HAL-терапия

HAL-терапия — метод реабилитации пациентов с патологией моторных функций нижних конечностей из-за нарушений центральной нервной системы или как следствие нейромышечных заболеваний. Метод активно развивается японскими и немецкими учёными и базируется на применении системы Hybrid Assistive Limb (Cyberdyne Inc., Япония).


Принцип[ | ]

В основе метода лежит регулярная локомоторная терапия с применением медицинской версии роботизированного костюма Hybrid Assistive Limb (HAL) для нижних конечностей. Занятия проходят на специальной медицинской беговой дорожке (тредмиле) с разгрузкой веса тела, которая компенсирует вес самого костюма, весящего около 14 кг.[1]

Уникальной особенностью HAL является то, что пациент активно управляет роботизированным комплексом с помощью собственных нервных импульсов (биоэлектрических потенциалов), которые улавливаются роботом с помощью специальных клеящихся сенсоров с поверхности кожи[2] по принципу поверхностной электромиографии. Даже самые минимальные импульсы дают роботу понять, какое движение пытается инициировать пациент. Далее, без какой либо задержки по времени, сервоприводы, расположенные на уровне тазобедренных и коленных суставов, помогают совершить желаемое движение, компенсируя при этом недостающую силу. Таким образом пациент осуществляет осознанные шаги, а мозг получает позитивную биологическую обратную связь от нижних конечностей о том, что желаемое движение было выполнено успешно, что значительно усиливает обучающий эффект. Также в результате многократного целенаправленного повторения движений запускается процесс нейропластичности[3][4], лежащей в основе восстановления нарушенной двигательной функции.

Процесс тренировок контролируется HAL-терапевтом — специально обученным физиотерапевтом, который индивидуально настраивает необходимый уровень поддержки со стороны HAL для каждого сустава[5] с целью воссоздания физиологического паттерна ходьбы. По мере улучшения навыков ходьбы уровень поддержки постепенно уменьшается[6].

HAL-терапия может использоваться как монотерапия, также может комбинироваться с другими физиотерапевтическими и реабилитационными процедурами.

Результаты[ | ]

В результате регулярного применения HAL-терапии у пациентов восстанавливаются навыки ходьбы, увеличивается скорость ходьбы и пройденное расстояние[2], а также мышечная масса, улучшается координация и чувствительность, снижается потребность в вспомогательных средствах[7], уменьшается спастика и уровень нейропатических болей[8], в некоторых случаях восстанавливается возможность контролировать мочевой пузырь и кишечник[9].

Показания[ | ]

HAL-терапия является новым и пока единственным видом локомоторной роботизированной терапии, в которой используются биоэлектрические потенциалы человека для инициации движения. В связи с этим учёными разных стран проводятся активные исследования о возможных показаниях применения данного вида терапии. На данный момент HAL-терапия зарекомендовала себя при следующих диагнозах:

Ограничения методики[ | ]

Полное отсутствие биоэлектрических импульсов делает невозможных применение HAL-терапии. В таких случаях применяются пассивные комплексы локомоторной терапии.

Другим важным ограничением является рост пациента меньше 140 см или больше 200 см, а также вес более 100 кг, что связано непосредственно с техническими особенностями HAL.[18]

Аналоги[ | ]

На сегодняшний день отсутствуют функционирующие или допущенные к применению аналоги HAL-терапии, где бы использовались биоэлектрические потенциалы для инициации движения. Несмотря на это существуют несколько зарекомендовавших себя комплексов для роботизированной механотерапии для проведения пассивной двигательной терапии[19].

Примечания[ | ]

