गति के लिए सक्रिय निचले अंग के एक्सोस्केलेटन

सक्रिय निचले अंग के एक्सोस्केलेटन संचालित पहनने योग्य रोबोट होते हैं जो चलने को सक्षम करने या फिर से प्रशिक्षित करने के लिए कूल्हे, घुटने और टखने को चलाते या सहायता करते हैं। इनका अध्ययन दो व्यापक भूमिकाओं में किया जाता है: गतिशीलता सहायक के रूप में जो गंभीर निचले अंग के पक्षाघात वाले लोगों को—जैसे मोटर-पूर्ण रीढ़ की हड्डी की चोट वाले—खड़े होने और कदम बढ़ाने में सक्षम बनाते हैं, और चाल-प्रशिक्षण प्लेटफार्मों के रूप में जो तंत्रिका संबंधी पुनर्वास के दौरान उच्च-तीव्रता, दोहराव वाला अभ्यास प्रदान करते हैं, उदाहरण के लिए स्ट्रोक के बाद। उनका व्यवहार चाल चक्र के इर्द-गिर्द व्यवस्थित होता है, जो खड़े होने और झूलने के चरण के साथ सहायता प्रदान करता है।

Definition

एक सक्रिय निचले अंग का एक्सोस्केलेटन एक संचालित पहनने योग्य ऑर्थोसिस है जो एक या अधिक निचले अंग के जोड़ों को फैलाता है जो चाल चक्र के अनुसार समय पर सक्रिय टॉर्क प्रदान करता है, ताकि खड़े होने और कदम बढ़ाने में सक्षम हो सके या कार्य-विशिष्ट चाल प्रशिक्षण को संचालित कर सके।

Scope

यह विषय चलने के लिए संचालित निचले अंग के एक्सोस्केलेटन के कार्य, जनसंख्या और पुनर्वास तर्क को शामिल करता है, साथ ही चाल-चरण तर्क और सहायक रणनीतियों को भी जो उन्हें नियंत्रित करते हैं। इसमें ऊपरी अंग के उपकरण, निष्क्रिय ऑर्थोसिस, या प्रोस्थेटिक अंग (जो आसन्न विषयों में वर्णित हैं) शामिल नहीं हैं। यह एक संदर्भ-शैक्षणिक अवलोकन है; यह कोई नैदानिक प्रोटोकॉल, पात्रता नियम, या उपकरण अनुशंसा नहीं है।

Core questions

• संचालित निचले अंग के एक्सोस्केलेटन चलने को कैसे सक्षम या फिर से प्रशिक्षित करते हैं?
• किन आबादी का अध्ययन किया गया है—रीढ़ की हड्डी की चोट, स्ट्रोक और अन्य?
• चाल चक्र के चरणों के साथ सहायता का समन्वय कैसे किया जाता है?
• उच्च-पुनरावृत्ति रोबोट-सहायता प्राप्त चाल अभ्यास के लिए पुनर्वास तर्क क्या है?

Key concepts

• चाल चक्र और चाल-चरण नियंत्रण
• खड़े होने का सहारा और झूलने की सहायता
• रोबोट-सहायता प्राप्त चाल प्रशिक्षण
• आवश्यकतानुसार सहायता रणनीतियाँ
• ओवरग्राउंड बनाम ट्रेडमिल-आधारित उपकरण
• कार्य-विशिष्ट दोहराव वाला अभ्यास
• संतुलन और बैसाखी/वॉकर पर निर्भरता

Mechanisms

संचालित निचले अंग के एक्सोस्केलेटन पहनने वाले की मुद्रा और चाल चरण को समझते हैं और खड़े होने के दौरान शरीर के वजन को सहारा देने और झूलने के दौरान अंग को आगे बढ़ाने के लिए कूल्हे और घुटने (और कभी-कभी टखने) पर सक्रिय टॉर्क प्रदान करते हैं। पक्षाघात के लिए ओवरग्राउंड उपकरण वजन के बदलाव या नियंत्रक द्वारा ट्रिगर किए गए पूर्वनिर्धारित कदम पैटर्न उत्पन्न करते हैं, आमतौर पर पहनने वाला संतुलन के लिए बैसाखी या वॉकर का उपयोग करता है [esquenazi-2012]। पुनर्वास उपकरण इसके बजाय रोगी के अपने आंदोलन को उत्पन्न करने और आकार देने का लक्ष्य रखते हैं: आवश्यकतानुसार सहायता और प्रक्षेपवक्र-मार्गदर्शन रणनीतियाँ एक कदम पूरा करने के लिए आवश्यक सहायता ही प्रदान करती हैं [banala-2009][bortole-2015]। डिज़ाइनों में, समीक्षाएँ चाल चक्र और प्रत्येक चरण में दिए गए समर्थन के स्तर के इर्द-गिर्द सहायक तर्क को व्यवस्थित करती हैं [yan-2015]।

