211service.com
Robo Rehabilitatie
Gebruik het of verlies het.
Dat bekende advies geldt met name voor overlevenden van een beroerte. Elk jaar krijgen 700.000 mensen in de Verenigde Staten een beroerte. Ongeveer driekwart overleeft, maar meer dan de helft heeft last van bewegingsstoornissen. Hun weg naar herstel is lang en moeilijk, omdat ze pijnlijk opnieuw leren hoe ze een arm of een been moeten gebruiken door de bewegingen steeds weer opnieuw te maken met een fysieke of ergotherapeut.
Helaas wordt al die tijd als therapeut erg duur en hebben zorgverzekeraars de hoeveelheid therapie die ze vergoeden drastisch verlaagd. Toen ik begon, duurde het drie tot vijf maanden, zegt Susan Fasoli, een MIT-onderzoeker en ergotherapeut. Nu hebben we geluk als we patiënten voor drie weken krijgen.
Met minder therapie herstellen veel slachtoffers van een beroerte nooit zo goed als ze zouden kunnen. Hoe meer therapie je doet en hoe intenser de therapie, hoe beter je vermogen om de functie te herstellen na een beroerte, zegt Richard Mahoney, president van Phybotics, een robotica-startup in Westmont, NJ. Maar als patiënten kunnen functioneren, zelfs met één hand, kunnen hun verzekeringsmaatschappijen hen vertellen dat hun revalidatie is voltooid. En als de training te veel gericht is op een paar zeer specifieke taken, kan het zelfs een meer algemeen herstel belemmeren.
Betreed revalidatierobots, die de last van de therapeut kunnen verlichten door bepaalde behandelingen zeer efficiënt te geven, in sommige gevallen met dramatisch betere resultaten dan alleen conventionele therapie.
Revalidatierobots worden al meer dan tien jaar onderzocht op patiënten in de Verenigde Staten, Europa en Azië. En ze beginnen net te verschijnen in klinieken voor meer algemeen gebruik. Interactive Motion Technologies in Cambridge, MA, heeft ongeveer twee dozijn systemen voor armtherapie verkocht, geprijsd op $ 5.000 tot $ 70.000, zegt bedrijfsdirecteur Robert Parlow. Een andere marktleider, Hocoma uit Staefa, Zwitserland, biedt een robotachtig loopsysteem, dat in combinatie met een loopband patiënten helpt om opnieuw te leren lopen.
Vooruitgang van de patiënt bewijzen
De robots van Interactive Motion zijn gebaseerd op het baanbrekende werk van MIT-onderzoekers Neville Hogan en Hermano Igo Krebs ( zien Robotachtige weg naar herstel , KINDEREN november 1999 ). Het basisontwerp is in de loop der jaren geoptimaliseerd en is een robotarm die in twee dimensies werkt en helpt bij het herstel van schouder- en elleboogbewegingen door de gedeeltelijk verlamde arm van de patiënt steeds opnieuw zorgvuldig door passende bewegingen te leiden. Patiënten kijken naar een videoscherm en spelen 's werelds saaiste videogame met hun gehandicapte arm, zegt Hogan, hoogleraar werktuigbouwkunde en hersen- en cognitieve wetenschappen, evenals directeur van het MIT Arm Lab. De robot kan ze nauwkeuriger oefenen dan een menselijke therapeut, en hij wordt niet moe. Binnen een uur kun je ongeveer 1.000 bewegingsherhalingen doen - veel meer dan iemand ooit zou krijgen binnen de context van een conventionele therapeut, zegt Fasoli.
Volgens Hogan hebben pilotstudies herhaaldelijk de waarde van de robotbenadering aangetoond, zeggen voorstanders. Patiënten die de robot gebruiken, hebben een twee keer zo grote functionele verbetering laten zien, op standaard klinische schalen, als patiënten die conventionele therapie kregen, gedurende dezelfde behandelingsperioden. En ze blijven maanden of jaren na de beroerte vooruitgang boeken in behandelingsprogramma's.
