Реабилитационная робототехника — это область исследований, посвященная пониманию и улучшению реабилитации посредством применения роботизированных устройств. Реабилитационная робототехника включает в себя разработку роботизированных устройств, предназначенных для поддержки различных сенсомоторных функций [1] (например, руки, кисти, [2] [3] ноги, голеностопного сустава [4] ), разработку различных схем вспомогательной терапевтической тренировки [5] и оценку сенсомоторной работоспособности (способности двигаться) [6] пациента; здесь роботы используются в основном в качестве терапевтических средств, а не вспомогательных устройств. [7] [8] Реабилитация с использованием робототехники, как правило, хорошо переносится пациентами и является эффективным дополнением к терапии у людей с двигательными нарушениями, особенно вследствие инсульта .
Реабилитационную робототехнику можно считать особым направлением биомедицинской инженерии и частью взаимодействия человека и робота . В этой области врачи, терапевты и инженеры сотрудничают, чтобы помочь пациентам в реабилитации. [ нужна цитата ]
Основные цели в этой области включают: разработку реализуемых технологий, которые могут быть легко использованы пациентами, терапевтами и клиницистами; повышение эффективности терапии врача; и повышение удобства деятельности в повседневной жизни пациентов. [ нужна цитата ]
Международная конференция по реабилитационной робототехнике проводится каждые два года, первая конференция проводится в 1989 году. Последняя конференция прошла в июне 2019 года в Торонто в рамках RehabWeek. [ нужна ссылка ] Реабилитационная робототехника была внедрена два десятилетия назад для пациентов, страдающих неврологическими расстройствами . [9] Люди, которых чаще всего используют реабилитационные роботы, — это люди с ограниченными возможностями или терапевты . [10] Когда были созданы реабилитационные роботы, они предназначались не для восстановления роботов, а для помощи людям, распознающим объекты посредством прикосновения, а также людям с расстройствами нервной системы . Реабилитационные роботы используются в процессе восстановления пациентов с ограниченными возможностями при вставании, балансировании и походке . [10] Эти роботы должны идти в ногу с человеком и его движениями, поэтому при создании машины производители должны быть уверены, что она будет соответствовать прогрессу пациента. В проектирование вложена большая кропотливая работа, поскольку робот будет работать с людьми с ограниченными возможностями и не сможет быстро отреагировать, если что-то пойдет не так. [11]
Реабилитационные роботы разработаны с использованием методов, которые определяют уровень адаптируемости пациента. Методы включают, помимо прочего, активные упражнения с поддержкой, активные упражнения с ограничением, активные упражнения с сопротивлением, пассивные упражнения и адаптивные упражнения. При активных упражнениях с поддержкой пациент двигает рукой по заранее заданному пути без какого-либо воздействия на нее силы. Активное вынужденное упражнение – движение руки больного с противодействующей силой; если он попытается выйти за рамки того, что должен. Активное сопротивление – это движение с противоположными силами. [ нужна цитата ]
С годами количество реабилитационных роботов выросло, но они очень ограничены из-за клинических испытаний. Многие клиники проводят испытания, но не принимают роботов, поскольку хотят, чтобы ими управляли дистанционно. Участие роботов в реабилитации пациента имеет несколько положительных аспектов. Одним из положительных моментов является тот факт, что вы можете повторять процесс или упражнение столько раз, сколько пожелаете. Еще одним положительным аспектом является тот факт, что вы можете получить точные измерения их улучшения или снижения. Вы можете получить точные измерения с помощью датчиков на устройстве. Во время измерения устройством необходимо соблюдать осторожность, так как устройство может выйти из строя из-за различных движений, которые делает пациент, чтобы выйти. [11] Реабилитационный робот может применять постоянную терапию в течение длительного времени. В процессе выздоровления реабилитационный робот не может понять потребности пациента, как это сделал бы опытный терапевт. [10] Робот сейчас не может понять, но в будущем устройство сможет понять. Еще один плюс наличия реабилитационного робота заключается в том, что терапевт не прилагает физических усилий при работе.
В последнее время реабилитационную робототехнику стали использовать в учебной медицине, хирургии, дистанционной хирургии и т. д., но было слишком много жалоб на то, что робот не управляется с пульта. Многие могли бы подумать, что использование промышленного робота в качестве реабилитационного робота — то же самое, но это не так. Реабилитационные роботы должны быть регулируемыми и программируемыми, поскольку робота можно использовать по разным причинам. Между тем, промышленный робот всегда один и тот же; нет необходимости менять робота, если продукт, с которым он работает, больше или меньше. Чтобы промышленный робот работал, он должен быть более приспособлен к своей новой задаче. [11]
Число инвалидов в Испании выросло из-за старения. Это означает, что объем помощи увеличился. Реабилитационный робот очень популярен в Испании, потому что его стоимость приемлема, и в Испании много людей, у которых случился инсульт, и после него им нужна помощь. Реабилитационная робототехника пользуется большой популярностью у людей, перенесших инсульт, поскольку применяется метод проприоцептивной нервно-мышечной облегчения. При инсульте в большинстве случаев повреждается нервная система, в результате чего люди становятся инвалидами в течение шести месяцев после инсульта. Робот сможет выполнять упражнения, которые выполняет терапевт, но робот будет выполнять некоторые упражнения, которые не так легко выполнить человеку. [10] Пневматический робот помогает людям, перенесшим инсульт или любое другое заболевание, вызвавшее нарушение работы верхних конечностей [12].
Обзор эффективности зеркальной терапии с помощью виртуальной реальности и робототехники в 2018 году при любых видах патологии пришел к выводу, что: 1) большая часть исследований зеркальной терапии второго поколения имеет очень низкое качество; 2) Отсутствует доказательное обоснование для проведения таких исследований; 3) Нецелесообразно рекомендовать специалистам по реабилитации и учреждениям вкладывать средства в такие устройства. [13]
В основном для реабилитации можно использовать два типа роботов: роботы на основе конечного эффектора и экзоскелеты с приводом. Каждая система имеет свои преимущества и ограничения. Системы с концевыми эффекторами быстрее настраиваются и легче адаптируются. С другой стороны, экзоскелеты обеспечивают более точную изоляцию суставов и улучшают прозрачность походки.
Современные роботизированные устройства включают экзоскелеты для облегчения движений конечностей или рук, усовершенствованные беговые дорожки, роботизированные руки для повторного обучения двигательным движениям конечностей и устройства для реабилитации пальцев. Некоторые устройства предназначены для развития силы определенных двигательных движений, в то время как другие предназначены для непосредственного содействия этим движениям. Часто роботизированные технологии пытаются использовать принципы нейропластичности , улучшая качество движений и увеличивая интенсивность и повторяемость задач. За последние два десятилетия исследования в области роботизированной терапии для реабилитации пациентов , перенесших инсульт, значительно выросли, поскольку был выявлен потенциал более дешевой и эффективной терапии. [14] Хотя инсульт был в центре внимания большинства исследований из-за его распространенности в Северной Америке, [7] реабилитационная робототехника также может применяться к людям (включая детей) с церебральным параличом , [4] или к тем, кто выздоравливает после ортопедической хирургии . [14]
Дополнительным преимуществом этого типа адаптивной роботизированной терапии является заметное снижение спастичности и мышечного тонуса в пораженной руке. Различные пространственные ориентации робота допускают горизонтальное или вертикальное движение или их комбинацию в различных плоскостях. [7] Вертикальная антигравитационная установка особенно полезна для улучшения функции плеч и локтей. [ нужна цитата ]
