Aktive underekstremitetseksoskeletter for gangfunksjon

Aktive underekstremitetseksoskeletter er drevne bærbare roboter som driver eller assisterer hofte, kne og ankel for å muliggjøre eller gjenopprette gangfunksjon. De studeres i to brede roller: som hjelpemidler for mobilitet som gjør det mulig for personer med alvorlig lammelse i underekstremitetene — som motorisk komplett ryggmargsskade — å stå og gå, og som gangplattformer for rehabilitering som gir høyintensiv, repetitiv trening under nevrologisk rehabilitering, for eksempel etter hjerneslag. Atferden er organisert rundt gangfasesyklusen, med assistanse synkronisert til stø- og svingfasen.

Definition

Et aktivt underekstremitetseksoskjelett er en drevet bærbar ortose som spenner over ett eller flere ledd i underekstremitetene og leverer aktuert dreiemoment, synkronisert med gangfasesyklusen, for å muliggjøre stående og gange eller for å drive oppgavespesifikk gangrehabilitering.

Scope

Emnet omfatter funksjon, målgrupper og rehabiliteringsgrunnlaget for drevne underekstremitetseksoskeletter for gange, samt gangfaselogikken og assistansestrategiene som styrer dem. Det dekker ikke overekstremitetsenheter, passive ortoser eller proteser (behandlet i tilstøtende emner). Dette er et referanse- og utdanningsinnhold og ikke en klinisk protokoll, inntakskriterier eller enhetanbefaling.

Core questions

• Hvordan muliggjør eller gjenopplærer drevne underekstremitetseksoskeletter gangfunksjon?
• Hvilke populasjoner er studert — ryggmargsskade, hjerneslag og andre?
• Hvordan koordineres assistansen med fasene i gangfasesyklusen?
• Hva er rehabiliteringsgrunnlaget for høyrepetitiv robotassistert gangtrening?

Key concepts

• Gangfasesyklus og gangfasekontroll
• Støttestøtte og svingassistanse
• Robotassistert gangtrening
• «Assist-as-needed»-strategier
• Overflateenheter versus tredemøllebaserte enheter
• Oppgavespesifikk repetitiv trening
• Balanse og avhengighet av krykker eller gåramme

Mechanisms

Drevne underekstremitetseksoskeletter registrerer brukerens holdning og gangfase og leverer aktuert dreiemoment ved hofte og kne (og noen ganger ankelen) for å støtte kroppsvekt i støttefasen og fremføre lemmet under svingfasen. Overflateenheter for lammelse genererer forhåndsdefinerte gangmønstre utløst av vektforskyvning eller en kontroller, vanligvis med brukeren støttet av krykker eller en gåramme for balanse [esquenazi-2012]. Rehabiliteringsenheter har i stedet som mål å fremkalle og forme pasientens egne bevegelser: «assist-as-needed»- og baneveiedningsstrategier gir kun den hjelpen som er nødvendig for å fullføre et skritt [banala-2009][bortole-2015]. På tvers av utforminger organiserer gjennomganger assistanselogikken rundt gangfasesyklusen og støttenivået gitt i hver fase [yan-2015].

Clinical relevance

Disse enhetene undersøkes som et middel til å gjenopprette oppreist mobilitet for personer med alvorlig nedsatt funksjon i underekstremitetene og til å intensivere gangtrening under rehabilitering. Tidlige kliniske rapporter beskriver ambulering med overflateeksoskeletter ved ryggmargsskade [esquenazi-2012] og gjennomførbarheten av robotassistert gangtrening etter hjerneslag [bortole-2015]. Denne artikkelen beskriver hvordan enhetene fungerer og hva som er studert; den fastslår ikke inntakskriterier, dosering eller utfall for enkeltpersoner, noe som krever spesialistvurdering.

Evidence & guidelines

Nåværende evidens kommer i hovedsak fra gjennomførbarhetsstudier, små kohorter og ingeniørfaglige gjennomganger snarere enn store randomiserte studier [esquenazi-2012][bortole-2015][yan-2015]. Funn om gangfart, utholdenhet og overføring til uhjulpet gange er fortsatt foreløpige og enhetsspesifikke, og leserne bør konsultere oppdaterte systematiske oversikter og regulatorisk informasjon for ethvert bestemt produkt.

History

Robotassistert gange utviklet seg opprinnelig rundt fastkoblede, tredemøllebaserte treningsapparater på slutten av 1990-tallet og 2000-tallet, og beveget seg deretter mot bærbare overflateeksoskeletter på 2010-tallet. Forskning på aktive beineksoskeletter etablerte konsepter for gangtrening basert på «assist-as-needed» [banala-2009], og bærbare overflatesystemer brakte drevet gange til personer med motorisk komplett ryggmargsskade [esquenazi-2012], med parallelt arbeid som utvidet tilnærmingen til slagrehabilitering [bortole-2015].

Debates

Overføres gevinster fra robotassistert gange til uhjulpet gange?

Hvorvidt repetitiv, enhetstyrt gange omsettes til forbedret overflategange uten enheten er fortsatt omdiskutert, med resultater som varierer etter populasjon, enhet og treningsprotokoll.

Hvor mye bør enheten gjøre for pasienten?

Full styring av lemmet sikrer korrekt kinematikk, men kan redusere frivillig innsats, mens «assist-as-needed»-kontroll har som mål å holde pasienten aktivt engasjert; den optimale balansen er ikke avklart.

Seminal works

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

Frequently asked questions

Kan et drevet eksoskjelett la en person med lammelse gå igjen?

Enkelte overflateeksoskeletter har gjort det mulig for personer med motorisk komplett ryggmargsskade å stå og gå i studier, vanligvis med krykker eller gåramme for balanse. Utfall er enhets- og personspesifikke, og bruk krever klinisk tilsyn; denne artikkelen er utdanningsmessig og ikke en garanti for resultater.

Hvorfor brukes underekstremitetseksoskeletter i slagrehabilitering?

De kan levere mange repetisjoner av veiledet eller assistert gange, noe som passer rehabiliteringsgrunnlaget for oppgavespesifikk, høyintensiv trening. Hvorvidt dette forbedrer uhjulpet gange varierer etter pasient og protokoll og er fortsatt under utredning.