بررسی فناوری اسکلت بیرونی اندام تحتانی برای توانبخشی راه رفتن

اختلال در راه رفتن حدود ۶۰ درصد از بیماران مبتلا به اختلالات عصبی عضلانی را تحت تأثیر قرار می‌دهد تأثیر بسیاری بر کیفیت زندگی آنها دارد. بی‌تحرکی خطر ابتلا به بیماری‌های ثانویه مانند عوارض تنفسی و قلبی عروقی، اختلال عملکرد روده / مثانه، چاقی، پوکی استخوان و زخم‌های فشاری را افزایش می‌دهد. بنابراین، بازیابی توانایی راه رفتن یکی از اهداف اصلی توانبخشی برای بیماران مبتلا به اختلالات عصبی عضلانی است.

توانبخشی راه رفتن توسط ربات‌ها ۲۵ سال پیش به عنوان جایگزینی برای آموزش راه رفتن دستی معمولی ظاهر شد. در مقایسه با درمان مرسوم، توانبخشی راه رفتن با ربات‌ها می‌تواند آموزش بسیار کنترل شده، تکراری و فشرده را در یک محیط جذاب ارائه دهد، بار فیزیکی را برای درمانگر کاهش دهد و ارزیابی‌های عینی و کمی از پیشرفت بیماران ارائه دهد. افزون‌بر این، اخیراً پیشرفت‌هایی به سمت اسکلت‌های بیرونی نرم یا exosuits صورت گرفته است که از سیستم‌ها و یا ساختارهای محرک نرم برای کمک به عملکرد راه رفتن استفاده می‌کنند. با وجود این پیشرفت‌ها، تا به امروز نوع بهینه ربات توانبخشی برای یک کاربر و اختلال عصبی عضلانی خاص هنوز نامشخص است. با مجله فناوری‌های توان‌افزا و پوشیدنی همراه باشید.

بررسی فناوری اسکلت بیرونی اندام تحتانی برای توانبخشی راه رفتن

بررسی وضعیت کنونی اسکلت بیرونی اندام تحتانی

اسکلت‌های بیرونی پوشیدنی هنوز وسایل سنگین و حجیمی هستند که به طور کلی نیاز به نظارت (معمولاً از سوی کارکنان بالینی) و استفاده از وسایل کمکی راه رفتن (مانند عصا و واکر) دارند. بیشتر اسکلت‌های بیرونی از الگوریتم‌های تشخیص فاز راه رفتن استفاده می‌کنند. در مورد محرک، متداول‌ترین محرک‌ها موتورهای الکتریکی هستند، احتمالاً به این دلیل که کنترل آنها آسان است و دقت بسیار با توان بالا دارند.

روش‌های کنترلی مبتنی بر مسیرهای از پیش تعریف‌شده نخستین روش‌هایی بودند که در اسکلت‌های بیرونی پوشیدنی پیاده‌سازی شدند. با این وجود، روش‌های کنترل مبتنی بر تعامل کاربر و اسکلت بیرونی، که نیازمند مشارکت فعال‌تر کاربر است، برای اهداف توانبخشی رایج‌تر شدند. از جنبه ارگونومیکی، ساختارهای مکانیکی پیچیده، زمان پوشیدن و درآوردن اسکلت بیرونی را افزایش می‌دهند که از ۱۰ تا ۳۰ دقیقه متغیر است. افزون بر این، ناهماهنگی مفاصل هنوز در اسکلت‌های بیرونی فعلی یک مسئله است، که ممکن است هزینه متابولیک و ناراحتی کاربر را افزایش دهد و حتی می‌تواند موجب ساییدگی پوست، زخم و افزایش خطر شکستگی شود.

اسکلت‌های بیرونی پوشیدنی باید به سمت سیستم‌های مدولار پیشرفت کنند تا قادر به انطباق با قابلیت‌ها و محدودیت‌های حرکتی کاربر باشند. به همین ترتیب، روش‌های کنترل باید بر اساس الگوریتم‌های کمک در صورت نیاز باشند تا به راحتی تحریک را با نیازهای کاربر و بر اساس فرآیند توانبخشی تطبیق دهند.

