Exoesqueletos Ativos para Membros Inferiores para Locomoção

Exoesqueletos ativos para membros inferiores são robôs vestíveis motorizados que impulsionam ou auxiliam o quadril, joelho e tornozelo para permitir ou retreinar a marcha. Eles são estudados em dois papéis amplos: como auxílios de mobilidade que permitem que pessoas com paralisia severa dos membros inferiores — como lesão medular motora completa — fiquem em pé e caminhem, e como plataformas de treinamento da marcha que oferecem prática repetitiva de alta intensidade durante a reabilitação neurológica, por exemplo, após um acidente vascular cerebral. Seu comportamento é organizado em torno do ciclo da marcha, aplicando assistência em fase com o apoio e o balanço.

Definition

Um exoesqueleto ativo para membros inferiores é uma órtese vestível motorizada que abrange uma ou mais articulações dos membros inferiores e que fornece torque atuado, sincronizado com o ciclo da marcha, para permitir ficar em pé e caminhar ou para impulsionar o treinamento da marcha específico para a tarefa.

Scope

O tópico abrange a função, as populações e a justificativa de reabilitação de exoesqueletos motorizados para membros inferiores para a marcha, juntamente com a lógica da fase da marcha e as estratégias de assistência que os governam. Não abrange dispositivos para membros superiores, órteses passivas ou membros protéticos (tratados em tópicos adjacentes). É uma visão geral educacional de referência; não é um protocolo clínico, regra de elegibilidade ou recomendação de dispositivo.

Core questions

• Como os exoesqueletos motorizados para membros inferiores permitem ou retreinam a marcha?
• Quais populações foram estudadas — lesão medular, acidente vascular cerebral e outras?
• Como a assistência é coordenada com as fases do ciclo da marcha?
• Qual é a justificativa de reabilitação para a prática de marcha assistida por robô de alta repetição?

Key concepts

• Ciclo da marcha e controle da fase da marcha
• Suporte de apoio e assistência de balanço
• Treinamento da marcha assistido por robô
• Estratégias de assistência conforme a necessidade
• Dispositivos para uso em solo versus baseados em esteira
• Prática repetitiva específica da tarefa
• Equilíbrio e dependência de muletas/andador

Mechanisms

Exoesqueletos motorizados para membros inferiores detectam a postura e a fase da marcha do usuário e fornecem torque atuado no quadril e no joelho (e, às vezes, no tornozelo) para suportar o peso corporal durante o apoio e para avançar o membro durante o balanço. Dispositivos para paralisia para uso em solo geram padrões de marcha predefinidos acionados por mudança de peso ou por um controlador, tipicamente com o usuário usando muletas ou um andador para equilíbrio [esquenazi-2012]. Dispositivos de reabilitação, por outro lado, visam elicitar e moldar o próprio movimento do paciente: estratégias de assistência conforme a necessidade e de guia de trajetória fornecem apenas a ajuda necessária para completar um passo [banala-2009][bortole-2015]. Em todos os designs, as revisões organizam a lógica de assistência em torno do ciclo da marcha e do nível de suporte dado em cada fase [yan-2015].

Clinical relevance

Esses dispositivos são investigados como um meio de restaurar a mobilidade vertical para pessoas com deficiência grave nos membros inferiores e para intensificar a prática da marcha durante a reabilitação. Relatos clínicos iniciais descrevem a deambulação com exoesqueletos em solo em lesão medular [esquenazi-2012] e a viabilidade do treinamento da marcha assistido por robô após acidente vascular cerebral [bortole-2015]. Esta entrada descreve como os dispositivos funcionam e o que foi estudado; não estabelece elegibilidade, dosagem ou resultados para qualquer indivíduo, o que requer avaliação especializada.

Evidence & guidelines

A evidência atual provém principalmente de estudos de viabilidade, pequenas coortes e revisões de engenharia, em vez de grandes ensaios randomizados [esquenazi-2012][bortole-2015][yan-2015]. Os achados sobre velocidade de caminhada, resistência e transferência para a marcha sem auxílio permanecem preliminares e específicos do dispositivo, e os leitores devem consultar revisões sistemáticas atualizadas e informações regulatórias para qualquer produto em particular.

History

A marcha assistida por robô desenvolveu-se inicialmente em torno de treinadores baseados em esteira, conectados por cabos, no final dos anos 1990 e 2000, e depois avançou para exoesqueletos portáteis para uso em solo nos anos 2010. A pesquisa com exoesqueletos ativos para pernas estabeleceu conceitos de treinamento da marcha com assistência conforme a necessidade [banala-2009], e sistemas vestíveis para uso em solo trouxeram a caminhada motorizada para pessoas com lesão medular motora completa [esquenazi-2012], com trabalho paralelo estendendo a abordagem para a reabilitação de acidente vascular cerebral [bortole-2015].

Debates

Os ganhos na marcha assistida por robô se transferem para a caminhada sem auxílio?

Se a caminhada repetitiva e impulsionada por dispositivo se traduz em melhora da caminhada em solo sem o dispositivo permanece contestado, com resultados variando por população, dispositivo e protocolo de treinamento.

Quanto o dispositivo deve fazer pelo paciente?

Guiar totalmente o membro garante a cinemática correta, mas pode reduzir o esforço voluntário, enquanto o controle de assistência conforme a necessidade visa manter o paciente ativamente engajado; o equilíbrio ideal ainda não está estabelecido.

Seminal works

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

Frequently asked questions

Um exoesqueleto motorizado pode permitir que alguém com paralisia volte a andar?

Alguns exoesqueletos para uso em solo permitiram que pessoas com lesão medular motora completa ficassem em pé e caminhassem em estudos, geralmente com muletas ou um andador para equilíbrio. Os resultados são específicos do dispositivo e da pessoa, e o uso requer supervisão clínica; esta entrada é educacional e não uma garantia de resultados.

Por que os exoesqueletos para membros inferiores são usados na reabilitação de acidente vascular cerebral?

Eles podem fornecer muitas repetições de caminhada guiada ou assistida, o que se encaixa na justificativa de reabilitação de prática de alta intensidade e específica da tarefa. Se isso melhora a caminhada sem auxílio varia de paciente para paciente e de protocolo para protocolo e ainda está sendo estudado.