Экзоскелет HAL: реабилитация после перелома позвоночника

Медицинский экзоскелет

ЭкзоскелетТехнология экзоскелета в ее сегодняшней форме известна в первую очередь как военная разработка.

Экзоскелет – это устройство, состоящее из рамы, крепящейся к телу человека, и двигателей, приводящих ее в движение. Основная его функция – частично или полностью снимать с пользователя нагрузку во время тяжелой физической работы. Существуют различные варианты этой технологии с применением электрических или гидравлических двигателей, а также с использованием различных методов управления. До недавнего времени взаимодействие между пользователем и экзоскелетом происходило через контактные поверхности, реагирующие на нажатие. Это предполагало, что для того, чтобы использовать экзоскелет, у пользователя должны быть сохранны двигательные функции.

Новые модели экзоскелетов, как, например, в реабилитационном центре Walk Again в Берлине, используют сравнительно новую технологию управления – интерпретацию биоэлектрических потенциалов как команд, запускающих сервоприводы, ответственные за движения. Биоэлектрические потенциалы возникают в мышцах, активируемых мозгом, и могут быть зарегистрированы с помощью электродов, закрепленных на коже. Этот метод известен как поверхностная электромиография и используется в медицинской диагностике с середины 60-х годов. Экзоскелет регистрирует биоэлектрические потенциалы, возникающие в мышцах ног, с помощью электродов, размещенных под бедром и над коленом с передней и задней стороны.

Важно то, что в определенной форме этот сигнал возникает даже тогда, когда он недостаточно силен для того, чтобы активировать мышцу. Это значит, что экзоскелет могут использовать люди, частично или полностью утратившие подвижность ног в связи с травмами позвоночника, черепно-мозговыми травмами, цереброваскулярными заболеваниями, заболеваниями мозга или нервно-мышечной системы. Таким образом, система реагирует не только на движение, но даже на мысль о нем, запуская сохраненную в памяти бортового компьютера программу движения ног. И здесь эта технология по-настоящему раскрывает свой лечебный потенциал – осуществляя движение за пациента, она помогает его нервной системе отчасти вспомнить движение, отчасти выучить его заново, тем самым приближая восстановление двигательной функции.

С 2013 года эта технология применяется в ряде клиник для реабилитации пациентов с хроническими заболеваниями нервной и мышечной систем. А с августа 2013 года технология прошла сертификацию немецкой аудиторской организации TÜV Rheinland, получив тем самым возможность применения на территории стран Евросоюза. Новая технология оправдала себя. Самым известным является случай немецкого архитектора Филиппа фон Глиcжински (Philippe von Gliszynsk). Зимой 2010 года, чистя крышу от снега, он поскользнулся и упал с высоты трех метров. С тех пор он был парализован ниже двенадцатого позвонка. После операции и обычной реабилитации ему пришлось привыкать к мысли о жизни в инвалидном кресле. В начале реабилитации с применением экзоскелета в феврале 2012 года путь длинной 10 метров занимал у него 72 секунды. В июне 2012 года это были уже 26 секунд. Осенью 2012 года он мог проходить до 1000 метров с помощью колесного ходунка и без посторонней помощи. Реабилитация с применением новой технологии приводит к повышению мобильности, интенсивной реконструкции мышц, более высокому уровню активности и дает новую надежду на восстановление способности ходить и возврат к независимости в движении.