de.wedoany.com-Bericht: Wissenschaftler der Northwestern University und des Shirley Ryan AbilityLab haben ein Rehabilitationssystem namens „Therapist-Exoskeleton-Patient Interaction (TEPI)“ entwickelt, das durch robotische Exoskelette eine virtuelle Verbindung zwischen Therapeuten und Patienten herstellt. Das System ermöglicht es Therapeuten, in Echtzeit auf die Bewegungen der Patienten zu reagieren und die Unterstützung dynamisch anzupassen. Die Ergebnisse der Studie wurden in der Fachzeitschrift Science Robotics unter dem Titel „Therapist-Exoskeleton-Patient Interaction for Gait Therapy“ veröffentlicht.
Laut den Centers for Disease Control and Prevention (CDC) überleben in den USA jährlich fast 800.000 Menschen einen Schlaganfall, viele von ihnen müssen das Gehen durch Rehabilitation neu erlernen. In der traditionellen Physiotherapie müssen Therapeuten manuelle Unterstützung leisten, können jedoch nur begrenzte Bewegungen gleichzeitig unterstützen, und komplexe Ganzkörpertrainings erfordern oft mehrere Therapeuten. Bestehende Rehabilitations-Exoskelette können zwar die Trainingsintensität erhöhen, basieren jedoch meist auf festen Bewegungsmustern und können sich nicht vollständig in Echtzeit an die Leistung der Patienten anpassen.
Das TEPI-System erfordert, dass Therapeuten und Schlaganfallüberlebende jeweils ein Paar Bein-Exoskelette tragen, die an Hüfte und Knie virtuell verbunden sind. Diese virtuelle Verbindung verhält sich ähnlich wie eine Kombination aus Feder und Stoßdämpfer und ermöglicht es beiden Seiten, sich gegenseitig in Echtzeit zu beeinflussen, sodass der Therapeut ein personalisierteres Rehabilitationserlebnis schaffen kann.
In einer Evaluierung mit acht Schlaganfallüberlebenden übertraf TEPI das traditionelle therapeutengeführte Laufbandtraining in mehreren Gangparametern. Die Teilnehmer zeigten einen größeren Bewegungsumfang in den Gelenken, längere Schritte und höhere Beinhebungen, während die Muskelaktivierung ähnlich wie bei der traditionellen Therapie war. Zudem berichteten sie von einem hohen Maß an Motivation und Freude.
José L. Pons, der das Forschungsprojekt konzipierte, leitete und beaufsichtigte, wies darauf hin, dass die therapeutengeführte Rehabilitation für viele Patienten weiterhin die Grundlage der Genesung bildet, und diese Studie vielversprechende Ergänzungen zur Standardversorgung zeigt. Pons ist Wissenschaftlicher Vorsitzender des Shirley Ryan AbilityLab, Professor für Physikalische Medizin und Rehabilitation an der Feinberg School of Medicine der Northwestern University sowie Professor (mit gemeinsamer Berufung) für Maschinenbau an der McCormick School of Engineering der Northwestern University. Lorenzo Vianello, Postdoktorand am Shirley Ryan AbilityLab und Erstautor der Studie, erklärte, dass TEPI die manuelle Anpassungsfähigkeit der Physiotherapie mit der Skalierbarkeit und Präzision robotischer Systeme kombiniert, um ein umfassenderes Ganzkörper-Gangtraining ohne mehrere Therapeuten zu ermöglichen und eine Echtzeit-Reaktion auf die Patientenleistung einzuführen, die dynamische Anpassungen von Unterstützung, Widerstand und Feedback erlaubt. Emek Barış Küçüktabak, Co-Erstautor der Studie, ergänzte, dass TEPI durch die Führung der Patientenbewegungen mit den eigenen Beinbewegungen des Therapeuten eine wirkungsvolle Ergänzung zum traditionellen Gangtraining in der Schlaganfallrehabilitation bieten und das Risiko von Ermüdung und Verletzungen durch körperliche Anstrengung bei manuellen Therapien verringern könne. Er führte die Studie während seiner Tätigkeit als Graduierten-Forschungsassistent an der Northwestern University und am Shirley Ryan AbilityLab durch.
Weitere Autoren der Studie sind: Daniel Ludvig, Forschungswissenschaftler am Shirley Ryan AbilityLab und McCormick Research Assistant Professor; Levi Hargrove, Wissenschaftlicher Vorsitzender des Regenstein Foundation Center for Bionic Medicine am Shirley Ryan AbilityLab, Professor für Physikalische Medizin und Rehabilitation an der Feinberg School of Medicine sowie Professor (mit gemeinsamer Berufung) für Biomedizintechnik an der McCormick School of Engineering; Kevin Lynch, Professor für Maschinenbau an der McCormick School of Engineering und Direktor des Center for Robotics and Biosystems der Northwestern University; sowie Matthew R. Short, Postdoktorand an der University of Delaware und Co-Erstautor der Studie. Das Forschungsteam plant, das TEPI-Framework in Zukunft auf Aktivitäten wie Gehen auf dem Boden, Treppensteigen und Übergänge vom Sitzen zum Stehen anzuwenden und die Entwicklung zugänglicherer und skalierbarerer Systeme zu erforschen, um die therapeutengeführte Rehabilitation auf das häusliche Umfeld auszuweiten und die Fernversorgung zu unterstützen.
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