Opracowany na Harvardzie giętki egzoszkielet wspomaga ruchy osób cierpiących na chorobę Parkinsona. Przede wszystkim pomaga poradzić sobie ze szczególnie uciążliwym tzw. zamrażaniem.
Choroba Parkinsona na całym świecie
Na świecie na chorobę Parkinsona cierpi aż 9 mln ludzi, a w Polsce – ok. 100 tys. Nazwa choroby pochodzi od nazwiska londyńskiego lekarza Jamesa Parkinsona, który w 1817 roku rozpoznał i opisał objawy tego schorzenia, jego podłoże anatomiczne i biochemiczne poznano jednak dopiero w latach 60. XX wieku. Choroba jest zwyrodnieniem struktur mózgu o nieznanej przyczynie. Objawy choroby Parkinsona pojawiają się i narastają powoli i stopniowo w ciągu kilkunastu lat. Początkowo chorzy zauważają pewne spowolnienie ruchowe i niezgrabność w ruchach, pojawiają się zaburzenia pisania (mikrografizm – bardzo drobne pismo). Spowolnieniu ulegają procesy psychiczne. Niekiedy chorzy sądzą, iż są to objawy zmian reumatycznych lub starszego wieku.
Jednak po pewnym czasie osoby chore na chorobę Parkinsona zauważają u siebie zaburzenia równowagi lub trudności z wykonywaniem takich prostych czynności jak wstawanie z krzesła czy z łóżka. Na tym etapie choroby pacjent z reguły zjawia się u lekarza. Choroba często rozpoznawana jest dopiero, gdy schorzenie jest w zaawansowanym stadium i daje zauważalne symptomy, takie jak spowolnienie ruchowe (tzw. bradykinezja) oraz drżenie spoczynkowe.
„Zamrażanie" (freezing) to jeden z najpowszechniejszych i najbardziej uciążliwych objawów schorzenia, występujący w zaawansowanej postaci choroby. Kiedy chory ulega „zamrożeniu", nagle traci zdolność poruszania stopami, często w połowie kroku. Pacjenci opisują tę trudność jako uczucie przyklejenia stóp do podłoża. Chodzenie jest w tym przypadku bardzo utrudnione lub wręcz niemożliwe. Nierzadko prowadzi to do niebezpiecznych upadków. „Zamrażaniu” medycyna próbuje przeciwdziałać metodami farmakologicznymi, chirurgicznymi i terapiami behawioralnymi. Żadna z tych metod nie przynosi jednak wystarczająco dobrych rezultatów.
Najnowsze badania z Harvardu
Naukowcy z Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS) zaprezentowali właśnie inne podejście. Skonstruowali miękki egzoszkielet, który wspiera ruch użytkownika. Noszone na biodrach i udach urządzenie w odpowiedniej fazie ruchu lekko popycha kończyny chorego. W testach z udziałem 73-letniego pacjenta egzoszkielet niemal całkowicie wyeliminował zamrażanie. Tymczasem, pomimo leków i zabiegów chirurgicznych, silnie ono ochotnikowi dokuczało, doprowadzając m.in. do częstych upadków.
- Odkryliśmy, że niewielka mechaniczna asysta ze strony naszego miękkiego robota przyniosła natychmiastowe efekty i poprawiła chód uczestnika badania w różnych warunkach - mówi Conor Walsh, współautor publikacji, która ukazała się w piśmie „Nature Medicine”.
Prof. Conor Walsh, jeden z badaczy zwraca uwagę, że aby opracować urządzenie zapobiegające zmrażaniu pacjentów z chorobą Parkinsona konieczna była współpraca między inżynierami, specjalistami od rehabilitacji, fizykoterapii, biomechaniki i projektowania ubrań.
Naukowcy mają już na koncie inny podobny sukces – wcześniej opracowali egzoszkielet do rehabilitacji po udarze. Urządzenie to zostało już skomercjalizowane przez firmę ReWalk Robotics. Nowy egzoszkielet składa się m.in. z czujników, komputera i niedużych siłowników. Na podstawie sygnałów z sensorów, komputer oblicza fazę ruchu i potrzebne wsparcie, po czym przekazuje odpowiednie dane do siłowników.
- Nasz zespół był naprawdę podekscytowany, widząc wpływ tej technologii na chód uczestnika eksperymentu” – opowiada dr Jinsoo Kim, jeden z głównych autorów badania.
Szkielet, zdaniem badaczy, pomoże też w zrozumieniu zaburzenia. - Tak naprawdę zamrażanie jest słabo poznane. Do końca nie wiemy, dlaczego nasze podejście tak dobrze działa. Praca ta jednak wskazuje potencjalne korzyści płynące z działań od podstaw, zamiast metod odgórnych. Zobaczyliśmy, że niemal całkowite przywrócenie normalnej biomechaniki zmienia peryferyjną dynamikę chodu i może wpłynąć na jego ogólną kontrolę - mówi współautorka urządzenia, dr Terry Ellis.
Zdjęcie: Harvard Biodesign Lab/Harvard SEAS
Tomasz Wypych
