znanost 20.12.2017 15:37

S staranjem prebivalstva naraščajo tudi potrebe po rehabilitacijski robotiki

Ljubljana, 20. decembra - Raziskovalci Službe za raziskave in razvoj Univerzitetnega rehabilitacijskega inštituta RS - Soča so razvili robota za urjenje ravnotežja in koordinacije med hojo po tekočem traku. Poimenovali so ga Balance Assessment Robot - BAR. Robot je namenjen rehabilitaciji oseb s poškodbami osrednjega živčevja.

Ljubljana, URI Soča.
Robot BAR, ki so ga razvili v Službi za raziskave in razvoj URI Soča.
Vodja Službe za raziskave in razvoj URI Soča Zlatko Matjačić.
Foto: Anže Malovrh/STA

Ljubljana, URI Soča.
Robot BAR, ki so ga razvili v Službi za raziskave in razvoj URI Soča.
Foto: Anže Malovrh/STA

Ljubljana, URI Soča.
Robot BAR, ki so ga razvili v Službi za raziskave in razvoj URI Soča.
Foto: Anže Malovrh/STA

Ljubljana, URI Soča.
Robot BAR, ki so ga razvili v Službi za raziskave in razvoj URI Soča.
Foto: Anže Malovrh/STA

Ljubljana, URI Soča.
Robot BAR, ki so ga razvili v Službi za raziskave in razvoj URI Soča.
Vodja Službe za raziskave in razvoj URI Soča Zlatko Matjačić.
Foto: Anže Malovrh/STA

Ljubljana, URI Soča.
Robot BAR, ki so ga razvili v Službi za raziskave in razvoj URI Soča.
Foto: Anže Malovrh/STA

Ljubljana, URI Soča.
Robot BAR, ki so ga razvili v Službi za raziskave in razvoj URI Soča.
Vodja Službe za raziskave in razvoj URI Soča Zlatko Matjačić.
Foto: Anže Malovrh/STA

Ljubljana, URI Soča.
Robot BAR, ki so ga razvili v Službi za raziskave in razvoj URI Soča.
Foto: Anže Malovrh/STA

Ljubljana, URI Soča.
Robot BAR, ki so ga razvili v Službi za raziskave in razvoj URI Soča.
Foto: Anže Malovrh/STA

Ljubljana, URI Soča.
Robot BAR, ki so ga razvili v Službi za raziskave in razvoj URI Soča.
Vodja Službe za raziskave in razvoj URI Soča Zlatko Matjačić.
Foto: Anže Malovrh/STA

Ljubljana, URI Soča.
Robot BAR, ki so ga razvili v Službi za raziskave in razvoj URI Soča.
Foto: Anže Malovrh/STA

Ljubljana, URI Soča.
Robot BAR, ki so ga razvili v Službi za raziskave in razvoj URI Soča.
Foto: Anže Malovrh/STA

Ljubljana, URI Soča.
Robot BAR, ki so ga razvili v Službi za raziskave in razvoj URI Soča.
Foto: Anže Malovrh/STA

Ljubljana, URI Soča.
Robot BAR, ki so ga razvili v Službi za raziskave in razvoj URI Soča.
Foto: Anže Malovrh/STA

Robot BAR s hojo na tekočem traku omogoča urjenje različnih vidikov hoje - od treninga simetrije do urjenja odriva in dinamičnega ravnotežja, ki so trije pomembni vidiki hoje, zlasti po preboleli možganski kapi in rehabilitaciji, je pojasnil vodja Službe za raziskave in razvoj prof. dr. Zlatko Matjačić, ki vodi sodelovanje Univerzitetnega rehabilitacijskega inštituta RS - Soča (URI Soča) v evropskem projektu BALANCE.

Po njegovem mnenju je rehabilitacijska robotika v današnjem svetu v vzponu. Z naraščanjem števila starejših ljudi so namreč potrebe po rehabilitaciji in tehnologijah, kot je robot BAR, vse večje.

Naprava objema medenico in spremlja gibanje pacienta

Rehabilitacijski robot BAR je v postopku terapije pritrjen na medenico pacienta, opremljen je s senzorji, ki spremljajo gibanje pacienta. Naprava ima šest stopenj prostosti, tako kot človeška medenica. To pomeni, da se medenica lahko prosto giblje v smereh naprej-nazaj, levo-desno, gor-dol, hkrati pa lahko rotira okoli teh osi.

