Робот HAL - Помощь в Восстановлении Подвижности

 Японская роботизированная система помогает парализованным пациентам восстановить утраченную подвижность.

Начиная с 2011 года, экспертная группа, возглавляемая проф. д-р Томасом Шилдхавером, директором университетской больницы «Berufsgenossenschaftliches Universitätsklinikum Bergmannsheil», в Бохуме, Германия, тестируют роботизированный костюм HAL, который был разработана в Японии.

Аббревиатура HAL - расшифровывается как гибридная вспомогательная конечность. Конечная цель HAL - помочь парализованным пациентам, вернуть определенную подвижность и активность. Команда проводит клинические испытания в центре «Zentrum fur Neurorobotales Bewegungstraining, ZNB» в Бохуме, который был создан специально для этой цели.

Для того чтобы костюм робот работал правильно, требуется желание находящегося в нем пациента делать добровольные движения.

Данный процесс выглядит следующим образом: через спинной мозг и окружающих нервы, головной мозг посылает сигналы в мышцы, например, к одной руке или ноге. Однако, сигналы внутри мышц парализованного пациента очень слабые, поэтому он не может ходить. Именно тут HAL вступает в игру: костюм-робот улавливает эти слабые сигналы через датчики, которые крепятся к коже пациента, и приводит его конечности в области таза и коленного сустава в движения. Таким образом, робот помогает осуществить движение по собственному желанию пациента, напрямую подключившись к нервной системе пациента.

 “Таким образом, мы хотели бы активизировать и стимулировать остаточные функции мышц и, в конечном счете, помочь пациентам получать все более высокие уровни активности”, - объясняет профессор Шилдхавер.

Насколько терапий с помощью костюма-робота позволят парализованным пациентам, ходить без посторонней помощи, в зависимости от вида травмы. “Робот не ремонтирует нервные структуры потерпевшего в позвоночнике, он просто гарантирует, что ослабленные сигналы достигают мышц ног”, - говорит Шилдхавер.

 “Наша цель заключается в оптимизации данного цикла. Остаточные функции, которыми пациент обладает и которые необходимо укреплять. Однако это не означает, что пациент будет в состоянии нормально ходить после того, как лечение закончено“.

Каждое занятие начинается с лечебной физкультуры, направленной на улучшение ловкости пациента. Впоследствии, терапевт помещает пациента в костюм робота и на беговую дорожку. Пациент шагает по беговой дорожке по пять-десять минут первоначально; в дальнейшем это может занимать до часа. Продолжительность определяется устойчивость сердечнососудистой системы пациента, с учетом силы мышц, травмы спинного мозга, болезни, от которой пациент страдает - робот может быть настроены индивидуально для каждого пациента. Он может поддерживать движений пациента в большей или меньшей степени. Уровень подготовки регулируется с помощью блока компьютера (смотрим рис.).

Профессор Шилдхавер  и его команда проводит клинические испытания в ZNB, чтобы определить, помимо всего прочего, какая требуется подготовка и как долго обучающий эффект будет или не будет существовать. Они уже реализовали три месяца тренировочного цикла, состоящего из пяти тренировок в неделю. Контрольная группа в Японии проходит по восемь тренировок, но за меньший период, которые также являются результатом совершенствования функций. При сравнении испытания в Японии с теми, что получены, в Бохуме, очевидно, что гораздо лучшие результаты достигаются при интенсивной программе обучения в течение трех месяцев.

 “Наши пациенты достигают достаточных уровней активности, которые повышают их способность ориентироваться в их повседневной жизни. Таким образом, они продолжают готовить свои движения к рутинному, каждодневному процессу”, - объясняет профессор Шилдхавер.

Пациенты, которые были постоянно прикованы к инвалидной коляске, смогут ходить на короткие расстояния пешком, после трехмесячного периода обучения. Кроме того, больные значительно увеличивают их уровень активности, если они продолжают обучение в последующие три месяца с роботом HAL.

Пока только 14 пациентов всех возрастных групп прошли обучение на ZNB на сегодняшний день. Группа экспертов будет проводить дальнейшие испытания, чтобы проверить их результаты. “Мы пришли к выводам, что результаты удивительны, во многих отношениях“, - говорит профессор Шилдхавер. “Однако, это индивидуальные результаты - мы не хотим утверждать слишком много, ясно одно: тренинги с костюмом-роботом, улучшают мышечную активность и, как следствие, улучшается маневренность у всех больных параличом“.

Из-за высоких достигнутых результатов, ZNB получила всеобъемлющую финансовую поддержку. Эти средства используются для расширения центра: что включает в себя приобретение новых роботов, что, несомненно, ускорит прорыв в новые области исследований. На сегодняшний день центр занимается изучением роботов помогающих обеим нижним конечностям; будущие исследования будут сосредоточены на устройствах, рассчитанных для одной ноги или одной руки.

Эти конкретные костюмы роботы предназначены для использования пациентами, которые, например, перенесли инсульт, страдают от рассеянного склероза или несерьезных травм спинного мозга.