Aktiva nedre extremitetsexoskelett för gång

Aktiva exoskelett för nedre extremiteter är drivna, bärbara robotar som driver eller assisterar höft, knä och fotled för att möjliggöra eller träna upp gångförmågan. De studeras i två övergripande roller: som rörelsehjälpmedel som gör det möjligt för personer med svår förlamning i nedre extremiteterna – exempelvis motoriskt komplett ryggmärgsskada – att stå och ta steg, och som gångträningsplattformar som ger intensiv, repetitiv övning under neurologisk rehabilitering, till exempel efter stroke. Deras funktion organiseras kring gångcykeln, med assistans applicerad i fas med stöd- och svängfasen.

Definition

Ett aktivt exoskelett för nedre extremiteter är en driven, bärbar ortos som sträcker sig över ett eller flera leder i nedre extremiteterna och tillhandahåller aktuerat vridmoment, synkroniserat med gångcykeln, för att möjliggöra stående och stegtagning eller för att driva uppgiftsspecifik gångträning.

Scope

Ämnet täcker funktion, målpopulationer och rehabiliteringsrationalet för drivna exoskelett för nedre extremiteterna vid gång, samt den gångfaslogik och de assistansstrategier som styr dem. Det omfattar inte anordningar för övre extremiteter, passiva ortoser eller proteslimmar (vilka behandlas i angränsande ämnen). Det är en referens- och utbildningsöversikt och utgör inte ett kliniskt protokoll, behörighetskriterier eller rekommendation av specifika produkter.

Core questions

• Hur möjliggör eller tränar drivna exoskelett för nedre extremiteterna upp gångförmågan?
• Vilka populationer har studerats – ryggmärgsskada, stroke och andra?
• Hur samordnas assistansen med faserna i gångcykeln?
• Vad är rehabiliteringsrationalet för högrepetitig, robotassisterad gångträning?

Key concepts

• Gångcykel och gångfaskontroll
• Stödfasassistans och svängfasassistans
• Robotassisterad gångträning
• Behovsstyrd assistans
• Markytebaserade kontra löpbandbaserade enheter
• Uppgiftsspecifik repetitiv träning
• Balans och beroende av kryckor eller gånghjälpmedel

Mechanisms

Drivna exoskelett för nedre extremiteterna avläser bärarens hållning och gångfas och levererar aktuerat vridmoment vid höft och knä (och ibland fotleden) för att stödja kroppsvikten under stödfasen och föra fram lemmen under svängfasen. Markytebaserade enheter för förlamning genererar fördefinierade stegmönster som aktiveras av viktförskjutning eller en styrenhet, vanligtvis med bäraren använde kryckor eller gånghjälpmedel för balansen [esquenazi-2012]. Rehabiliteringsenheter syftar i stället till att framkalla och forma patientens egna rörelser: strategier baserade på behovsstyrd assistans och rörelsevägledning ger endast den hjälp som krävs för att fullfölja ett steg [banala-2009][bortole-2015]. I samtliga konstruktioner organiserar översikter assistanslogiken kring gångcykeln och graden av stöd vid varje fas [yan-2015].

Clinical relevance

Dessa enheter undersöks som ett medel för att återställa upprätt rörlighet hos personer med svår nedsättning i nedre extremiteterna samt för att intensifiera gångträningen under rehabilitering. Tidiga kliniska rapporter beskriver gång med markytebaserade exoskelett vid ryggmärgsskada [esquenazi-2012] och genomförbarheten av robotassisterad gångträning efter stroke [bortole-2015]. Det här avsnittet beskriver hur enheterna fungerar och vad som har studerats; det fastställer inte behörighet, dosering eller utfall för enskilda individer, vilket kräver specialistbedömning.

Evidence & guidelines

Befintlig evidens härrör till övervägande del från genomförbarhetsstudier, små kohorter och tekniska översikter snarare än stora randomiserade prövningar [esquenazi-2012][bortole-2015][yan-2015]. Resultat avseende gånghastighet, uthållighet och överföring till oadjuverad gång är preliminära och enhetssspecifika, och läsaren bör konsultera aktuella systematiska översikter och regulatorisk information för respektive produkt.

History

Robotassisterad gång utvecklades initialt kring fastspända, löpbandbaserade träningsenheter i slutet av 1990-talet och 2000-talet, och övergick därefter mot bärbara, markytebaserade exoskelett under 2010-talet. Forskning kring aktiva benexoskelett etablerade konceptet med behovsstyrd gångträning [banala-2009], och bärbara markytebaserade system möjliggjorde driven stegtagning för personer med motoriskt komplett ryggmärgsskada [esquenazi-2012], med parallellt arbete som utvidgade metoden till strokerehabilitering [bortole-2015].

Debates

Överförs förbättringar från robotassisterad gång till oadjuverad gång?

Huruvida repetitiv, enhetsdriven stegtagning leder till förbättrad markytebaserad gång utan enheten är omtvistat, med resultat som varierar beroende på population, enhet och träningsprotokoll.

Hur mycket bör enheten göra åt patienten?

Fullständig styrning av lemmen garanterar korrekt kinematik men kan minska frivillig ansträngning, medan behovsstyrd kontroll syftar till att hålla patienten aktivt engagerad; den optimala balansen är inte fastställd.

Seminal works

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

Frequently asked questions

Kan ett drivet exoskelett låta någon med förlamning gå igen?

Vissa markytebaserade exoskelett har i studier gjort det möjligt för personer med motoriskt komplett ryggmärgsskada att stå och ta steg, vanligtvis med kryckor eller gånghjälpmedel för balansen. Utfall är enhets- och personspecifika, och användning kräver klinisk tillsyn; det här avsnittet är utbildningsmaterial och utger sig inte för att garantera resultat.

Varför används exoskelett för nedre extremiteterna i strokerehabilitering?

De kan leverera många repetitioner av guidad eller assisterad stegtagning, vilket stämmer överens med rehabiliteringsrationalet om uppgiftsspecifik, högintensiv träning. Huruvida detta förbättrar oadjuverad gång varierar beroende på patient och protokoll och är fortfarande under utredning.