فناوری‌های عصبی نقش مهمی در نسل آینده اسکلت‌های بیرونی پوشیدنی دارند. رابط‌های ماشین و مغز (BMI) امکان کنترل مستقیم و اختیاری دستگاه‌ها را بدون توجه به قابلیت‌های کاربر فراهم می‌کند که این موضوع کنترل اسکلت‌های بیرونی را بهبود می‌دهد. اسکلت بیرونی پوشیدنی برای استفاده به عنوان ابزار کمکی در فعالیت‌های زندگی روزمره مانند بالا رفتن از پله‌ها، راه رفتن روی سطوح مختلف، ورود به اتومبیل و گام برداشتن به طرفین استفاده می‌شود. با این حال، این توابع به طور ضعیفی توسط اسکلت‌های بیرونی فعلی پوشش داده شده است.

روش مورد استفاده در اعتبارسنجی بالینی

مطالعات اعتبارسنجی بالینی اسکلت‌های بیرونی پوشیدنی در حال حاضر در مراحل اولیه خود هستند، در نتیجه شواهد هنوز به کارآزمایی‌های کوتاه مدت با تعداد کمی از شرکت‌کنندگان محدود است. طراحی مطالعات، بیشتر بر مطالعات مشاهده‌ای و آزمایشی متمرکز است، بنابراین باید تلاش‌های بیشتری با مطالعات تجربی و گروه‌های کنترلی برای به دست آوردن شواهد قوی‌تر در مورد اثربخشی بالینی انجام شود.

طراحی پروتکل و معیارهای نتیجه‌گیری در مطالعات مختلف متفاوت است، که مانع از مقایسه آنها می‌شود. معیارهای نتیجه‌گیری عمدتاً بر ارزیابی‌های سرپایی متمرکز هستند تا تغییرات فیزیولوژیکی و روانی برای بهبود یا اجتناب از بیماری‌های ثانویه. از آنجایی که پیشگیری از عوارض جانبی یک هدف اولیه است، به ویژه در بیماران آسیب نخاعی، مطالعات ارزیابی راه رفتن با اسکلت بیرونی پوشیدنی باید بیشتر بر روی اقدامات مربوط به بیماری‌های ثانویه تمرکز کنند.

مزایا و شواهد فعلی اثربخشی بالینی اسکلت بیرونی اندام تحتانی پوشیدنی

رباتیک درمانی به سمت اسکلت‌های بیرونی پوشیدنی در حال پیشرفت است زیرا آنها مزایای راه رفتن روی زمین را ارائه می‌دهند و همچنین مشارکت فعال‌تر را برای کاربر فراهم می‌کنند. اسکلت‌های بیرونی پوشیدنی فرصتی برای معاشرت راحت‌تر با محیط، افزایش کیفیت زندگی و کاهش میزان افسردگی را ارائه می‌دهند. به همین ترتیب، ایستادن فواید سلامتی بسیاری مانند بهبود گردش خون، فعالیت رفلکس و عملکرد روده و مثانه دارد. افزون‌بر این، مزایای روانی و اجتماعی بسیاری با ایستادن همراه است، از جمله بهبود اعتماد به نفس، تماس چشمی و استقلال در زندگی روزمره. همه این مزایا عمدتاً به نفع بیماران غیرسرپایی است. در واقع، بیماران مبتلا به آسیب نخاعی در حال حاضر کاربران اصلی این فناوری هستند. با این وجود، مطالعات انجام شده بر روی بیماران پس از سکته مغزی، آنهایی هستند که قابل اطمینان‌ترین و امیدوارکننده‌ترین نتایج را از نظر اثربخشی توانبخشی به نفع آموزش رباتیک نسبت به راه رفتن معمولی ارائه می‌دهند.

با وجود مزایای پیشین، نوع بهینه ربات توانبخشی برای نیازهای خاص یک بیمار هنوز نامشخص است. مقالاتی که اسکلت‌های بیرونی پوشیدنی را با انواع دیگر درمان راه رفتن مقایسه می‌کنند، به‌ویژه در افراد مبتلا به آسیب نخاعی، هنوز کمیاب است. بنابراین، کارآزمایی‌های تصادفی کنترل شده، با مقایسه اسکلت‌های بیرونی پوشیدنی با انواع دیگر درمان‌های رباتیک یا راه رفتن مرسوم، برای نشان دادن اثربخشی آن‌ها و تأثیر بر بیماری‌های ثانویه روان‌شناختی و فیزیولوژیکی مورد نیاز است.

