Actieve onderste-ledematenexoskeletten voor voortbeweging

Actieve onderste-ledematenexoskeletten zijn aangedreven draagbare robots die de heup, knie en enkel aandrijven of ondersteunen om lopen mogelijk te maken of opnieuw aan te leren. Ze worden bestudeerd in twee brede rollen: als loophulpmiddelen die mensen met ernstige verlamming van de onderste ledematen — zoals motorisch volledige dwarslaesie — in staat stellen te staan en stappen te zetten, en als platforms voor looptraining die intensieve, repetitieve oefening bieden tijdens neurologische revalidatie, bijvoorbeeld na een beroerte. Hun werking is georganiseerd rond de loopcyclus, waarbij ondersteuning wordt geboden in fase met de stand- en zwaaifase.

Definition

Een actief onderste-ledematenexoskelet is een aangedreven draagbare orthese die één of meer gewrichten van de onderste ledematen overbrugt en een actuatorkoppel levert, afgestemd op de loopcyclus, om staan en stappen mogelijk te maken of om taakspecifieke looptraining aan te sturen.

Scope

Het onderwerp omvat de werking, doelgroepen en revalidatierationale van aangedreven onderste-ledematenexoskeletten voor lopen, samen met de loopcycluslogica en de ondersteunende strategieën die deze sturen. Het omvat geen apparaten voor de bovenste ledematen, passieve orthesen of prothesebeentjes (behandeld in aangrenzende onderwerpen). Dit is een referentieel-educatief overzicht; het is geen klinisch protocol, geen geschiktheidsregel en geen apparaataanbeveling.

Core questions

• Hoe maken aangedreven onderste-ledematenexoskeletten lopen mogelijk of trainen zij het opnieuw aan?
• Welke populaties zijn onderzocht — dwarslaesie, beroerte en anderen?
• Hoe wordt de ondersteuning afgestemd op de fasen van de loopcyclus?
• Wat is de revalidatierationale van intensieve robotondersteunde looptraining met veel herhalingen?

Key concepts

• Loopcyclus en loopcyclusbesturing
• Standfaseondersteuning en zwaaifasehulp
• Robotondersteunde looptraining
• 'Assist-as-needed'-strategieën
• Overgrondse versus loopband-gebaseerde apparaten
• Taakspecifieke repetitieve oefening
• Balans- en krukken/looprekafhankelijkheid

Mechanisms

Aangedreven onderste-ledematenexoskeletten meten de houding en loopcyclusfase van de drager en leveren een actuatorkoppel op de heup en knie (en soms de enkel) om het lichaamsgewicht tijdens de standfase te ondersteunen en het been tijdens de zwaaifase naar voren te bewegen. Overgrondse apparaten voor verlamming genereren vooraf bepaalde stappatronen die worden geactiveerd door gewichtsverschuiving of een besturingselement, waarbij de drager doorgaans krukken of een looprek gebruikt voor balans [esquenazi-2012]. Revalidatieapparaten zijn erop gericht de eigen beweging van de patiënt te ontlokken en te sturen: 'assist-as-needed'- en baangeleidingsstrategieën bieden alleen de hulp die nodig is om een stap te voltooien [banala-2009][bortole-2015]. In de literatuur wordt de ondersteunende logica van verschillende ontwerpen georganiseerd rond de loopcyclus en het niveau van ondersteuning per fase [yan-2015].

Clinical relevance

Deze apparaten worden onderzocht als middel om rechtop lopen te herstellen bij mensen met ernstige aandoeningen van de onderste ledematen en om looptraining te intensiveren tijdens revalidatie. Vroege klinische rapporten beschrijven ambulantie met overgrondse exoskeletten bij dwarslaesie [esquenazi-2012] en de haalbaarheid van robotondersteunde looptraining na een beroerte [bortole-2015]. Dit artikel beschrijft hoe de apparaten functioneren en wat er is onderzocht; het stelt geen geschiktheid, dosering of uitkomsten voor een individu vast, waarvoor specialistische evaluatie vereist is.

Evidence & guidelines

Het huidige bewijs is grotendeels afkomstig van haalbaarheidsstudies, kleine cohorten en technische overzichten, eerder dan grote gerandomiseerde studies [esquenazi-2012][bortole-2015][yan-2015]. Bevindingen over loopsnelheid, uithoudingsvermogen en overdracht naar onondersteund lopen zijn voorlopig en apparaatspecifiek; lezers dienen up-to-date systematische reviews en regelgevende informatie te raadplegen voor een specifiek product.

History

Robotondersteund lopen ontwikkelde zich aanvankelijk rond gebonden, loopband-gebaseerde trainers in de late jaren 1990 en 2000, waarna de focus in de jaren 2010 verschoof naar draagbare, overgrondse exoskeletten. Onderzoek naar actieve beenexoskeletten vestigde 'assist-as-needed'-concepten voor looptraining [banala-2009], en draagbare overgrondse systemen maakten aangedreven stappen mogelijk voor mensen met motorisch volledige dwarslaesie [esquenazi-2012], terwijl parallel werk de aanpak uitbreidde naar beroerterevalidatie [bortole-2015].

Debates

Zetten winsten bij robotondersteund lopen zich om in onondersteund lopen?

Of repetitief, apparaatgestuurd stappen resulteert in verbeterd overgronds lopen zonder het apparaat, blijft omstreden; de resultaten variëren naar gelang van de populatie, het apparaat en het trainingsprotocol.

Hoeveel moet het apparaat voor de patiënt doen?

Volledige geleiding van het been garandeert correcte kinematica maar kan de vrijwillige inspanning verminderen, terwijl 'assist-as-needed'-besturing erop gericht is de patiënt actief betrokken te houden; de optimale balans is nog niet vastgesteld.

Seminal works

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

Frequently asked questions

Kan een aangedreven exoskelet iemand met verlamming weer laten lopen?

Sommige overgrondse exoskeletten hebben mensen met motorisch volledige dwarslaesie in staat gesteld te staan en stappen te zetten in onderzoeksstudies, doorgaans met krukken of een looprek voor balans. De uitkomsten zijn apparaat- en persoonsspecifiek, en gebruik vereist klinisch toezicht; dit artikel is educatief van aard en biedt geen garantie op resultaten.

Waarom worden onderste-ledematenexoskeletten gebruikt in beroerterevalidatie?

Ze kunnen veel herhalingen van begeleide of ondersteunde stappen leveren, wat aansluit bij de revalidatierationale van taakspecifieke, intensieve oefening. Of dit het onondersteund lopen verbetert, verschilt per patiënt en protocol en wordt nog steeds onderzocht.