Robotyczny egzoszkielet stanowi zaawansowane technologicznie rozwiązanie na ból dolnego odcinka kręgosłupa
Ból dolnego odcinka kręgosłupa jest wiodącą przyczyną niepełnosprawności oraz jednym z najczęstszych powodów, dla których pacjenci zgłaszają się do lekarza. Wśród Europejczyków ból dolnego odcinka kręgosłupa należy do najczęstszych przyczyn niepełnosprawności, według wskaźnika określającego lata przeżyte w niepełnosprawności, który od 1990 roku zwiększył się o ponad połowę. Taka sytuacja ma też swoją cenę ekonomiczną. Dla przykładu, ból dolnego odcinka kręgosłupa jest drugą po przeziębieniu najczęstszą przyczyną nieobecności w pracy i odpowiada za 15 % wszystkich zwolnień lekarskich oraz utratę setek milionów dni pracy. W tym kontekście robotyka szybko staje się wiodącym rozwiązaniem, które nie tylko pomaga w złagodzeniu bólu związanego z urazami dolnego odcinka kręgosłupa, ale pośrednio prowadzi do zmniejszania kosztów z nimi związanych. Większość dostępnych obecnie robotycznych urządzeń wspomagających to egzoszkielety do noszenia na ciele pacjenta. Chociaż ich skuteczność w poprawie ruchomości kończyn górnych i dolnych jest wysoka, nie radzą sobie już tak dobrze z rolą, jaką kręgosłup odgrywa w przenoszeniu obciążeń z górnej części ciała i ramion na kończyny dolne. Aby wypełnić tę lukę, twórcy finansowanego ze środków UE projektu SPEXOR projektują rewolucyjne rozwiązanie. „SPEXOR to innowacyjny egzoszkielet stabilizujący kręgosłup, który nie tylko zapobiega bólowi dolnego odcinka kręgosłupa u sprawnych fizycznie pracowników, ale również wspomaga wszystkich tych, którzy cierpią z powodu bólu dolnego odcinka kręgosłupa, ale chcą powrócić do pracy”, mówi Jan Babič, koordynator projektu i badacz z Instytutu Jožefa Stefana w Słowenii.
Naturalne przedłużenie ciała
Egzoszkielet SPEXOR zakłada się na uda, miednicę i plecy, przez co przypomina typową ortezę, tyle tylko że zaawansowaną technologicznie. Mechaniczny staw znajdujący się na wysokości biodra oraz mechanizm zapewniający elastyczność kręgosłupa pozwalają odciążyć kręgosłup. Pręty z włókna węglowego zapewniają podparcie, znosząc wszelkie napięcia w obszarze kręgosłupa, zaś sprężyny zamontowane na wysokości ud lekko dociskają nogi. Ważący zaledwie 6,3 kg system wykorzystuje wbudowane czujniki do wykrywania, kiedy osoba ubrana w egzoszkielet chce się schylić. System SPEXOR jest więc automatycznie aktywowany zawsze, gdy zachodzi taka potrzeba oraz pozostaje pasywny lub „w stanie hibernacji” kiedy nie jest używany. „Piękno tego rozwiązania polega na tym, że ono wie, co w danej chwili robisz i dzięki złożonym algorytmom potrafi przewidzieć co zrobisz za chwilę”, tłumaczy Babič. „To sprawia, że SPEXOR jest dyskretny i staje się naturalnym przedłużeniem ciała”.
Uczenie i zapobieganie
Zdaniem Babiča SPEXOR spełnia rolę zarówno dyscyplinującą, jak i urządzenia zapobiegającego. Działanie tej pierwszej funkcji polega na tym, że urządzenie wydaje dźwięk brzęczenia, kiedy użytkownik podnosi ciężar w sposób nieprawidłowy. „Ta funkcjonalność jest kluczowa dla prowadzonego przez nas badania na temat biomechaniki zgięcia kręgosłupa u ludzi”, mówi badacz. „Zgromadzona wiedza pomoże nam w korygowaniu nieprawidłowej motoryki ciała i w nauce zasad ergonomii”. System SPEXOR odgrywa również ważną rolę w zapobieganiu problemom dolnego odcinka kręgosłupa. Działanie to polega na odciążeniu kręgosłupa i ograniczeniu ryzyka urazów takich jak złamanie blaszki granicznej kręgów. „Praca nad prawidłową biomechaniką i ruchomością jest najlepszą metodą na wzmacnianie mięśni i zapobieganie urazom”, dodaje Babič. „Niestety czasami nie można uniknąć wykonywania zadań o potencjalnie szkodliwym wpływie na zdrowie. W takich sytuacjach z pomocą przychodzi wspomaganie zewnętrzne, jakie zapewnia system SPEXOR”. Zespół badawczy złożył wniosek o objęcie technologii egzoszkieletu ochroną patentową. Jeden z partnerów konsorcjum, firma Ottobock, wprowadził na rynek rozwiązanie Paexo Back oparte na wiedzy zdobytej podczas trwania projektu SPEXOR.
Słowa kluczowe
SPEXOR, egzoszkielet, ból dolnego odcinka kręgosłupa, niepełnosprawność, robotyka