بررسی فناوری اسکلت بیرونی اندام تحتانی برای توانبخشی راه رفتن

در هر صورت، اسکلت‌های بیرونی پوشیدنی برای آزادی حرکت بیشتر حین راه رفتن، فرصت آموزش مستقل در خانه و امکان انجام بیشتر فعالیت‌های روزمره زندگی مانند نشستن و بالا رفتن از پله‌ها برجسته هستند. این مزایا مکانیسم‌های انعطاف‌پذیری عصبی و تعدیل مجدد اتصالات عصبی را فعال می‌کند، که به عنوان عوامل اصلی ارتقای عملکرد حرکتی در بیماران آسیب نخاعی و سکته مغزی پیشنهاد شده است. اگرچه نتایج نشان می‌دهند اسکلت‌های بیرونی پوشیدنی عموماً دستگاه‌هایی ایمن هستند، اما همیشه خطر حوادث نامطلوب پیش‌بینی نشده وجود دارد. بنابراین، تلاش‌های بیشتری برای ایجاد استانداردها و مقررات کافی لازم است تا درک بهتری از عوارض جانبی و خطرات استفاده از اسکلت‌های بیرونی پوشیدنی داشته باشیم.

در نتیجه، باید تلاش‌هایی برای توسعه اسکلت‌های بیرونی سبک وزن و با استفاده آسان انجام شود، که از طریق پروتکل‌های کاملاً تعریف شده اعتبارسنجی شوند تا بهترین آموزش توانبخشی ویژه بیمار و امکان ارزیابی را ارائه دهند.

توصیه هایی برای تحقیق و توسعه آینده

  • اندازه و وزن اسکلت‌های بیرونی پوشیدنی باید کاهش یابد و ساختارها باید ساده‌تر شوند تا امکان پوشیدن / درآوردن مستقل و قابلیت حمل و نقل را فراهم کنند و در عین حال پذیرش کاربر را افزایش دهند.
  • قابلیت‌های حفظ تعادل اسکلت بیرونی پوشیدنی باید بهبود یابد تا استفاده از دستگاه‌های حمایتی (مانند عصا و واکر) کاهش یابد.
  • روش‌های کنترل باید بر روی الگوریتم‌های کنترل کمک در صورت نیاز تمرکز کنند تا به راحتی کمک را با نیازهای کاربر تطبیق دهند، مشارکت فعال را افزایش و انعطاف‌پذیری عصبی را ارتقا دهند.
  • مطالعات به دستورالعمل‌های بالینی استانداردی نیاز دارند که پروتکل‌ها و مقرراتی را برای اعتبارسنجی بالینی تعریف کنند تا درک بهتری از عوارض جانبی و خطرات استفاده از اسکلت‌های بیرونی پوشیدنی داشته باشند.
  • مطالعات تحقیقاتی باید بیشتر بر روی اقدامات مربوط به بیماری‌های ثانویه تمرکز کنند، زیرا پیشگیری از مشکلات ثانویه یک هدف اولیه در توانبخشی است.
  • کارآزمایی‌های تصادفی کنترل شده برای نشان دادن اثربخشی بالینی اسکلت‌های بیرونی پوشیدنی در مقایسه با راه رفتن درمانی مرسوم و/یا سایر انواع روش‌های راه رفتن رباتیک مورد نیاز است، زیرا بیشتر مقالات مبتنی بر مطالعات مشاهده‌ای و آزمایشی است.

>> بررسی و تحلیل آماری شرکت های توسعه دهنده اسکلت بیرونی

>> اسکلت های بیرونی: از رویا تا واقعیت


منبع: doi.org/10.1186/s12984-021-00815-5

«استفاده و بازنشر مطالب تنها با ذکر لینک منبع و نام (مجله فناوریهای توان افزا و پوشیدنی) مجاز است»

پاسخی بگذارید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *