211service.com
Robo Rehab
Använd det eller förlora det.
Det välbekanta rådet är särskilt sant för överlevande av en stroke. Varje år får 700 000 människor i USA en stroke. Ungefär tre fjärdedelar överlever, men mer än hälften lider av nedsatt rörelseförmåga. Deras väg till återhämtning är lång och tuff, eftersom de smärtsamt lär sig hur man använder en arm eller ett ben genom att gå igenom rörelserna om och om igen med en sjukgymnast eller arbetsterapeut.
Tyvärr blir all den terapeuttiden väldigt dyr, och sjukförsäkringsbolagen har dramatiskt minskat mängden terapi som de kommer att ersätta. När jag började var det tre till fem månader, säger Susan Fasoli, MIT-forskare och arbetsterapeut. Nu har vi tur om vi får patienter i tre veckor.
Med mindre terapi återhämtar sig många drabbade av stroke aldrig så bra som de kanske. Ju mer terapi du gör och ju mer intensiv terapin är, desto bättre är din förmåga att återhämta funktionen efter en stroke, säger Richard Mahoney, VD för Phybotics, en robotstart i Westmont, NJ. Men om patienterna kan fungera - även med en hand - kan deras försäkringsbolag berätta för dem att deras rehabilitering är klar. Och om träningen är alltför fokuserad på några mycket specifika uppgifter kan det till och med hindra en mer allmän återhämtning.
Gå in i rehabiliteringsrobotar, som kan lätta på terapeutens belastning genom att leverera vissa behandlingar mycket effektivt, i vissa fall och uppnå dramatiskt bättre resultat än enbart konventionell terapi.
Rehabiliteringsrobotar har forskats i mer än ett decennium och testas på patienter i hela USA, Europa och Asien. Och de har precis börjat dyka upp på kliniker för mer allmän användning. Interactive Motion Technologies i Cambridge, MA, har sålt cirka två dussin system för armterapi, till ett pris av $5 000 till $70 000, säger företagets direktör Robert Parlow. En annan marknadsledare, Hocoma of Staefa, Schweiz, erbjuder ett robotiskt gångsystem, som kombineras med ett löpband för att hjälpa patienter att lära sig att gå igen.
Bevisa patientens framsteg
Interactive Motions robotar är baserade på banbrytande arbete av MIT-forskarna Neville Hogan och Hermano Igo Krebs ( ser Robotisk väg till återhämtning , BARN november 1999 ). Optimerad genom åren är grunddesignen en robotarm som fungerar i två dimensioner och hjälper till att återhämta axel- och armbågsrörelser genom att noggrant guida patientens delvis förlamade arm genom lämpliga rörelser, om och om igen. Patienter tittar på en videoskärm och spelar världens tråkigaste tv-spel med sin handikappade arm, säger Hogan, professor i maskinteknik och hjärn- och kognitionsvetenskap, samt chef för MIT Arm Lab. Roboten kan träna dem mer exakt än en mänsklig terapeut, och den tröttnar inte. Inom en timme kan du göra cirka 1 000 repetitioner av rörelser - mycket mer än någon någonsin skulle få inom ramen för en konventionell terapeut, säger Fasoli.
Enligt Hogan har pilotstudier upprepade gånger visat värdet av den robotiska metoden, säger förespråkarna. Patienter som använder roboten har visat dubbelt så mycket funktionell förbättring, på vanliga kliniska skalor, som patienter som fått konventionell terapi, under samma behandlingsperioder. Och de fortsätter att göra framsteg i behandlingsprogram månader eller år efter stroken.
Jag tror att det kommer att bli en fantastisk tilläggsterapi, säger Richard Hughes, en sjukgymnast vid Spaulding Rehabilitation Hospital i Boston, som forskar tillsammans med MIT-gruppen. Patienter gillar i allmänhet roboten. Många tycker att det liknar ett tv-spel. Att använda roboten på ett mycket strukturerat sätt gör det lättare för dem att utföra rörelserna - nästan som besökare på en hälsoklubb på en träningsmaskin, tillägger han.
MIT-gruppen samarbetar med rehabiliteringskliniker i pilottester av nya enheter som lägger till vertikal rörelse och handledsrörelsekapacitet till robotarmen. Resultat från tidiga tester är uppmuntrande, säger Hogan. Labbet arbetar också med system för återhämtning av nedre extremiteter, och han föreställer sig en familj av maskiner.
Förutom att exakt mäta extremiteternas rörelser och reagera därefter för att bygga upp patientens koordination och styrka, kan robotar modifiera behandlingar i farten. På grund av denna flexibilitet borde vi kunna påskynda inlärningen enligt belöningsschemat, säger Hogan. Hans labb skriver nya algoritmer som anpassar robotsvaret för att ge bättre resultat med färre repetitioner. När man blir bättre och bättre gör roboten mindre och mindre, säger han. Du fortsätter att höja ribban. Du vill inte avskräcka patienter och du vill inte att de ska gå och sova. Tidiga tester visar att detta tillvägagångssätt kan tredubbla de funktionella förbättringarna av grundläggande robotterapi under en given behandlingsperiod, säger han.
