Hybrid Assistive Limb (HAL)

Mehanizam | Registracija signala | Indikacije i kontraindikacije | Trening

Robotika je segment rehabilitacije koji je sve zastupljeniji u neurorehabilitaciji.

Hybrid Assistive Limb ili HAL egzoskelet je prenosivi uređaj koji pomaže pokretanje donjih ekstremiteta. Principe rada HAL uređaja razvio je profesor Sankai sa Univerziteta Tsukuba iz Japana. HAL je medicinski uređaj koji postiže funkcionalno poboljšanje neuromuskularnog sistema za voljne pokrete povratnim senzornim signalima povezanim sa kretanjem donjih ekstremiteta, koje se postiže uz motorizovanu pomoć uređaja.

Cybernis iliti kibernika je novo akademsko polje koje se nalazi na granicama više naučnih oblasti. Kibernika je usredsređena na kibernetiku, mehatroniku i informatiku, a sve ove oblasti su kombinovane sa različitim drugim naučnim poljima, uključujući i nauku o funkcionisanju mozga, neurologiju, robotiku, biologiju, nauku o ponašanju, kao i psihologiju.

Ovakav uređaj pored nas u Srbiji, poseduju još samo tri države u Evropi: Italija, Nemačka i Poljska.

Mehanizam

Kada govorimo o ljudskom telu, a posebno o nervnom sistemu, jedan termin ima poseban značaj - neuroplastičnost. Neuroplastičnost je subtermin bioplastičnosti, a to je sposobnost tkiva da se menja i adaptira na novonastalo stanje ili situaciju. Neuroplastičnost može negativno uticati na pacijenta sa bilo kojom neurološkom patologijom, a upravo ovaj uređaj se može usmeriti u pozitivnom smeru.

Pokret se dešava tako što motorni korteks šalje impulse kroz eferentne puteve, niz kičmenu moždinu, zatim se ta informacija prenosi sa jednog neurona na sledeći, a sa tog neurona, preko mišićne ploče na mišić. Te informacije se prenose putem bioelektričnih signala. U slučajevima kada pacijenti imaju narušene ili nemaju funkcije određenih delova tela, ne samo da će doći do hipotrofije, a zatim i atrofije muskulature tog segmenta, nego i do izmene u motornom korteksu. To je razlog zašto pacijenti zaboravljaju kako se vrše određeni pokreti. Zbog toga dolazi do narušavanja kvaliteta bioelektričnih signala na koji možemo da utičemo korišćenjem HAL-a u sklopu neurorehabilitacije.

HAL registruje i minimalne signale i omogućava vršenje aktivnog pokreta, što pozitivno utiče na jačanje motornog signala i sinapsi.

Registracija signala

Sama registracija bioelektričnog signala se vrši pomoću elektroda koje se lepe na površinu kože, a koje se povezuju sa kablovima. Zatim, povezuju se sa uređajem, nakon čega se sam uređaj „oblači“ na korisnika - korisnik obuva senzorne cipele.

Uređaj radi po principu tri modaliteta, koja se podešavaju na motornim jedinicama, a koje se nalaze na zglobovima kukova i kolena. Modaliteti su:

• CVC Cybernic Voluntary Control - mod voljne kontrole, koji pruža pomoć pri kretanju na osnovu jačine bioelektričnih signala. Podešavanja se vrše na osnovu 3 parametra: nivo osetljivosti, podešavanja obrtnog momenta, i podešavanje ravnoteže.
• CAC Cybernic Autonomous Control - mod automatske kontrole, koji pruža pomoć na osnovu prethodno programiranih putanja nogu, jer sam aparat poseduje putanje za ustajanje i hodanje.
• CIC Cybernic Impedance Control - mod kiberničke kontrole otpora, u kojem aparat proizvodi obrtni moment radi kompenzovanja otpora usled trenja i drugih sila koje deluju na detektovani pokret zgloba. Za razliku od prethodna dva modaliteta, u ovom modalitetu uređaj ne pruža nikakvu pomoć.

Važno je napomenuti da se svaki od četiri zgloba na kojima postavljamo parametre može različito podesi i da se aparat može prilagoditi korisniku. Primer, kod korisnika nakon cerebrovaskularnog insulta, pogođena strana se može podesiti u CVC ili CAC mod, a nepogođena u CIC mod.

Indikacije i kontraindikacije

Stanja kod kojih je preporučeno koristiti HAL egzoskelet u rehabilitaciji su:

• moždani udar,
• povrede kičmene moždine,
• cerebralna paraliza,
• multipla skleroza,
• spinalna mišićna atrofija,
• amiotrofična lateralna skleroza...

Ovaj uređaj nije pogodan za osobe čije dimenzije tela prevazilaze predviđeni opseg, odnosno 190 cm visine i 100 kg težine, kao i kod osoba koje imaju defekte kože u predelu gde se postavljaju elektrode. Takođe kod ljudi koji imaju osteoporozu ili čiji spazam mišića je na Ashwort skali iznad ocene 3, nisu pogodni za korišćenje ovog egzoskeleta. Iz tog razloga, neophodno je pre početka terapije obaviti pregled lekara specijaliste fizikalne medicine i rehabilitacije, kao i DXA pregled gustine kostiju.

Trening

Vežbanje traje sat vremena i trideset minuta.

Prvih petnaest minuta je potrebno da se pacijent pripremi za terapiju, odnosno da se postave elektrode, kao i da se kablovi spoje sa aparatom, kao i da se sam aparat pričvrsti za pacijenta.

Zatim, narednih sat vremena traje trening koji obuhvata vežbe čučnjeva, iskoraka, savijanja i opružanja nogu u zglobovima kukova i kolena, odnosno sve faze hoda izolovano, kao i sam hod u kontiunitetu. Pacijenti su tokom trajanja terapije osigurani sigurnosnim pojasem koji je povezan sa „lift“ aparatom iznad same pokretne trake u kojoj vežbaju, tako da je bezbednost pacijenata na najvišem nivou. Poslednjih petnaest minuta terapije nam koristi za skidanje aparature i odmor pacijenta.

Učestalost terapija se određuje nakon pregleda lekara - u skladu sa kondicionim statusom pacijenta, kao i ciljevima terapije.