Ko je pacient vpet v napravo in hodi po tekočem traku, mu naprava lahko nudi podobno stopnjo podpore, kot to lahko zagotovi terapevt. Terapevt ima sicer navadno 20 do 30 let izkušenj in lahko takšno terapijo izvaja z večjim občutkom kot naprava. Pomembna pomanjkljivost terapevtov pa je ta, da zaradi napora ne morejo zdržati dolgo časa, poleg tega je ponovljivost sunkov drugačna.

Dodana vrednost robota je torej v tem, da pri delu z napravo lahko bolnik naredi veliko več ponovitev korakov in da so te ponovitve zelo natančne, je povedal Matjačić.

Z dosedanjimi raziskavami so pokazali, da se stanje in funkcionalna sposobnost pacientov v primerjavi s stanjem po koncu institucionalne rehabilitacije po terapiji z robotom BAR močno izboljša.

Različni načini delovanja robota

Robot lahko tako deluje na različne načine, kar je odvisno zlasti od vrste poškodbe, želenega cilja in zmogljivosti pacienta. Kadar je cilj terapije vzdrževanje dinamičnega ravnotežja, robot na gibanje pacienta ne vpliva, temveč mu zgolj sledi. Želijo namreč, da bi bilo gibanje čim bolj naravno.

V posameznih naključnih trenutkih pa lahko naprava izvede motilni sunek v katerikoli smeri. Sunek lahko nastopi ob dostopu prizadete ali neprizadete noge ter ima lahko različno jakost. V odvisnosti od posamezne motnje oziroma narave te motnje mora pacient ustrezno reagirati. "Vzpostaviti moramo torej razmere, kjer je stopnja zahtevnosti ravno še na tisti ravni, ko uporabnik zmore reagirati na pravi način," je pojasnil Matjačić.

Pri rehabilitaciji po kapi pa želijo delati na simetriji hoje. Pacient namreč po kapi pri hoji večino časa uporablja zdravo nogo, izogiba pa se uporabi prizadete, hemiparetične noge. Takšna hoja lahko povzroči obrabo samega lokomotornega aparata, hkrati pa je na ta način manjša tudi stabilnost ter večja nevarnost padca.

V takšnem primeru na napravi vključijo korekcijske sile, ki so prisotne ob vsakem koraku pacienta. Ko pacient stopi na desno, prizadeto nogo, ga naprava rahlo, podobno kot bi to storil terapevt, potisne v desno stran. Pacient na ta način teže ne more tako hitro prestaviti nazaj na levo, zdravo nogo.

Takšen trening tipično traja od pol ure do ene ure, odvisno od sposobnosti in vzdržljivosti pacienta. V tem času lahko izvedejo približno 1000 korakov. "V 20 do 40 seansah torej naredimo 40.000 korakov, kjer spreminjamo jakost intervencij, sunkov ali potiskov. Iz rezultatov nevrofizioloških študij pa vemo, da se motorično učenje začne dogajati po ponovitvi 1000 ali več."

Od pridobitve patenta do komercialnega produkta

Razvoj robota je v tehničnem smislu zaključen. Robot je trenutno v postopku patentiranja za pridobitev evropskega in ameriškega patenta. Hkrati pa se za sodelovanje dogovarjajo tudi z različnimi proizvajalci rehabilitacijske robotike.

V kolikor razvoja takšne naprave ne uspemo spraviti do komercialnega produkta, je nemogoče, da bi ta stvar zaživela v klinični praksi, saj lahko terapevti v klinični praksi uporabljajo samo naprave, ki so ustrezno certificirane, je pojasnil Matjačić.

Razvoj tega robota uvršča URI Soča in tudi slovensko znanost v sam vrh svetovnega razvoja na področju rehabilitacije. Robot je bil razvit v okviru več projektov, eden od teh je tudi evropski projekt BALANCE, katerega cilj je razumevanje in reševanje problema ravnotežja s pomočjo robotike.

Robot BAR je medijsko odmeval tudi v tujini, in sicer je o njem med drugim poročal Euronews, v rubriki Futuris.

Služba za raziskave in razvoj

Služba za raziskave in razvoj, v kateri so trenutno štirje zaposleni raziskovalci z doktoratom znanosti, pripravlja, vodi in izvaja raziskovalne projekte s področja rehabilitacijskega inženiringa, nudi podporo pri pripravah, vodenju in izvajanju raziskovalnih projektov s področja fizikalne medicine in rehabilitacije ter izvaja laboratorijske preiskave s področja kineziologije in biomehanske dinamometrije.