Ik denk dat het een geweldige aanvullende therapie wordt, zegt Richard Hughes, een fysiotherapeut in het Spaulding Rehabilitation Hospital in Boston, dat samen met de MIT-groep onderzoek doet. Patiënten houden over het algemeen van de robot. Velen beschouwen het als vergelijkbaar met een videogame. Door de robot op een zeer gestructureerde manier te gebruiken, kunnen ze gemakkelijker de bewegingen uitvoeren - bijna als klanten van een gezondheidsclub op een trainingsmachine, voegt hij eraan toe.
De MIT-groep werkt samen met revalidatieklinieken aan pilottests van nieuwe apparaten die verticale beweging en polsbewegingsmogelijkheden aan de robotarm toevoegen. De resultaten van vroege tests zijn bemoedigend, zegt Hogan. Het lab werkt ook aan systemen voor herstel van de onderste ledematen en hij ziet een familie van machines voor zich.
Naast het nauwkeurig meten van bewegingen van ledematen en dienovereenkomstig reageren om de coördinatie en kracht van de patiënt op te bouwen, kunnen robots behandelingen on-the-fly aanpassen. Vanwege deze flexibiliteit zouden we het leren volgens het beloningsschema moeten kunnen versnellen, zegt Hogan. Zijn lab schrijft nieuwe algoritmen die de robotreactie aanpassen om betere resultaten te geven met minder herhalingen. Naarmate je beter en beter wordt, doet de robot steeds minder, zegt hij. Je legt de lat steeds hoger. Je wilt patiënten niet ontmoedigen en je wilt niet dat ze gaan slapen. Vroege tests tonen aan dat deze benadering de functionele verbeteringen van basale robottherapie tijdens een bepaalde behandelperiode kan verdrievoudigen, zegt hij.
Het Amerikaanse Department of Veterans Affairs is een belangrijke financier van onderzoek naar revalidatierobots. Naast andere inspanningen in het Palo Alto Rehabilitation Research and Development Center van de VA, hebben HF Machiel Van der Loos en andere onderzoekers een ontwerp met twee armen nagestreefd dat overlevenden van een beroerte kan helpen de beweging van een gewonde arm met hun andere arm te coördineren voor gecombineerde taken zoals klappen. (Phybotics werkt eraan om dit systeem op de markt te brengen.) Veel andere groepen, zowel in de Verenigde Staten als in het buitenland, bestuderen actief robotische revalidatieapparaten voor de bovenste of onderste ledematen, of beide.
Sommige onderzoekers maken gebruik van potentieel complementaire ontwikkelingen. Janis Daly, adjunct universitair hoofddocent neurologie aan de School of Medicine van Case Western Reserve, bestudeert het effect op patiënten die conventionele therapie combineren met robottherapie of met functionele neuromusculaire stimulatie (FNS), dat wil zeggen het gebruik van een elektrisch signaal om direct een spier activeren. In voorlopige resultaten laten patiënten met robottherapie goede resultaten zien voor schouder- en armcoördinatie, terwijl patiënten met FNS-behandeling vooruitgang laten zien in pols- en vingercontrole. Onze patiënten zijn zo opgewonden; ze proberen langer in behandeling te blijven, meldt Daly.
De hersenen bewapenen
Tijdens al dit werk blijven er veel vragen over de mechanismen waarmee de hersenen zichzelf opnieuw kunnen bedraden om de motorische controle te herstellen. Hoewel therapeuten zorgvuldig bewijs hebben verzameld om specifieke procedures te evalueren, hebben ze nooit echt het werk gedaan en tegelijkertijd de neurale activiteit onderzocht, zegt Phybotics' Mahoney. De hersenen verzamelen allerlei berichten over hoe je je arm kunt laten bewegen en een kopje kunt oppakken, zegt Fasoli van MIT. Het is een zeer complex proces en we weten er niet veel van.
