Zastosowanie robotów w neurorehabiliacji

Tylko niektóre metody leczenia , stosowane od poczatków rehabilitacji neurologicznej zachowują nadal świeżość i przydatność w praktyce klinicznej. W tym samym czasie obserwujemy wzrastające tendencje do sięgania po nowoczesne metody leczenia.

Innowacje technologiczne, takie jak zaawansowane roboty czy programy oparte na wirtualnej rzeczywistości (virtual reality) okazały się, na przestrzeni lat, bardzo skuteczne w neurorehabilitacji.

Ewidencja naukowa gromadzona przez kilka ostatnich lat potwierdza zastosowanie technologii w rehabilitacji. W przeprowadzonych badaniach naukowych brak jest jednak systematyczności porównującej efekty terapii za pomocą robotów z efektami uzyskanymi za pomocą tzw. rehabilitacji konwenjonalnej.

Przed wprowadzeniem drogich programów i technologii do rehabilitacji leczniczej należy przede wszystkim porównać i ustalić:

a. skuteczność działania w stosunku do kosztów

b. zaplecze naukowe potrzebne to prawidłowego prowadzenia eksperymentu

c. koszty szkolenia personelu w operowaniu robotami

d. współpracę miedzy inżynierami budującymi programy a personelem medycznym wykorzystującym te programy w rehabilitacji dla osiągnięcia założonego celu.

Przede wszystkim należy jednak mieć pewność, że wprowadzenie technicznie zaawansowanych programów wpłynie motywująco na pacjenta i pozwoli na uzyskanie poprawy funkcjonalnej na skutek „regeneracji” zmniejszając efekt poprawy funkcji na zasadzie „kompensacji’.

Podstawowe zalety zastosowania technologii w neuro-rehabilitacji to:

a) indywidualnie dobrany protokół treningu oparty na ocenie funkcjonalnej pacjenta i dostosowany do osiągnięcia wybranego celu

b) łatwe i obiektywne monitorowanie zmian funcjonalnych wywołane treningiem

c) powiększenie wiedzy medycznej na temat reorganizacji ruchowej u pacjentów po porażeniu połowiczym

d) możliwość wprowadzenia rehabilitacji domowej opartej na technologii, kontrolowanej za pomoca wirtualnego „pilota”, co drastycznie obniżyłoby koszty rehabilitacji neurologicznej.

Prototypy robotów w celach rehabilitacyjnych powstały już w latach 60-tych. Pierwszym z nich był powstaly w Stanach Zjednoczonych „Case Manipulator”, orteza do usprawniania porażonej kończyny górnej posiadająca cztery zakresy ruchu.

Od tego czasu powstały setki prototypów pozwalających na pracę porażonej kończyny w coraz większym zakresie ruchu. Obecnie istniejące tzw. manipulatory dzielą sie na dwa rodzaje: manipulatory bierne, pozbawione mechanizmów aktywujących ruch, i manipulatory czynne, zaopatrzone w mechanizm poruszający porażoną kończyną. Do tych ostatnich należy T-Wrex pozwalający na wykonanie ruchu w siedmu płaszczyznach i gwarantujący optymalną kontrolę ruchów barku i nadgarstka. Ze względu na skomplikowny system ruchowy, zabezpieczenie i konserwacja elementów elektronicznych kontrolujących manipulator wymaga wysokiej wiedzy i częstej kontroli. Dodatkowo, ze względu na rozmiar urządzenia, jego zastosowanie w warunkach domowych pacjenta jest niemożliwe. Stąd na dzień dzisiejszy główne zastosowanie tego urządzenia ogranicza się do celów badawczych.

Inny rodzaj robotów to maszyny dostosowane do wspomagania naturalnej funkcji kończyny górnej w celu wykonania odpowiedniego zadania. Takim robotem jest ARM-Guide pozwalający na zaprogramowanie ćwiczeń dla kończyny górnej. Posiada on 3 zakresy ruchu kontrolujące i mechanicznie wspomagające siłę i precyzję ruchu chwytu kończyny górnej w czasie kiedy wbudowane pole magnetyczne wspomaga lub przeciwdziała wykonaniu ruchu w zależności od zaprogramowanego ćwiczenia.

