Новый алгоритм помощи пациентам с неврологическими расстройствами в восстановлении ходьбы

Миллионы людей не могут двигать своими конечностями в результате неврологических расстройств или травм. Был разработан новый алгоритм, с использованием роботизированной техники, который поможет таким пациентам ходить естественным образом.

В США ежегодно регистрируется более 17,000 новых случаев травм спинного мозга, при этом 20% - это полная параплегия и более 13% - тетраплегия. Но травмы спинного мозга это не единственная причина такого рода инвалидности. Необходимо понимать, что инсульт, рассеянный склероз, церебральный паралич и множество других неврологических расстройств могут быть причиной паралича. Последнее исследование показало, что 5,4 миллиона человек в США живут с параличом и причиной его стал инсульт.

Национальный центр компетенции в области исследований робототехники в École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) и  Университетский госпиталь Лозанны в Швейцарии сделали новый прорыв, который поможет пациентам восстановить их двигательную активность.

Ученые разработали новый алгоритм с использованием поддерживающего роботизированного устройства, которое позволяет естественного двигаться. Это исследование было опубликовано в журнале «Science Translational Medicine», автором которого стал Jean-Baptiste Mignardot.

Современные реабилитационные технологии для людей с двигательными нарушения, в результате травмы позвоночника или инсульта, включают в себя ходьбу на беговой дорожке с аппаратной поддержкой торса. При этом данные технологии достаточно жесткие и не позволяют пациентам двигаться естественно или ограничивают направление движения.

Как объясняет автор нового исследования, проблема двигательной реабилитации заключается в том, что нервной системе приходится заново учиться правильным движениям, а это достаточно сложно из-за потери мышечной массы у пациентов и нарушения проводимости нервных импульсов для поддержания правильной осанки.

Для преодоления данных сложностей, Мигнардо и его коллеги разработали алгоритм, который координирует работу роботизированной реабилитационной системы. Группа ученых протестировала данный метод более чем на 30 пациентах. «Умная поддержка ходьбы» сразу же заметно улучшила двигательные способности пациентов. Система представляет собой мобильную подвеску, прикрепленную к потолку. Работу системы можно посмотреть на видео:

Всего лишь 1 час тренировки с использованием нового алгоритма позволили значительно улучшить способность ходьбы у 5 пациентов, а час на беговой дорожке не дал никаких результатов. Исследователи разработали так называемый гравитационно-вспомогательный алгоритм, который тщательно контролирует движения пациентов, основываясь на таких параметрах как движение ног, длина шага и мышечная активность. Автор объясняет, что на основании данных измерений, роботизированный алгоритм определяет силу, которую необходимо применять к верхней половине тела, чтобы обеспечить естественную ходьбу пациента.

Гравитационно-вспомогательный алгоритм – это инновационная система поддержки тела, так как она противостоит силе тяжести и движет пациентом назад, вперед, влево и вправо или же во всех этих направлениях одновременно, что позволяет воссоздать естественную походку и движение.