Onder degenen die dit probleem aanpakken, heeft de MIT-groep een ambitieus plan om patronen van hersenactiviteit te volgen via magnetische resonantiebeeldvorming (MRI) terwijl een patiënt met de robotarm werkt. Dat zal geen sinecure zijn, aangezien een MRI-apparaat, naast andere obstakels, in wezen alle elektronica frituurt die binnen bereik is, merkt Hogan op. Zijn lab werkt aan een niet-magnetische versie van de arm die gegevens verzamelt via optische sensoren en wordt bediend door hydrauliek.
Voorstanders suggereren andere therapeutische toepassingen van robotica naast het herstel van een beroerte, waaronder de behandeling van neurologische aandoeningen zoals de ziekte van Parkinson en hersenverlamming, sportgeneeskunde en meer algemene orthopedische revalidatie. En de vooruitgang in het begrijpen van het bouwen van robots die veilig met mensen omgaan, zou vruchten moeten afwerpen in persoonlijke robots en andere apparaten, voorspelt Van der Loos van het onderzoekscentrum Palo Alto.
Naarmate het begrip groeit en meer robots de revalidatieklinieken binnenkomen, zijn experts geïnteresseerd in het ontwikkelen van versies voor buiten de kliniek. Hoewel therapieën in de loop van de tijd zullen veranderen, zullen slachtoffers van een beroerte zo kort mogelijk worden behandeld totdat het veilig voor hen is om naar huis te gaan, zegt Fasoli. Met de juiste supervisie op afstand van een goed bemand centrum, kunnen robotachtige apparaten patiënten in staat stellen om intensieve therapie thuis voort te zetten. Over het algemeen is Veterans Affairs zeer proactief in deze verschuiving van verantwoordelijkheid van het ziekenhuis naar de thuisomgeving, merkt Van der Loos op. Zo zal het zijn; de zorg wordt er niet goedkoper op.
Een ander voorbeeld van deze trend in het huis, zegt Van der Loos, is Java Therapy, een fysiek rehabilitatiesysteem op het web, ontwikkeld door David Reinkensmeyer en collega's van de University of California, Irvine. Java Therapy biedt oefeningen voor slachtoffers van een beroerte en anderen met motorische beperkingen; de voordelen zullen verbeteren wanneer de bezoekers worden uitgerust met robotachtige hardware die een breder scala aan activiteiten mogelijk maakt.
Maar onderzoekers benadrukken dat de robots altijd dat menselijke toezicht nodig zullen hebben. Niemand die dit werk doet, probeert de therapeut te vervangen; dat kan niet, zegt Mahoney. Naarmate robotapparaten in de kliniek worden geïntroduceerd, zullen therapeuten dezelfde rol vervullen, maar de robotica als hulpmiddel gebruiken.
We krijgen goede feedback in termen van acceptatie door patiënten en therapeuten, inclusief therapeuten die grote scepsis hadden, zegt Parlow van Interactive Motion. Het ontlast hen letterlijk en figuurlijk. Clinici, zegt hij, accepteren de robots gemakkelijker na het inzetten van hardware voor therapie door dwang – een populaire benadering waarbij een niet-verwond ledemaat wordt vastgehouden om de gehandicapte tweeling te helpen weer volledig te functioneren.
Lastige kwesties van vergoeding moeten nog worden uitgewerkt met Medicare en andere betalers, zegt Parlow. Maar terwijl de eerste systemen van zijn bedrijf allemaal naar onderzoekers gingen, komen de apparaten nu meestal terecht in revalidatieziekenhuizen die zowel onderzoek doen als klinisch gebruik overwegen. Zeer weinig andere benaderingen hebben duidelijke, meetbare voordelen aangetoond voor slachtoffers van een beroerte, zegt hij. Het punt van kritische massa lijkt te komen.