Реабилитационная робототехника — это область исследований, посвященная пониманию и расширению реабилитации посредством применения роботизированных устройств. Реабилитационная робототехника включает разработку роботизированных устройств, специально предназначенных для поддержки различных сенсомоторных функций [1] (например, рука, кисть, [2] [3] нога, лодыжка [4] ), разработку различных схем вспомогательного терапевтического обучения [5] и оценку сенсомоторной работоспособности (способности двигаться) [6] пациента; здесь роботы используются в основном в качестве терапевтических средств вместо вспомогательных устройств. [7] [8] Реабилитация с использованием робототехники, как правило, хорошо переносится пациентами и, как было установлено, является эффективным дополнением к терапии у лиц 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 реабилитировать пациентов. [ необходима цитата ]
К числу основных целей в этой области относятся: разработка реализуемых технологий, которые могут быть легко использованы пациентами, терапевтами и врачами; повышение эффективности терапии, проводимой врачами; и упрощение повседневной деятельности пациентов. [ необходима ссылка ]
Международная конференция по реабилитационной робототехнике проводится каждые два года, первая конференция состоялась в 1989 году. Последняя конференция прошла в июне 2019 года в Торонто в рамках RehabWeek. [ требуется ссылка ] Реабилитационная робототехника была представлена два десятилетия назад для пациентов с неврологическими расстройствами . [9] Чаще всего реабилитационными роботами пользуются люди с ограниченными возможностями или терапевты . [10] Когда реабилитационные роботы создавались, они не предназначались для восстановления, а для помощи людям в распознавании объектов с помощью прикосновений и для людей с расстройствами нервной системы . Реабилитационные роботы используются в процессе восстановления пациентов с ограниченными возможностями при вставании, балансировке и ходьбе . [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 конструкцию вложено много кропотливой работы, 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 применением методов, которые определяют уровень адаптивности пациента. Методы включают, но не ограничиваются активными вспомогательными упражнениями, активными ограниченными упражнениями, активными резистивными упражнениями, пассивными упражнениями и адаптивными упражнениями. В активных вспомогательном упражнении пациент перемещает свою руку по заранее определенному пути без какой-либо силы, толкающей ее. Активное ограниченное упражнение — это движение руки пациента с противодействующей силой; если она пытается двигаться за пределы того, что ей положено. Активное резистивное упражнение — это движение с противодействующими силами. [ необходима цитата ]
За эти годы количество реабилитационных роботов выросло, но они очень ограничены из-за клинических испытаний. Многие клиники проводят испытания, но не принимают роботов, потому что хотят, чтобы ими управляли дистанционно. Участие роботов в реабилитации пациента имеет несколько положительных аспектов. Одним из положительных аспектов является тот факт, что вы можете повторять процесс или упражнение столько раз, сколько захотите. Другим положительным аспектом является тот факт, что вы можете получить точные измерения их улучшения или ухудшения. Вы можете получить точные измерения с помощью датчиков на устройстве. Пока устройство проводит измерение, вам нужно быть осторожным, потому что устройство может быть нарушено после того, как оно будет сделано, из-за различных движений, которые пациент делает, чтобы выйти. [11] Реабилитационный робот может применять постоянную терапию в течение длительного времени. В процессе восстановления реабилитационный робот не может понять потребности пациента, как это сделал бы опытный терапевт. [10] Робот не может понять сейчас, но в будущем устройство сможет понять. Еще одним плюсом наличия реабилитационного робота является то, что терапевт не прилагает никаких физических усилий для работы.
В последнее время реабилитационная робототехника использовалась в обучении медицине, хирургии, дистанционной хирургии и других областях, но было слишком много жалоб на то, что робот не управляется дистанционно. Многие люди думают, что использование промышленного робота в качестве реабилитационного робота будет тем же самым, но это не так. Реабилитационные роботы должны быть регулируемыми и программируемыми, потому что робот может использоваться для разных целей. Между тем, промышленный робот всегда одинаков; нет необходимости менять робота, если только продукт, с которым он работает, не больше или меньше. Для того, чтобы промышленный робот работал, он должен быть более регулируемым для своей новой задачи. [11]
Число инвалидов в Испании возросло из-за старения. Это означает, что число помощников возросло. Реабилитационный робот очень популярен в Испании, потому что это приемлемая стоимость, и в Испании много людей, которые перенесли инсульт и нуждаются в помощи после него. Реабилитационная робототехника очень популярна среди людей, перенесших инсульт, потому что применяется метод проприоцептивной нейромышечной стимуляции. Когда у вас инсульт, ваша нервная система повреждается в большинстве случаев, из-за чего люди остаются 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 верхней конечности [12]
Обзор эффективности зеркальной терапии с использованием виртуальной реальности и робототехники для любого типа патологии, проведенный в 2018 году, пришел к выводу, что: 1) Большая часть исследований зеркальной терапии второго поколения имеет очень низкое качество; 2) Отсутствуют основанные на доказательствах обоснования для проведения таких исследований; 3) Нецелесообразно рекомендовать специалистам по реабилитации и учреждениям инвестировать в такие устройства. [13]
В первую очередь существует два типа роботов, которые можно использовать для реабилитации: роботы на основе конечных эффекторов и экзоскелеты с приводом. Каждая система имеет свои преимущества и ограничения. Системы конечных эффекторов быстрее настраиваются и более адаптивны. С другой стороны, экзоскелеты обеспечивают более точную изоляцию суставов и улучшают прозрачность походки.
Современные роботизированные устройства включают экзоскелеты для помощи движению конечностей или рук, усовершенствованные беговые дорожки, роботизированные руки для переобучения двигательному движению конечностей и устройства для реабилитации пальцев. Некоторые устройства предназначены для помощи в развитии силы определенных двигательных движений, в то время как другие стремятся помогать этим движениям напрямую. Часто роботизированные технологии пытаются использовать принципы нейропластичности, улучшая качество движения и увеличивая интенсивность и повторяемость задачи. За последние два десятилетия исследования в области роботизированной терапии для реабилитации пациентов , перенесших инсульт, значительно возросли, поскольку был выявлен потенциал для 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 лицам (включая детей) с церебральным параличом , [4] или тем, кто восстанавливается после ортопедической операции . [14]
Дополнительным преимуществом этого типа адаптивной роботизированной терапии является заметное снижение спастичности и мышечного тонуса в пораженной руке. Различные пространственные ориентации робота позволяют осуществлять горизонтальное или вертикальное движение или их комбинацию в различных плоскостях. [7] Вертикальная, антигравитационная установка особенно полезна для улучшения функции плеча и локтя. [ необходима цитата ]