Clinical relevance

इन उपकरणों की जांच गंभीर निचले अंग की दुर्बलता वाले लोगों के लिए सीधी गतिशीलता को बहाल करने और पुनर्वास के दौरान चाल अभ्यास को तेज करने के साधन के रूप में की जाती है। प्रारंभिक नैदानिक रिपोर्टें रीढ़ की हड्डी की चोट में ओवरग्राउंड एक्सोस्केलेटन के साथ चलने [esquenazi-2012] और स्ट्रोक के बाद रोबोट-सहायता प्राप्त चाल प्रशिक्षण की व्यवहार्यता का वर्णन करती हैं [bortole-2015]। यह प्रविष्टि बताती है कि उपकरण कैसे कार्य करते हैं और क्या अध्ययन किया गया है; यह किसी भी व्यक्ति के लिए पात्रता, खुराक, या परिणामों को स्थापित नहीं करती है, जिसके लिए विशेषज्ञ मूल्यांकन की आवश्यकता होती है।

Evidence & guidelines

वर्तमान साक्ष्य मुख्य रूप से व्यवहार्यता अध्ययनों, छोटे समूहों और इंजीनियरिंग समीक्षाओं से हैं, न कि बड़े यादृच्छिक परीक्षणों से [esquenazi-2012][bortole-2015][yan-2015]। चलने की गति, सहनशक्ति और बिना सहायता के चलने पर प्रभाव के निष्कर्ष प्रारंभिक और उपकरण-विशिष्ट बने हुए हैं, और पाठकों को किसी विशेष उत्पाद के लिए अद्यतन व्यवस्थित समीक्षाओं और नियामक जानकारी से परामर्श करना चाहिए।

History

रोबोट-सहायता प्राप्त चाल का विकास सबसे पहले 1990 के दशक के अंत और 2000 के दशक में बंधे हुए, ट्रेडमिल-आधारित प्रशिक्षकों के इर्द-गिर्द हुआ, फिर 2010 के दशक में पोर्टेबल, ओवरग्राउंड एक्सोस्केलेटन की ओर बढ़ा। सक्रिय पैर-एक्सोस्केलेटन अनुसंधान ने आवश्यकतानुसार सहायता चाल-प्रशिक्षण अवधारणाओं को स्थापित किया [banala-2009], और पहनने योग्य ओवरग्राउंड सिस्टम मोटर-पूर्ण रीढ़ की हड्डी की चोट वाले लोगों के लिए संचालित कदम बढ़ाना लाए [esquenazi-2012], जिसमें स्ट्रोक पुनर्वास के लिए दृष्टिकोण का विस्तार करने का समानांतर कार्य भी शामिल था [bortole-2015]।

Debates

क्या रोबोट-सहायता प्राप्त चाल में प्राप्त लाभ बिना सहायता के चलने में स्थानांतरित होते हैं?

क्या दोहराव वाले, उपकरण-संचालित कदम बिना उपकरण के बेहतर ओवरग्राउंड चलने में परिवर्तित होते हैं, यह अभी भी विवादास्पद है, जिसमें परिणाम जनसंख्या, उपकरण और प्रशिक्षण प्रोटोकॉल के अनुसार भिन्न होते हैं।

उपकरण को रोगी के लिए कितना करना चाहिए?

अंग को पूरी तरह से निर्देशित करने से सही किनेमेटिक्स सुनिश्चित होता है लेकिन स्वैच्छिक प्रयास कम हो सकता है, जबकि आवश्यकतानुसार सहायता नियंत्रण का उद्देश्य रोगी को सक्रिय रूप से संलग्न रखना है; इष्टतम संतुलन अभी भी अनिश्चित है।

Seminal works

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

Frequently asked questions

क्या एक संचालित एक्सोस्केलेटन पक्षाघात वाले व्यक्ति को फिर से चलने दे सकता है?

कुछ ओवरग्राउंड एक्सोस्केलेटन ने मोटर-पूर्ण रीढ़ की हड्डी की चोट वाले लोगों को अध्ययनों में खड़े होने और कदम बढ़ाने में सक्षम बनाया है, आमतौर पर संतुलन के लिए बैसाखी या वॉकर के साथ। परिणाम उपकरण- और व्यक्ति-विशिष्ट होते हैं, और उपयोग के लिए नैदानिक पर्यवेक्षण की आवश्यकता होती है; यह प्रविष्टि शैक्षिक है और परिणामों की गारंटी नहीं है।

स्ट्रोक पुनर्वास में निचले अंग के एक्सोस्केलेटन का उपयोग क्यों किया जाता है?

वे निर्देशित या सहायता प्राप्त कदम बढ़ाने के कई दोहराव प्रदान कर सकते हैं, जो कार्य-विशिष्ट, उच्च-तीव्रता वाले अभ्यास के पुनर्वास तर्क के अनुरूप है। क्या इससे बिना सहायता के चलने में सुधार होता है, यह रोगी और प्रोटोकॉल के अनुसार भिन्न होता है और अभी भी अध्ययन किया जा रहा है।