دکتر Karen Nolan از بنیاد Kessler، آزمایش‌های بازیابی راه رفتن پس از سکتۀ مغزی با اسکلت بیرونی Ekso GT را ارائه کرد. آزمایش‌های بالینی برای نمایش با ارزش بودن اسکلت‌های بیرونی طبی به پزشکان، متخصصان توانبخشی و بیمه‌ها بسیار با اهمیت است. ولی آزمایش‌های بالینی دقیقاً چه هستند؟ اسکلت‌های بیرونی چه آزمایش‌هایی را پشت سر می‌گذارند؟ متخصصان به دنبال چه هستند؟ دکتر Karen Nolan پژوهشگر ارشد در زمینۀ بازدهی انسان و مهندسی در بنیاد Kessler در دومین رویداد سالانۀ Technology and Development Day به میزبانی Ekso Bionics به این سوال‌ها پاسخ داد. تخصص او در توانبخشی بیماران پس از سکتۀ مغزی است که کاربردی تازه برای اسکلت‌های بیرونی طبی است که تا به حال بر بیماران آسیب‌های نخاعی متمرکز بودند. در ادامه خلاصه‌ای از صحبت‌های او آورده شده است.

ربات‌های توانبخشی به تازگی به حوزۀ پزشکی وارد شده‌اند و شروع به اوج گرفتن کرده‌اند. کاربرد آنها به سرعت در حال گسترش و تکامل است.

سفر دکتر Nolan با اسکلت‌های بیرونی طبی در آپریل سال ۲۰۱۴ شروع شد. در آن زمان، رئیس او منابع مالی را برای خرید یک دستگاه Ekso GT اختصاص داد. او در ابتدا بسیار دودل بود ولی با کمک نرم‌افزار کنترل کمک متغیر به سرعت مجذوب این مفهوم شد.

Ekso GT یک ربات پوشیدنی موتوردار است که می‌تواند به کاربر در تحمل وزنش کمک کرده و به زانوها و ران‌ها قدرت دهد. هدف از بکارگیری این دستگاه در بیماران سکتۀ مغزی بازگرداندن عمل راه رفتن است. Ekso GT یک دستگاه گام‌برداری دو طرفه (پیشروی نوبتی پای چپ و راست) است که با جابجا شدن وزن روی پاها شروع به کار می‌کند کاری که معمولاً انسان سالم بدون فکر کردن آن را انجام می‌دهد. EKSO GT مشوق و تسهیل کنندۀ جابجایی وزن هنگام بازآموزی راه رفتن است. هدف Ekso GT اضافه شدن به مجموعه‌ ابزارهای فیزیوتراپ‌های حرفه‌ای و نه جایگزینی آنها است.

اسکلت‌های بیرونی ابزارهای پیشروی سریع به سمت راه رفتن مستقل هستند. همچنین، راه رفتن موفق با پاهای ضعیف که در انتها نیازمند بریس‌ها باشند به دست نمی‌آید. به دلیل خسته شدن بیمار و فیزیوتراپ در میزان فیزیوتراپی قابل انجام در یک روز محدودیت وجود دارد. اسکلت‌های بیرونی توانبخشی‌های خاص وظایف را با شدت بالا و به صورت تکرارشونده در مراحل بسیار اولیه که مغز هنوز در حال بهبود است فراهم می‌کند. در نهایت، اسکلت‌های بیرونی می‌توانند احتمال بروز آسیب برای فیزیوتراپ‌ها را نیز کاهش دهند و به آنها اجازه دهند تا با افزایش سن کار کنند و به فیزیوتراپ‌های باتجربه‌تر که در شرایط فیزیکی ایده‌آل نیستند اجازه می‌دهد درمان را ادامه دهند.

پژوهش‌های بنیاد Kessler تا کنون شامل مطالعۀ ۶۰ بیمار بوده است که روند توانبخشی آنها بدون مشکل‌های ایمنی، افتادن‌ها، التهاب پوستی، مشکل‌های قلبی یا ریوی بوده است. تنظیم Ekso GT می‌‌تواند به سرعت و بدون کاستن از یک ساعت زمان جلسه‌های آموزشی انجام شود. فیزیوتراپ‌های جدید از این فناوری تازه نمی‌ترسند ولی دستگاه‌های باتری‌دار و دارای رابط کاربری برخی از فیزیوتراپ‌های مسن‌تر را می‌ترساند. امکان‌سنجی‌ها خوب به نظر می‌رسد:

این دستگاه می‌تواند به سرعت تنظیم شود و افزون بر بیماران آسیب نخاعی برای بیماران سکته و آسیب مغزی نیز بکار گرفته شود.

تجزیه و تحلیل‌های عددی:

طی ارزیابی‌ اولیه، بیماران صفر تا ۸ فوت راه رفتند. هنگام استفاده از Ekso GT، بیماران ۴۴۲ تا ۴۳۱ گام راه رفتند. اسکلت بیرونی باعث می‌شود هرگام به درستی برداشته شود. پژوهش با دریافت داده‌های عددی از این دستگاه نشان داد، در پایان هر جلسه کاربران اسکلت بیرونی فعالیت بیشتری داشته‌اند. همچنین بیماران با اسکلت‌بیرونی نسبت به بیماران فاقد اسکلت بیرونی به طور مداوم در هر جلسه مسافت بیشتری نسبت به جلسه قبل راه می‌رفتند. داده‌های بیشتری برای رسیدن به این حکم که استفاده از اسکلت بیرونی زمان توانبخشی را کاهش می‌دهد جمع‌آوری می‌شود.