U.S. Department of Veterans Affairs är en stor finansiär av forskning om rehabiliteringsrobotar. Bland andra insatser vid VA:s Palo Alto Rehabilitation Research and Development Center, har HF Machiel Van der Loos och andra utredare eftersträvat en design med två armar som kan hjälpa strokeöverlevande att samordna rörelsen av en skadad arm med sin andra arm för kombinerade uppgifter som t.ex. applåder. (Fybotik arbetar med att kommersialisera detta system.) Många andra grupper, både i USA och utomlands, studerar aktivt robotrehabutrustning för övre eller nedre extremiteter, eller båda.
Vissa forskare utnyttjar potentiellt kompletterande framsteg. Janis Daly, adjungerad docent i neurologi vid Case Western Reserves School of Medicine, studerar effekten på patienter som kombinerar konventionell terapi med antingen robotterapi eller med funktionell neuromuskulär stimulering (FNS) - det vill säga användningen av en elektrisk signal för att direkt aktivera en muskel. I preliminära resultat visar patienter med robotterapi goda resultat för axel- och armkoordination, medan patienter med FNS-behandling visar framsteg i handleds- och fingerkontroll. Våra patienter är så exalterade; de försöker stanna i behandling längre, rapporterar Daly.
Beväpna hjärnan
Under hela detta arbete kvarstår många frågor om mekanismerna genom vilka hjärnan kan koppla om sig själv för att återställa motorkontrollen. Medan terapeuter noggrant har samlat bevis för att utvärdera specifika procedurer, har de aldrig riktigt gjort jobbet och utforskat den neurala aktiviteten samtidigt, säger Phybotics Mahoney. Hjärnan sätter ihop alla möjliga budskap om hur man får armen att röra sig och ta upp en kopp, säger MIT:s Fasoli. Det är en mycket komplex process och vi vet inte mycket om den.
Bland de som attackerar detta problem har MIT-gruppen en ambitiös plan för att övervaka mönster av hjärnaktivitet via magnetisk resonanstomografi (MRT) medan en patient arbetar med robotarmen. Det kommer att vara inget litet knep eftersom, bland andra hinder, en MRI-enhet friterar i princip all elektronik som finns inom räckhåll, noterar Hogan. Hans labb arbetar på en omagnetisk version av armen som samlar in data via optiska sensorer och som drivs av hydraulik.
Förespråkarna föreslår annan terapeutisk användning av robotik utöver strokeåtervinning, inklusive behandling av neurologiska tillstånd som Parkinsons sjukdom och cerebral pares, idrottsmedicin och mer allmän ortopedisk rehab. Och framstegen i att förstå hur man bygger robotar som interagerar säkert med människor borde löna sig i personliga robotar och andra enheter, förutspår Van der Loos från Palo Alto forskningscenter.
I takt med att förståelsen växer och fler robotar kommer in på rehabiliteringskliniker är experter intresserade av att utveckla versioner för utanför kliniken. Medan terapierna kommer att förändras över tiden, kommer strokedrabbade att fortsätta att få behandling under så kort tid som möjligt tills det är säkert för dem att gå hem, säger Fasoli. Med lämplig fjärrövervakning från ett välbemannat center kan robotenheter tillåta patienter att fortsätta intensiv terapi hemma. I allmänhet är Veterans Affairs mycket proaktiva för denna förskjutning av ansvar från sjukhuset till hemmiljön, kommenterar Van der Loos. Det är så det kommer att bli; sjukvården blir inte billigare.
Ett annat exempel på denna trend i hemmet, säger Van der Loos, är Java Therapy, ett fysiskt rehabiliteringssystem på webben skapat av David Reinkensmeyer och medarbetare vid University of California, Irvine. Java Therapy erbjuder övningar för strokedrabbade och andra med motoriska funktionsnedsättningar; dess fördelar kommer att förbättras när dess besökare utrustas med robothårdvara som tillåter ett bredare utbud av aktiviteter.
Men utredarna betonar att robotarna alltid kommer att behöva den mänskliga övervakningen. Ingen som gör det här arbetet försöker ersätta terapeuten; du kan inte, säger Mahoney. När robotenheter introduceras på kliniken kommer terapeuter att utföra samma roll men använda robotik som verktyg.
Vi får bra feedback när det gäller acceptans av patienter och terapeuter, inklusive terapeuter som hade stor skepsis, säger Interactive Motions Parlow. Det är bokstavligen och bildligt att ta en belastning av dem. Kliniker, säger han, accepterar robotarna lättare efter att ha installerat hårdvara för tvångsinducerad terapi - ett populärt tillvägagångssätt där en oskadad lem hålls fast för att hjälpa sin nedsatta tvilling att återfå full funktion.
Knepiga frågor om återbetalning måste fortfarande utarbetas med Medicare och andra betalare, säger Parlow. Men medan hans företags första system gick till forskare, hamnar enheterna nu mestadels på rehabiliteringssjukhus som både bedriver forskning och överväger klinisk användning. Väldigt få andra tillvägagångssätt har visat tydliga, kvantifierbara fördelar för strokedrabbade, säger han. Poängen med kritisk massa verkar komma.