TEPI: Egzoskelet Koji Uči Pacijente Nakon Udara Da Hodaju Uz Vođenje Terapeuta

Nova tehnologija TEPI (Therapist-Exoskeleton-Patient Interaction) povezuje terapeuta i pacijenta kroz nošive egzoskelete koji su virtuelno povezani u predelu kukova i kolena, omogućavajući prenos pokreta i povratnih informacija u realnom vremenu. Istraživači iz Shirley Ryan AbilityLab i Northwestern University predstavili su pilot-studiju koja pokazuje kako ova saradnja čoveka i mašine može poboljšati obrasce hoda kod pacijenata posle moždanog udara.

A new exoskeleton system lets therapists and stroke patients move together, improving walking recovery and engagement. (CREDIT: Science Robotics)

Kako TEPI funkcioniše

Egzoskeleti koje nose terapeut i pacijent povezuju se virtuelnom vezom koja se ponaša kao opruga i prigušivač, dopuštajući razmenu sila i pomeranja između dve osobe. Dok terapeut hoda, deluje kao vodič pokreta, a pacijent kroz sistem oseća te pokrete i istovremeno zadržava mogućnost aktivnog prilagođavanja. Terapeut dobija neposrednu povratnu informaciju o odgovoru pacijenta, što omogućava finu, realno-vremensku kontrolu podrške, otpora i povratnih informacija.

Spatiotemporal similarity between patient and therapist kinematics during TEPI training. (CREDIT: Science Robotics)

Rezultati pilot-studije

U maloj studiji učestvovalo je osam osoba koje su preživele moždani udar. Svaki učesnik je imao dve sesije hodanja na traci: jednu sa TEPI sistemom i jednu sa standardnom terapijom. Mere su uključivale opseg pokreta zglobova, dužinu i visinu koraka, mišićnu aktivnost i opterećenje.

Joint kinetics during TEPI training. (CREDIT: Science Robotics)

Glavni nalazi:

Paretic ankle trajectories during training. (CREDIT: Science Robotics)

• Povećan opseg pokreta u zglobovima i dužina/visina koraka tokom TEPI sesija.
• Snažna koordinacija između terapeuta i pacijenta — pokreti su bili usklađeni često u rasponu od samo nekoliko stepeni.
• Mišićna aktivnost je ostala snažna, a u nekim situacijama bila je i veća nego pri standardnoj terapiji; pacijenti su tokom određenih faza hoda generisali više od polovine potrebne sile.
• Puls i subjektivni nivo napora rasli su postepeno, što ukazuje na aktivno angažovanje pacijenata, a ne pasivno vođenje.

Percepcija i praktične koristi

Učesnici su prijavili veću motivaciju, uživanje i niži nivo anksioznosti tokom TEPI sesija. Sistem smanjuje fizički napor terapeuta jer prenosi deo mehaničke interakcije na uređaj, što može umanjiti zamor i rizik od povreda kod terapeuta, a istovremeno omogućava koordinisanu, celotelnu podršku bez potrebe za više terapeuta.

Spatial gait features during training. (CREDIT: Science Robotics)

Ograničenja i naredni koraci

TEPI je u ranoj fazi istraživanja: studija je bila mala i izvedena na traci za trčanje, uz posebnu opremu i pažljivo podešavanje. Istraživači planiraju veće i dugotrajnije studije, testiranje hoda po terenu, penjanja stepenicama i ustajanja iz sedišta, kao i razvoj pristupačnijih i skalabilnijih verzija koje bi mogle podržati rehabilitaciju kod kuće i daljinsku negu.

Širi potencijal

Ako se potvrde rani rezultati, TEPI može promeniti pristup rehabilitaciji tako što kombinuje ljudsku prilagodljivost sa robotskom preciznošću. Tehnologija bi se mogla primeniti i kod drugih poremećaja kretanja, uključujući povrede kičmene moždine i neurološke bolesti, i pomoći većem broju pacijenata da povrate nezavisnost.

Rezultati istraživanja objavljeni su u časopisu Science Robotics. Originalna vest objavljena je u The Brighter Side of News.