Effektiviteten av ett driven exoskelett kombinerat med FES för patienter med kronisk SCI: en RCT (Ekso-FES)

Paraplegi är en allvarlig händelse som leder till en fullständig eller partiell förlust av motoriska, sensoriska och vegetativa funktioner. Återhämtning av gång, balans och rörlighet är viktiga prioriteringar för personer med en ryggmärgsskada (SCI). Under det senaste decenniet har den tekniska utvecklingen av exoskelett gjort det möjligt för personer med SCI att komma närmare sitt önskade mål. Bärbara robotexoskelett är motoriserade ortoser som underlättar obundet stående och gå över marken. Dessa enheter stödjer flera stegrepetitioner samtidigt som de har full vikt på kroppen och representerar en uppgiftsspecifik och orienterad träningsmetod för rehabilitering av gångfunktionen efter SCI. Men i de fall där rehabilitering av gångfunktionen inte är målet kan behovet av att rikta in sig på sekundära hälsoproblem associerade med SCI som smärta, spasticitet, tarm- och blåsfunktion fortfarande vara ett skäl för att engagera sig i exoskelettträning.

En annan väletablerad teknik för behandling av sådana sekundära hälsoproblem är funktionell elektrisk stimulering (FES). FES är en vanlig och etablerad metod för rehabilitering av personer med ryggmärgsskada. Flera studier har dokumenterat positiva effekter av FES som t ex undvikande av användning och denerveringsatrofi, förbättring av muskelkraft, effekt och uthållighet, byte av muskelfibertyp, ökad tvärsnittsarea av muskler, ökad muskelmassa, aktivering av nervutspridning, motorisk inlärning och minska spasticitet. Dessutom har FES visat sig förbättra urinblåsan, tarmen och sexuell funktion, kardiovaskulär kondition (genom att öka den aerobiska kapaciteten), minska kroppsfettmassan samt förebygga och behandla trycksår ​​genom att öka muskelblodflödet. Dessutom har FES-behandling också visat sig ha en inverkan på kroppsfunktionen genom att förbättra funktionen i nedre extremiteter samt bålstabilitet och funktion.

Kraften som framkallas av muskeln genom elektrisk stimulering kan användas för rörelse. För att göra det begränsas ofta oönskade lemrörelser av passiva ortoser eller pedaler för att effektivt kunna använda muskelkontraktionen från användaren för att säkert ge kraften för framåtdrivning. Användbarheten av sådana system är emellertid ofta begränsad på grund av den snabba initieringen av muskeltrötthet. Detta är en anledning (bland annat) till att hybrid FES-robotlösningar har utvecklats, som kompletterar kraften som produceras av elektrisk stimulering med motoriserad assistans. Detta tillvägagångssätt minskar kraften som behöver produceras av musklerna, vilket möjliggör FES-applicering för längre träningspass innan trötthet uppstår. Genom att göra det erbjuder sådana hybriddrivna exoskelett de fysiologiska hälsofördelarna som liknar FES-cykling, samtidigt som de förbättrar användarens rörlighet. Tillägget av FES till ett driven exoskelett minskar också synergistiskt enhetens motorvridmoment, vilket minskar batteriförbrukningen och ökar därför exoskelettets maximala räckvidd.

Även om det låter helt rimligt, ur ett tekniskt och fysiologiskt perspektiv, att kombinera drivna exoskelett och FES till sådana hybrida bioniska system, finns det bara anekdotiska bevis för deras kliniska användbarhet och effekt hos patienter med SCI. Här föreslår utredarna en randomiserad kontrollerad studie som undersöker effekten av den kombinerade applikationen av det EksoNR-drivna exoskelettet (Ekso Bionics, Richmond, CA, USA) och FES (FES RehaMove2, Hasomed, Magdeburg, Tyskland) jämfört med Ekso-terapi enbart på funktionella resultat och sekundära hälsoparametrar.