Колумбийский университет представляет передовое роботизированное دعم туловища для реабилитации спинного мозга

Инженеры Колумбийского университета изобрели роботизированный тренажер поддержки туловища для переобучения пациентов с травмой спинного мозга сидеть более стабильно и получить расширенную активную рабочую зону сидения. (См. видео ниже.)

Проблема травм спинного мозга

Травмы спинного мозга (SCI) могут вызывать verheрающий ущерб, включая потерю подвижности и чувствительности. Каждый год только в США оценивается около 17 000 новых SCI, уровень выше, чем в большинстве регионов мира.

Кроме того, уровень SCI у людей 65 лет и старше ожидается рост в США, с 13% в 2010 году до 16,1% к 2020 году.

Данные также показывают высокий уровень выживаемости для этих пациентов, которым нужно функционировать в повседневной жизни, но которые находят сидение серьезным вызовом.

Устройство TruST

Команда Columbia Engineering изобрела роботизированное устройство — Trunk-Support Trainer (TruST) — которое может использоваться для помощи и обучения людей с SCI сидеть более стабильно, улучшая их контроль туловища, и получать расширенную активную рабочую зону сидения без падения или использования рук для баланса.

Исследование, опубликованное сегодня в Spinal Cord Series and Cases, первое измеряет и определяет рабочую зону сидения пациентов с SCI на основе их активного контроля туловища.

Сунил Агравал, PI проекта и профессор механической инженерии и реабилитации и регенеративной медицины, говорит: «Мы спроектировали TruST для людей с SCI, которые обычно пользователи инвалидных колясок.

«Мы обнаружили, что TruST не только предотвращает падения пациентов, но и максимизирует движения туловища за пределами постурального контроля пациентов, или пределов баланса».

TruST — это моторизированный кабельно-приводной ремень, помещаемый на туловище пользователя для определения пределов постурального контроля и площади рабочей зоны сидения у людей с SCI. Он доставляет силы на туловище, когда пользователь выполняет движения верхней части тела за пределами пределов постуральной стабильности в положении сидя.

Клинические испытания

Пять субъектов с SCI, участвовавших в пилотном исследовании, были исследованы с помощью Postural Star-Sitting Test, адаптированного постурального теста, требующего от них следования за мячом головой и движения туловища максимально далеко, не используя руки.

Тест повторялся в восьми направлениях, и исследователи использовали результаты для вычисления рабочей зоны сидения каждого индивида.

Команда затем адаптировала TruST для каждого субъекта для применения персонализированных вспомогательных силовых полей на туловище пока субъекты выполняли те же движения снова.

С TruST субъекты смогли дотянуться дальше во время экскурсий туловища во всех восьми направлениях и значительно расширить рабочую зону сидения вокруг своих тел, в среднем примерно на 25% больше.

Виктор Сантамария, физиотерапевт, постдокторант в лаборатории робототехники и реабилитации Агравала, и первый автор статьи, говорит: «Способность TruST доставлять непрерывную обратную связь по силе, персонализированную для постуральных пределов пользователя, открывает новые горизонты для внедрения парадигм моторного обучения для переобучения функционального сидения у людей с SCI.

«Мы считаем, что TruST — очень перспективный инструмент реабилитации SCI».

Команда Агравала сейчас исследует использование TruST в рамках парадигмы обучения для улучшения контроля туловища взрослых и детей с травмой спинного мозга.

Агравал говорит: «Роботизированная платформа будет использоваться для обучения участников с SCI, бросая им вызов двигать туловище по большей рабочей зоне, с TruST обеспечивающим вспомогательные силовые поля по необходимости для безопасного возвращения субъектов в нейтральную позу сидения.

«Это силовое поле будет адаптироваться к потребностям участников со временем по мере улучшения их рабочей зоны и контроля позы».