Wspomniane urządzenia pozwalają na uzyskanie znacznej poprawy w funkcji kończyny górnej dzięki wprowadzeniu dłuższych i bardziej „celowych” zajęć rehabilitacyjnych bez konieczności zatrudnienia większego zespołu rehabilitacyjnego. Ocena kliniczna pacjenta po zakończeniu treningu wykazała poprawę siły mięśniowej mięśni proksymalnych kończyny górnej i poprawę koordynacji ruchu. Dodatkowo ćwiczenia z wykorzystaniem robota pomagają w zapobieganiu wystąpienia atrofii mięśniowej, napięcia spastycznego mięśni i osteoporozy. Należy jednak podkreślić, że w ocenie funkcjonalnej nie zaobserwowano znacznej poprawy mierzonej za pomocą wskaźnika FIM (Functional Independence Measure) i wskaźnika „czynności dnia codziennego” (ADL).

Podsumowując zastosowanie robotów w neurorehabiliacji pozwala na zwiększenie intensywności treningu i jego powtarzalność. Przekładając to na praktykę, w czasie jednej 45 minutowej sesji pacjent może wykonać 1000 bardzo specyficznie określonych ruchów kończyną górną. Wspomaganie takiej ilości powtórzeń ruchu byłoby fizycznie niemożliwe do wykonania przez terapeutę.

Innym rodzajem zastosowania nowoczesnej technologii w rehabilitacji neurologicznej są doświadczenia ze środowiskiem wirtualnej rzeczywistości. Wirtualna rzeczywistość to symulowanie normalnego otoczenia za pomocą programu komputerowego gdzie pacjent odgrywa rolę osoby kontrolującej to otoczenie poprzez interakcje z obrazem tworzonym przez komputer. Ćwicząc w świecie wirtualnej rzeczywistości , pacjent kontroluje wykonywany ruch i uzyskuje natychmiastową ocenę jakości wykonanego ruchu w stosunku do ruchu zamierzonego. Mimo, że jeszcze nie usystematyzowane, wyniki badań popierają zastosowanie wirtualnej rzeczywistości w rehabilitacji porażonego ramienia czy ręki. Naukowe wskazania i patofizjologia zachodzących zmian w centralnym układzie nerwowym w odpowiedzi na wirtualną rzeczywistość nadal wymagają wyjaśnienia.

Jedną z ostatnich nowości w rehabilitacji jest tele-terapia. Telemedycyna istnieje już od ponad 10 lat i jej  wyniki świadczą, że np. rzetelność oceny stanu pacjenta jest taka sama w trakcie bezpośredniego badania w gabinecie lekarza jak i za pomocą badania wykonanego pośrednio za pomoca połączenia komputerowego, kiedy lekarz siedzi po „drugiej stronie” ekranu komputera. Inaczej jest z tele-terapią. Brak potwierdzenia skuteczności tele-terapii polega przede wszystkim na braku dostatecznej ilości badań nad taką formą rehabilitacji.

Badania z tele-terapią za pomocą systemu opracowanego przez Massachusetts Institute of Technology przeprowadzono w 2009 roku we Włoszech. Jedna grupa pacjentów po udarze mózgu odbywała terapię w domu za pomocą połączenia internetowego z ośrodkiem rehabilitacyjnym przekazującym pacjentom zestaw ćwiczeń do codziennego wykonania. Do wykonania tego zadania potrzebne były dwa komputery, jeden w domu  pacjenta, drugi zlokalizowany w ośrodku  rehabilitacyjnym. Opracowany system tele-rehabilitacji zawieral program wirtualnej rzeczywistości, w którym pacjent wykonywał powierzone zadanie ruchowe. Jednocześnie system zaopatrzony był w możliwość videoconferencji między pacjentem a rehabilitantem.  

Grupa kontrola prowadzona była za pomocą rehabilitacji konwencjonalnej w ośrodku ambulatoryjnym.

Wyniki eksperymentu wykazały brak różnicy w ocenie sprawności kończyny górnej w grupie kontrolnej i w grupie badawczej. Obydwa rodzaje terapii doprawadziły do uzyskania pozytywnych wyników poprawy funkcji porażonej kończyny górnej. Wynika z tego, że pacjent nie wychodząc z domu, pracując w środowisku wirtualnej rzeczywistości może uzyskać prawie taką samą poprawę funkcji jaką uzyska w pracy z terapeutą.

Ten fakt może w niedalekiej przyszłości poprzeć koncepcję wczesnego wypisania pacjenta ze szpitala (ograniczenie kosztów leczenia szpitalnego) z zapewnioną rehabilitacją domową z wykorzystaniem tele-terapii, bez negatywnego wpływu na końcowy wynik usprawnienia pacjenta.

Ewa Jaraczewska

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *