Skuteczność zasilanego egzoszkieletu w połączeniu z FES dla pacjentów z przewlekłym SCI: RCT (Ekso-FES)

Paraplegia to poważne zdarzenie, które prowadzi do całkowitej lub częściowej utraty funkcji motorycznych, czuciowych i wegetatywnych. Odzyskanie chodu, równowagi i mobilności to ważne priorytety dla osób po urazie rdzenia kręgowego (SCI). W ostatniej dekadzie rozwój technologiczny egzoszkieletów pozwolił osobom po UK zbliżyć się do upragnionego celu. Nadające się do noszenia zrobotyzowane egzoszkielety to zmotoryzowane ortezy, które ułatwiają swobodne stanie i chodzenie po ziemi. Obsługując wielokrotne powtórzenia kroków przy pełnym obciążeniu ciała, urządzenia te reprezentują ukierunkowane na zadanie i ukierunkowane podejście treningowe do rehabilitacji funkcji chodu po SCI. Jednak w przypadkach, w których rehabilitacja funkcji chodu nie jest celem, potrzeba ukierunkowania się na wtórne problemy zdrowotne związane z urazem rdzenia kręgowego, takie jak ból, spastyczność, czynność jelit i pęcherza moczowego, nadal może być uzasadnieniem zaangażowania w trening egzoszkieletu.

Inną dobrze ugruntowaną techniką leczenia takich wtórnych problemów zdrowotnych jest funkcjonalna stymulacja elektryczna (FES). FES jest powszechną i ugruntowaną metodą rehabilitacji osób po urazie rdzenia kręgowego. Kilka badań udokumentowało pozytywne efekty FES, takie jak np. unikanie nieużywania i atrofii odnerwienia, poprawa siły mięśniowej, mocy wyjściowej i wytrzymałości, zmiana rodzaju włókien mięśniowych, zwiększenie pola przekroju poprzecznego mięśni, zwiększenie masy mięśniowej, aktywacja kiełkowania nerwów, uczenie się motoryczne i zmniejszenie spastyczności. Ponadto wykazano, że FES poprawia funkcje pęcherza moczowego, jelit i funkcji seksualnych, wydolność sercowo-naczyniową (poprzez zwiększenie wydolności tlenowej), zmniejsza masę tkanki tłuszczowej oraz zapobiega i leczy odleżyny poprzez zwiększenie przepływu krwi w mięśniach. Ponadto wykazano, że leczenie FES ma również wpływ na funkcjonowanie organizmu poprzez poprawę funkcji kończyn dolnych oraz stabilności i funkcji tułowia.

Siła wytwarzana przez mięsień poprzez stymulację elektryczną może być wykorzystana do poruszania się. W tym celu niepożądany ruch kończyn jest często ograniczany przez pasywne ortezy lub pedały w celu efektywnego wykorzystania skurczu mięśni użytkownika w celu bezpiecznego zapewnienia mocy do napędu do przodu. Przydatność takich systemów jest jednak często ograniczona ze względu na szybkie zapoczątkowanie zmęczenia mięśni. Jest to między innymi jeden z powodów, dla których opracowano hybrydowe rozwiązania zrobotyzowane FES, które uzupełniają moc wytwarzaną przez stymulację elektryczną o pomoc zmotoryzowaną. Takie podejście zmniejsza moc, jaką muszą wytworzyć mięśnie, umożliwiając stosowanie FES na dłuższe sesje treningowe, zanim pojawi się zmęczenie. W ten sposób egzoszkielety z napędem hybrydowym oferują fizjologiczne korzyści zdrowotne podobne do jazdy na rowerze FES, jednocześnie zwiększając mobilność użytkownika. Dodanie FES do zasilanego egzoszkieletu również synergistycznie zmniejsza moment obrotowy silnika urządzenia, zmniejszając zużycie baterii, a tym samym zwiększając maksymalny zasięg egzoszkieletu.

Chociaż z technicznego i fizjologicznego punktu widzenia brzmi to całkowicie rozsądnie, aby łączyć zasilane egzoszkielety i FES z takimi hybrydowymi systemami bionicznymi, istnieją tylko anegdotyczne dowody na ich przydatność kliniczną i skuteczność u pacjentów po urazie rdzenia kręgowego. Tutaj badacze proponują randomizowane badanie kontrolowane, badające wpływ połączonego zastosowania egzoszkieletu zasilanego EksoNR (Ekso Bionics, Richmond, CA, USA) i FES (FES RehaMove2, Hasomed, Magdeburg, Niemcy) w porównaniu z samą terapią Ekso na wyniki funkcjonalne i drugorzędowe parametry zdrowotne.