Почти робокопы. Как экзоскелеты помогают в реабилитации инвалидов

Снова на ноги

Больше тридцати лет назад Виталий Ван вместе с родителями попал в ДТП. Тяжелый перелом позвоночника и, как итог, полный паралич ног. С тех пор мужчина передвигался только на коляске. Недавно Виталий впервые сделал несколько шагов, вновь ощутил свободу передвижения и посмотрел на мир с высоты своего роста, а не с инвалидной коляски. Нет, он никогда не сможет ходить самостоятельно, ног мужчина не чувствует, шаги за него делает экзоскелет. 

Чудо-робот специально создан для реабилитации и социализации инвалидов. Пока это первая и единственная подобная разработка российских ученых Сколково. Устроен он максимально просто: на спине планшет с управлением для помощника, там же блок аккумулятора, несколько приводов для ног и бедер. Работает все с помощью блютуса. Вес экзоскелета - 23 кг, но так как он «уходит в ноги», то совсем не чувствуется.

Ходит человек, опираясь на костыли. Для тех, кто в идеале овладел экзоскелетом, есть специальный костыль с управлением на ручке. Виталию пока помогает медсестра. Именно она поддерживает его за спиной и на планшете выбирает скорость и высоту шага. 

«Непередаваемые ощущения, когда вновь встаешь на ноги. Я буквально учусь заново ходить», - рассказывает Виталий. 

Это только со стороны кажется, что шагать в экзоскелете легко, ведь он сам переставляет ноги человека. Но для пациентов, особенно много лет просидевших в инвалидной коляске, пройти даже несколько метров в таком «комбинезоне» невероятно тяжело. Нужно научиться контролировать свое тело, правильно распределять вес и держать костыли. 

У Виталия это уже второй курс реабилитации экзоскелетом. Он один из тех счастливчиков, которые попали в программу государственного финансирования. Без такой помощи подобная программа восстановления - дорогое удовольствие для больных. Двадцатидневный курс реабилитации стоит 120 000 рублей. 

Не только реабилитация

Врач-нейрохирург МСЧ «Нефтяник» Юрий Геркул уверен: за реабилитацией экзоскелетами - будущее. В мировой практике такое восстановление практикуется давно, а подобных роботов - великое множество. В нашей стране - это пока первая ласточка. 

«В Тюменской области - это единственный экзоскелет. Сейчас мы сотрудничаем с томским медицинским университетом и проводим клиническое исследование. Порядка 15-18 пациентов будут пролечены двумя курсами по 20 дней, на этом основании будут даны клинические рекомендации, расширены показания такой реабилитации», - говорит Юрий Александрович. «Экзоскелет позволяет протезировать утерянную функцию. Для массы пациентов это возможность встать на свои ноги, вновь начать ходить, пусть и с помощью такого оборудования. Ведь, если из-за травмы полностью поврежден спинной мозг, нарушена его анатомическая целостность, то даже если ее «связать», как нитку, эти пациенты никогда не смогут ходить самостоятельно. Есть те, у кого анатомическая целостность спинного мозга сохранена, но после, например, инсульта произошло частичное повреждение. В этом случае можно заставить работать его вновь, с помощью экзоскелета», - пояснил он. 

Вообще для «сидячих» пациентов такая вертикализация - необходимость, если не начать возвращаться их в физиологически правильное положение, реабилитации не будет. При вертикализации восстанавливается работа внутренних органов, сосудов, мышц. А при таком способе, когда пациент может свободного передвигаться, работают еще и суставы. 

Подходит такой экзоскелет и для пациентов с ДЦП, когда нужно заставлять работать центральную и периферическую нервную систему в синергии, что нарушено у таких пациентов с рождения. Также с помощью такого робота корректируют походку больных ДЦП, снижают спастику мышц в ногах и заставляют работать их правильно. 

Специалисты уверены: помимо физической реабилитации, экзоскелет способствует и социализации больных. Примеров этого специалист по экзореабилитации Михаил Вершинин может привести множество. Он ездит по клиникам страны и обучает медработников управлению роботом. 

