Встати на ноги як екзоскелети заново вчать ходити
Винахідник-самоучка Микола Ягн, який наприкінці ХІХ століття запатентував еластипед — пристрій для полегшення ходьби, бігу та стрибків, — мріяв про «військову ниву» для свого апарату. По суті це система пружин, які посилювали рухи ніг. Еластипед мав допомогти створити швидкісну піхоту, але генералам сама думка про стрибання війська здалася глумом.
Більше століття цю ідею втілили в життя в джоліджамперах, за допомогою яких можна стрибати на висоту до двох метрів на спеціальних ходулях з вигнутою ресорою. А ще еластипед став прототипом екзоскелета, який допомагає ходити людям із травмами, хворобами опорно-рухового апарату, нервової системи.
Московські клініки та реабілітаційні центри отримали 20 таких пристроїв, розроблених українською компанією. Вони називаються ExoAtlet I.
Що таке «екзоскелет»
Перша частина цього слова — «екзо» — позначає «зовні, що знаходиться зовні, поза будь-чим». Екзоскелет і справді нагадує скелет. Каркас із датчиками кріпиться до ніг, на ручках милиць - кнопки управління. За спиною — комп'ютер із системою керування та акумулятори, яких вистачає щонайменше на чотири години ходьби. Але залежно від поєднання різних факторів (наприклад, ваги та зростання пілота) екзоскелет може крокувати до восьми годин без підзарядки.
Модель українського апарату підходить для пацієнтів зростом 160–190 сантиметрів, вагою до 100 кілограмів та розміром ноги від 36-го до 45-го. Сам апарат, каркас якого виготовлений з алюмінію, важить 23 кілограми. Але пацієнт його не відчуває, бо пристрій несе і себе, і користувача. Розробники планують змінити конструкцію, і наступна версія екзоскелету стане легшою на вісімкілограмів.
Навіщо потрібен екзоскелет
Подібні екзоскелети використовують для рятувальних операцій у медицині. У першому випадку вони допомагають розбирати завали та захищати рятувальників від уламків, у другому служать для реабілітації людей з обмеженими можливостями. Це можуть бути пацієнти з локомоторними (руховими) порушеннями функцій ніг через травми, операції, захворювання опорно-рухового апарату або нервову систему.
З екзоскелетом хворий отримує можливість вставати, сідати, ходити, підніматися і спускатися сходами без сторонньої допомоги. У людей, які раніше не могли самі стояти на повне зростання, після тренувань нормалізується артеріальний тиск, збільшується обсяг легень, запобігає дегенерації м'язів і кісток, підвищується рухливість суглобів. У деяких пацієнтів після таких занять виходить відновити рухову активність. Навіть сама можливість піднятися з інвалідного візка та подивитися в очі співрозмовнику покращує стан хворого.
Як це працює
Екзоскелети можуть використовувати ті, у кого частково або повністю не рухається нижня частина тіла. Руки повинні бути достатньо сильними, щоб утримати милиці, які допомагають зберігати рівновагу під час перенесення ноги та керувати апаратом. Пристрій підлаштовується під швидкість, висоту та ширину кроку кожної людини.
ExoAtlet I повністю повторює природну ходу людини. Він розрахований на автоматичну ходьбу: система керування побудована на сигналах силомоментних датчиків та електроміограми. Але це не означає, що пацієнт не бере участі у процесі. Щоб знову навчитися тримати рівновагу і почати ходити, нехай і нешвидко, потрібно від одного до декількох днів. Терміни залежать від рівня фізичноїпідготовки. З третього-п'ятого дня тренувань пацієнти самі можуть одягнути апарат.
Перші заняття треба проводити у клініці. По-перше, перед навчанням лікар проводить діагностику організму. По-друге, тут екзоскелет підганяють під людину: регулюють параметри пристрою залежно від ширини тазу та довжини ніг. Щоб закріпити навички, доведеться пройти не один кілометр під контролем лікарів. ExoAtlet I для клінік відстежує успіхи пацієнта та коригує програму.
Після навчання пацієнт може перейти до реабілітації вдома. Лікарі продовжують контролювати процес віддалено за допомогою телеметрії. Додаток для планшета дозволяє лікарю заводити картки, планувати та проводити тренування, збирати та аналізувати результати кожного хворого.
Хто отримає екзоскелети
Екзоскелети отримали вісім столичних центрів реабілітації та клінік. Два з них надійдуть до філії №3 Московського науково-практичного центру медичної реабілітації, відновної та спортивної медицини. Тут реабілітацію проходять пацієнти після інсульту, черепно-мозкових та травм кінцівок, люди з хворобами та ушкодженнями головного та спинного мозку, периферичних нервів, хребта та суглобів.
По одному апарату отримають парні лікарні. ДКБ імені Ф.І. Іноземцева приймає постраждалих у технічних аваріях, катастрофах, вибухах, пожежах, терористичних актах. У лікарні №67 імені Л.А. Ворохобова лікують захворювання серцево-судинної системи, травми та патології хребта, лікують ушкодження опорно-рухового апарату, центральної та периферичної нервової системи. У ДКЛ імені В.М. Буянова також приймають пацієнтів із травмами. Ще один надійде до ДКЛ №1 імені М.І.Пирогова.
Вітчизняна розробка
Екзоскелети, які отримають столичні клініки та реабілітаційні центри, виготовляє українська компанія. У 2011 році роботу над ним ініціювали МНС із науковою командою з МДУ. Так з'явився перший в Україні працюючий прототип аварійно-рятувального екзоскелета.
У 2013-му після завершення контракту з МНС команда розробників вирішила створити стартап і розпочала розробку медичної версії екзоскелету. Для участі у перших клінічних випробуваннях у 2015 році відібрали 27 осіб. За два роки учасники пройшли 143 кілометри, або 572 тисячі кроків. Рекорд ходьби в екзоскелеті без зупинок — дві години дві хвилини.
З літа 2016 року екзоскелет зареєстрований у Росздравнадзорі як медичний виріб, на відміну від зарубіжних аналогів. До того ж українська розробка в кілька разів дешевша.