέρονται τα οφέλη της ρομποτικής εκπαίδευσης βάδισης στη βάδιση χωρίς υποστήριξη;

Το εάν ο επαναλαμβανόμενος, συσκευοκατευθυνόμενος βηματισμός μεταφράζεται σε βελτιωμένη βάδιση σε ελεύθερο χώρο χωρίς τη συσκευή παραμένει αμφιλεγόμενο, με αποτελέσματα που ποικίλλουν ανάλογα με τον πληθυσμό, τη συσκευή και το πρωτόκολλο εκπαίδευσης.

Πόσα πρέπει να κάνει η συσκευή για τον ασθενή;

Η πλήρης καθοδήγηση του άκρου διασφαλίζει σωστή κινηματική, αλλά μπορεί να μειώσει την εκούσια προσπάθεια, ενώ ο έλεγχος «βοήθεια-ανάλογα-με-την-ανάγκη» αποσκοπεί στη διατήρηση της ενεργού συμμετοχής του ασθενούς· η βέλτιστη ισορροπία παραμένει αδιευκρίνιστη.

Seminal works

• esquenazi-2012
• banala-2009
• bortole-2015

Frequently asked questions

Μπορεί ένας κινητοποιούμενος εξωσκελετής να επιτρέψει σε άτομο με παράλυση να περπατήσει ξανά;

Ορισμένοι εξωσκελετοί ελεύθερης βάδισης έχουν επιτρέψει σε άτομα με πλήρη κινητική βλάβη νωτιαίου μυελού να σταθούν και να βηματίσουν σε μελέτες, συνήθως με τη χρήση πατερίτσων ή βαδιστήρα για ισορροπία. Τα αποτελέσματα εξαρτώνται από τη συσκευή και το άτομο, και η χρήση απαιτεί κλινική εποπτεία· η παρούσα καταχώριση είναι εκπαιδευτική και δεν αποτελεί εγγύηση αποτελεσμάτων.

Γιατί χρησιμοποιούνται εξωσκελετικά συστήματα κάτω άκρων στην αποκατάσταση μετά από εγκεφαλικό επεισόδιο;

Μπορούν να παρέχουν πολλές επαναλήψεις καθοδηγούμενου ή υποβοηθούμενου βηματισμού, γεγονός που ανταποκρίνεται στο αποκαταστασιακό σκεπτικό της εξειδικευμένης, εντατικής εξάσκησης. Το αν αυτό βελτιώνει την ανυποστήρικτη βάδιση ποικίλλει ανάλογα με τον ασθενή και το πρωτόκολλο και εξακολουθεί να μελετάται.