«В Ижевске обучал реабилитации экзоскелетом женщину после инсульта. Она ни с кем не разговаривала, а где-то после пятого занятия начала общаться с врачами, сказала, что экзоскелет ей нужен, она хочет в нем заниматься. Доктора были приятно удивлены тем, что пациентка начала общаться», - рассказывает Михаил. 

Юрий Геркул подтверждает, реабилитация роботизированным «комбинезоном» восстанавливает и когнитивные функции. «В этом случае как у детей: чтобы появилась речь, нужно развить моторику рук и ног», - подчеркнул нейрохирург. 

Силой мысли

В развитых странах экзоскелет становится вариантом и социальной адаптации. Соцслужбы покупают их инвалидам также, как инвалидную коляску. В России же это пока очень дорогое удовольствие, позволить себе такого робота люди с ограниченными возможностями не могут, более того, не каждому медучреждению оно по карману. Стоимость экзоскелета составляет 4 млн рублей. 

«Если мы хотим быть наравне с европейскими странами, то в перспективе нужно будет закупать такие экзоскелеты не только для вертикализации в стенах больницы, но и для использования в быту. Пока экзоскелет может применяться только в стенах больницы, потому что нужен специально обученный человек, помогающий настраивать его, правильно выставлять высоту, ширину шага и просто страхующий, на всякий случай, ведь каким бы хорошим ни был аппарат, это просто робот», - говорит Юрий Александрович.

Возможно, в ближайшем будущем экзоскелеты станут доступнее и совершеннее. Сейчас ученые работают над тем, чтобы сделать его более легким, компактным и мобильным. Также есть разработки, согласно которым управляться он будет силой мысли, с помощью специального шлема. 

Кстати: экзоскелет (в переводе с латыни «внешний скелет») - техническое устройство, которое способно увеличивать физические способности человека благодаря каркасу. Основной задачей экзоскелета является поддержка человеческого тела при воздействии на него нагрузок, принимая «основной удар» на себя. В 2011 году Министерство чрезвычайных ситуаций и научная команда НИИ Механики Московского государственного университета начали работу над соответствующим проектом, команда смогла разработать несколько экзоскелетов под данной маркой. 

Экзоскелеты пассивного действия повышают выносливость и активность человека. В свою очередь, экзоскелеты активного действия увеличивают силу человека и позволяют ему справляться с весом до 200 килограммов. Все больше ученые работают над интерфейсом мозг-машина, позволяющим управлять экзоскелетом силой мысли. Яркий пример тому - недавно разработанный интерфейс мозг-компьютер из Корейского университета и Технического университета Берлина. Интерфейс взаимодействует с экзоскелетом через специальную шапку на голове пользователя, записывающую ЭЭГ. Так, сигналы мозга считываются и определяют необходимый режим движения. Такая методика позволяет управлять экзоскелетом даже тем пациентам, которые лишены добровольного контроля за своим телом. 

Справка: первое известное устройство, предназначенное для ускорения и облегчения ходьбы и бега - эластипед, запатентованный русским изобретателем Николаем Ягном. Первый экзоскелет был создан компанией General Electric в сотрудничестве с ВС США в 60-х годах XX века. Первый силовой шагающий экзоскелет на пневматическом приводе разработан Миомиром Вукобратовичем в Белграде в 1969 году, аппарат давал возможность людям с параличом нижних конечностей передвигать ноги. Усовершенствованный опытный образец этого устройства имеется в экспозиции Политехнического музея.

Работы по созданию российского экзоскелета были начаты в СССР на основе результатов работы Вукобратовича, переданных в Центральный институт травматологии и ортопедии имени Н. Н. Приорова в рамках советско-югославского сотрудничества, но с началом перестройки финансирование проекта прекратилось. Возобновление работ началось только в 2011 году в рамках федеральной целевой программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007-2013 годы».

Источник: www.tmn.aif.ru