بنیاد Kessler به دنبال داده‌های عددی و تجزیه و تحلیل‌های مهندسی زیستی بیشتر برای طبقه‌بندی فواید اسکلت‌های بیرونی است. دکتر Nolan تصاویری از یک مدل تحلیلی مجازی از راه‌رفتن بیماران با بکارگیری این دستگاه را نمایش داد. در پژوهشی دیگر، حسگرهای EMG در راستای پاها قرار داده شد تا قدرت سیگنال فعالیت ماهیچه‌ها را هنگام بکارگیری Ekso GT اندازه‌گیری کند. با اینکه بهبود شناختی چشمگیر نبود ولی نشان داده شد که کاربران تنها سوار بر اسکلت بیرونی نیستند. این ربات پوشیدنی به بیماران می‌آموزد که گام‌های بسیار متقارن‌تر بردارند که این کار بدون جابجایی مناسب وزن توسط بیمار امکان‌پذیر نیست.

در یک روز خوب، Ekso GT در مقایسه با انسان معمولی که در هر ساعت سه مایل راه می‌رود، می‌تواند در هر ساعت یک مایل راه برود، افزون بر این در اسکلت‌های بیرونی استراحت‌های ایستاده نیز خاصیت درمانی دارد.

اسکلت خارجی کمکی تغییر پذیر یک تحول است!

در کمال تعجب، تحسین اصلی دکتر Nolan برای Ekso GT به جای سخت‌افزار، بر نرم‌افزار اسکلت خارجی کمکی تغییر پذیر آن متمرکز بود. این نرم‌افزار که در سال ۲۰۱۳ معرفی شد به پزشکان اجازه می‌دهد بخش‌های دارای کمبود از گام‌برداری بیمار را هدف قرار دهند. (برای مطالعۀ بیشتر دربارۀ اسکلت خارجی کمکی تغییر پذیر تارنمای شرکت Ekso Bionics را ببینید.) برنامه‌ریزی اسکلت خارجی کمکی تغییر پذیر متناسب با هر بیمار کلید موفقیت Ekso GT بود. برای مثال، در برخی بیماران سکتۀ مغزی تنها یک نیمۀ بدن فلج شده است. بنابراین اسکلت بیرونی باید بر اساس اینکه بیمار با کدام پا گام برمی‌دارد عملکردی کاملاً متفاوت داشته باشد. اگر کمک بیش از حد فراهم کند آنگاه بیمار ورزش نمی‌کند. نرم‌افزار اسکلت خارجی کمکی تغییر پذیر این سفارشی‌سازی ضروری را امکان‌پذیر کرده و باعث یک تحول شده است.

بزرگترین چالش در بکارگیری Ekso GT مسألۀ اندازه بود. بدن برخی از بیمارها خیلی دراز، کوتاه یا پهن بودند. مانع دیگر بیمارانی بودند که به فناوری‌های جدید علاقه ندارند و دوست دارند تنها روش‌های توانبخشی درست و ثابت شده را بکار گیرند. فیزیوتراپ‌ها علاقه‌دارند تا پژوهش‌ها روی کودکان را نیز انجام دهند ولی برای این کار Ekso GT باید به طور قابل توجهی کوتاه شود. در حاضر اسکلت‌های بیرونی کودکان محدود به شرکت‌های Hocoma با اسکلت بیرونی Lokomat، Marsi-Bionics با اسکلت بیرونی Atlas و SuitX است.

منابع مالی اولیه از سوی Kessler برای خرید یک دستگاه Ekso GT بود که آغاز پژوهش را ممکن کرد. تمام این پژوهش فعلی به صورت مستقل و عمدتاً با بکارگیری پنج اسکلت بیرونی Ekso GT انجام شد. هر دستگاه دارای دو باتری است که یکی روی دستگاه نصب شده و دیگری شارژ می‌شود. باتری‌ها سه تا چهار ساعت دوام می‌آورند و تعویض آنها میان جسله‌ها آسان است. پوشش باتری‌ها ایمن بوده و دارای همه استانداردهای ایمنی بین‌المللی است.

نکات:

• پنج دقیقه زمان برای تنظیم دستگاه، ششصد گام یکسان، انعطاف‌پذیر برای سازگاری با تشخیص‌ها و نیاز‌های گوناگون افراد
• آسیب کامل نخاعی کسر کوچکی از بیماران توانبخشی راه رفتن را تشکیل می‌دهد. پژوهش بنیاد Kessler دریچه‌ای را برای بکارگیری Ekso GT برای بیماران با آسیب‌های نخاعی جزئی یا فلج شده به خاطر سکتۀ مغزی باز می‌کند.
• وجود پتانسیل برای تأثیر مثبت پس از بکارگیری طولانی مدت اسکلت بیرونی، روش‌های سنتی وجود دارد که تا بیمار ۱۰۰۰۰ گام یا بیشتر راه نرود نتیجه نمی‌دهد احتمالاً به دلیل ماهیت تغییر‌پذیری مغز. اسکلت‌های بیرونی زمان زیادی نیست که ارائه شده‌اند تا چنین آزمایش‌هایی انجام می‌شد.
• مهم بودن نرم‌افزار تطبیق‌پذیر (اسکلت خارجی کمکی تغییر پذیر)، در غیر اینصورت بیمار فقط سوار بر اسکلت بیرونی است.

منبع: exoskeletonreport.com