  1. Redaktion Rechtsdepesche. Training mit dem HAL-Exoskelett verbessert Gehfähigkeit von Rückenmarkverletzten | Rechtsdepesche (нем.). Rechtsdepesche. Дата обращения 9 февраля 2016.
  2. 1 2 Mirko Aach, Renate Meindl, Tomohiro Hayashi, Irene Lange, Jan Geßmann. Exoskeletal Neuro-Rehabilitation in Chronic Paraplegic Patients – Initial Results (англ.) // Converging Clinical and Engineering Research on Neurorehabilitation / José L. Pons, Diego Torricelli, Marta Pajaro. — Springer Berlin Heidelberg, 2013-01-01. — P. 233–236. — ISBN 9783642345456, 9783642345463.
  3. Exoskelettales Rehabilitationstraining bei Querschnittgelähmten - Springer. — DOI:10.1007/s10039-013-1974-1/fulltext.html.
  4. Matthias Sczesny-Kaiser, Oliver Höffken, Mirko Aach, Oliver Cruciger, Dennis Grasmücke. HAL® exoskeleton training improves walking parameters and normalizes cortical excitability in primary somatosensory cortex in spinal cord injury patients (En) // Journal of NeuroEngineering and Rehabilitation. — 2015-08-20. — Т. 12, вып. 1. — DOI:10.1186/s12984-015-0058-9.
  5. Hiroaki Kawamoto, Yoshiyuki Sankai. Power Assist System HAL-3 for Gait Disorder Person (англ.) // Computers Helping People with Special Needs / Klaus Miesenberger, Joachim Klaus, Wolfgang Zagler. — Springer Berlin Heidelberg, 2002-07-15. — P. 196–203. — ISBN 9783540439042, 9783540454915.
  6. Anneli Wall, Jörgen Borg, Susanne Palmcrantz. Clinical application of the Hybrid Assistive Limb (HAL) for gait training—a systematic review // Frontiers in Systems Neuroscience. — 2015-03-25. — Т. 9. — ISSN 1662-5137. — DOI:10.3389/fnsys.2015.00048.
  7. Oliver Cruciger, Martin Tegenthoff, Peter Schwenkreis, Thomas A. Schildhauer, Mirko Aach. Locomotion training using voluntary driven exoskeleton (HAL) in acute incomplete SCI (англ.) // Neurology. — 2014-07-29. — Vol. 83, iss. 5. — P. 474–474. — DOI:10.1212/WNL.0000000000000645.
  8. Oliver Cruciger, Thomas A. Schildhauer, Renate C. Meindl, Martin Tegenthoff, Peter Schwenkreis. Impact of locomotion training with a neurologic controlled hybrid assistive limb (HAL) exoskeleton on neuropathic pain and health related quality of life (HRQoL) in chronic SCI: a case study // Disability and Rehabilitation. Assistive Technology. — 2014-11-10. — С. 1–6. — ISSN 1748-3115. — DOI:10.3109/17483107.2014.981875.
  9. Exoskelettales Rehabilitationstraining bei Querschnittgelähmten - Springer. — DOI:10.1007/s10039-013-1977-y.
  10. Mirko Aach, Oliver Cruciger, Matthias Sczesny-Kaiser, Oliver Höffken, Renate Ch Meindl. Voluntary driven exoskeleton as a new tool for rehabilitation in chronic spinal cord injury: a pilot study // The Spine Journal: Official Journal of the North American Spine Society. — 2014-12-01. — Т. 14, вып. 12. — С. 2847–2853. — ISSN 1878-1632. — DOI:10.1016/j.spinee.2014.03.042.
  11. Hiroki Watanabe, Naoki Tanaka, Tomonari Inuta, Hideyuki Saitou, Hisako Yanagi. Locomotion improvement using a hybrid assistive limb in recovery phase stroke patients: a randomized controlled pilot study // Archives of Physical Medicine and Rehabilitation. — 2014-11-01. — Т. 95, вып. 11. — С. 2006–2012. — ISSN 1532-821X. — DOI:10.1016/j.apmr.2014.07.002.
  12. Asai T, Ojima I, Minami S et al. Gait Training for Becker’s Muscular Dystrophy Using Robot Suit Hybrid Assistive Limb (англ.) // Phys Med Rehabil Int. — 2014. — Vol. 1, no. 3.
  13. Nagata, Kazuaki. Japan recognizes Cyberdyne’s robotic suit as medical device, widespread use anticipated (англ.), The Japan Times Online (26 ноября 2015). Дата обращения 9 февраля 2016.
  14. Noble, Frazer. Future NZ: Wearable robots keep elderly moving (нз. англ.), New Zealand Herald (14 ноября 2013). Дата обращения 9 февраля 2016.
  15. Takumi Taketomi, Yoshiyuki Sankai. Walking Assistance for Cerebral Palsy with Robot Suit HAL // Transactions of Japanese Society for Medical and Biological Engineering. — 2012-01-01. — Т. 50, вып. 1. — С. 105–110. — DOI:10.11239/jsmbe.50.105.
  16. Y. Iwata, T. Saito, H. Nagayama, H. Yamamoto, H. Nishizono. G.P.242 (англ.) // Neuromuscular Disorders. — 2014-10-01. — Т. 24, вып. 9. — С. 889. — ISSN 0960-8966. — DOI:10.1016/j.nmd.2014.06.318.
  17. HAL医療用下肢タイプを承認しました |報道発表資料|厚生労働省. www.mhlw.go.jp. Дата обращения 9 февраля 2016.
  18. 臨床試験登録システム. dbcentre3.jmacct.med.or.jp. Дата обращения 9 февраля 2016.
  19. Rocco Salvatore Calabrò, Alberto Cacciola, Francesco Berté, Alfredo Manuli, Antonino Leo. Robotic gait rehabilitation and substitution devices in neurological disorders: where are we now? // Neurological Sciences: Official Journal of the Italian Neurological Society and of the Italian Society of Clinical Neurophysiology. — 2016-01-18. — ISSN 1590-3478. — DOI:10.1007/s10072-016-2474-4.

См. также[ | ]

Ссылки[ | ]