Hvorfor fysioterapeuter bør bruge exoskeletter til genoptræning af rygmarvsskader

Ifølge Verdenssundhedsorganisationen (WHO) rammes mellem 250.000 og 500.000 mennesker hvert år af rygmarvsskader på grund af stump vold, trafikulykker, faldulykker og andre skadesmekanismer. [1] For få år siden ville det have betydet enden på selvstændighed og mobilitet for mange mennesker, men takket være teknologiske fremskridt er der flere rehabiliteringsmetoder til rådighed, herunder exoskeletter. FDA betegner medicinske exoskeletter som medicinsk udstyr i klasse II (middel risiko), og de er godkendt til brug hos patienter, der har en rygmarvsskade. [2]

Exoskeletter giver mennesker med rygmarvsskader en chance for at gå, træne og deltage i mobilitet og selvstændige aktiviteter. I denne artikel vil du lære, hvad exoskeletter er, hvordan de fungerer, og hvordan de kan være gavnlige i fysioterapi for patienter med rygmarvsskader.

Hvad er en rygmarvsskade (SCI)?

Ifølge National Institute of Neurological Disorders and Stroke (NINDS) er en rygmarvsskade "en skade på det tætte bundt af celler og nerver, der sender og modtager signaler fra hjernen til og fra resten af kroppen." [3] SCI kan være et direkte resultat af skader på selve rygmarven, f.eks. fra et skudsår, men kan også være resultatet af skader på omgivende væv og knogler, som så komprimerer rygmarven. Disse skader kan permanent eller midlertidigt påvirke mobilitet, følelse og andre kropsprocesser. Afhængigt af omfanget og placeringen af skaden på rygmarven kan patienter opleve en form for lammelse og/eller sansetab, som kan forbedres gennem genoptræning og potentielt føre til fuld helbredelse.

De mest almindelige årsager til rygmarvsskader er grupperet i traumatiske og ikke-traumatiske årsager. Traumatiske årsager til rygmarvsskader kan være bilulykker, faldulykker og sportsrelaterede ulykker. Ikke-traumatiske årsager omfatter tumorer, neurodegenerative sygdomme, infektioner og genetiske årsager. 

Rehabiliteringsmetoder til rådighed for patienter med rygmarvsskade

Rehabiliteringsterapier for patienter med rygmarvsskade afhænger af skadens omfang og typen af skade. Patienterne starter normalt på intensivafdelingen, efterfulgt af akut pleje, indlæggelse og ambulant rehabilitering. Nogle hospitaler har endda en afdeling for rygmarvsskader, som er specialiseret i denne type genoptræning. Det kan vare alt fra tre til tolv måneder eller mere, afhængigt af hvor alvorlig skaden er. Populære rehabiliteringsteknikker omfatter: 

1. Øvelser for bevægelsesudslag, styrke og udstrækning

Rygmarvsskader begrænser bevægelsesmulighederne ved at forårsage ledimmobilitet og fleksibilitetsproblemer. Men det kan afhjælpes med stræk- og styrkeøvelser. Ifølge et studie fra 2020 hjælper bevægelsesøvelser med at "forhindre kontrakturer, beskytte tenodesis-effekten, styrke lammede muskler, fremme nerve- og cerebral remodellering og forbedre det spinale mikromiljø og den funktionelle prognose." [3]

2. Funktionel elektrisk stimulering

Funktionel elektrisk stimulation virker ved kunstigt at stimulere de sensorisk-motoriske systemer ved hjælp af elektriske impulser. Det aktiverer nervebaner, som stimulerer musklerne og forårsager bevægelse. Denne terapi bruges sammen med andre rehabiliteringsmetoder for at genskabe mobiliteten. Ifølge en undersøgelse giver denne procedure også "kardiorespiratorisk fitness, forbedrer kropsholdning og kropsstabilitet, forebygger kontrakturer, tryksår og ortostatisk hypotension, fremmer nervegendannelse og forebygger forringelse af perifere nerver." [4]

3. Epidural elektrisk stimulering (EES) af rygmarven

I denne procedure implanteres en enhed over rygmarvens dura mater gennem en laminektomi. Den producerer derefter en rytmisk elektrisk puls til de bageste nerverødder, som aktiverer de centrale kredsløb, der er ansvarlige for at regulere smerte, bevægelse og det kardiorespiratoriske system. EES er gavnlig til at reducere træthed, forbedre kardiovaskulær fitness, øge kropsmassen og forbedre vandladningen hos patienter. [4] Det er dog ikke en enkel procedure, da patienterne skal opereres, før enheden kan implanteres, og den er endnu ikke alment tilgængelig. 

4. Transkutan elektrisk nervestimulation (TENS)

TENS bruger en høj og lav elektrisk stimulering af nerven til at håndtere smerter. Det kan også hjælpe med proprioception, balance og spasticitet. Metoden er meget overkommelig, og patienterne kan gøre det selv uden megen hjælp.  

5. Ergoterapi

Ergoterapi fokuserer på at forbedre patienternes fysiske, sensoriske og kognitive funktioner. Det hjælper patienter med rygmarvsskader med at genvinde deres selvstændighed og uafhængighed. Den fokuserer på udførelsen af daglige aktiviteter som bl.a. pleje, badning, madlavning og påklædning. Beskæftigelse er den gateway, der hjælper patienter med at opnå inklusion og total tilpasning til deres omgivelser.

6. Robot-eksoskeletter

Bærbar robotteknologi, også kendt som robot-eksoskeletter eller eksodragter, er en ny udvikling inden for sundhedssektoren, der giver ubegrænset potentiale for patienter med rygmarvsskader og bruges i samarbejde med fysioterapeuter. Robot-eksoskeletter bruges i rehabilitering til at hjælpe med at genvinde mobilitet gennem gentagne bevægelser, der fører til øget neural plasticitet. [5] Exosuits giver blandt andet fordele som forbedret gang, bedre livskvalitet, bedre humør og bedre blærekontrol, som beskrevet nedenfor.

Ifølge Dr. Chester Ho, lektor ved University of Calgarys afdeling for klinisk neurovidenskab og medlem af Hotchkiss Brain Institute, giver det bedre chancer for helbredelse at introducere robot-ekssuit tidligt i patientens rehabiliteringsproces. Han siger: "De første ni måneder efter en rygmarvsskade er afgørende for at komme sig, så vi vil forsøge at introducere genoptræning og mobilisering tidligt og se, om det gør en forskel." [6]

Hvad er et exoskelet?

Exoskeletter, som først blev udviklet i 1890, er elektromekaniske enheder, der kan bæres, og som understøtter ledbevægelser, samtidig med at de forbedrer bærerens styrke og evne til at gå. Et exoskelets ramme er lavet til at omslutte taljen og andre led som skuldre og knæ. Exoskeletter kan klassificeres i to typer: aktive, der drives af en ekstern strømkilde, eller passive, der drives af mekaniske fjedre og modvægtskræfter. 

Exoskeletter bruges i fysiske rehabiliteringsklinikker til at fremme en patients mobilitet og øge deres muskelstyrke. Det gør de ved at give mulighed for gentagne bevægelser, der øger den neurale plasticitet og hjælper med at udvikle mobiliteten. [4] Brugen af exoskeletter i fysioterapi rapporteres at øge "livskvalitet, kropssammensætning, knogletæthed, neuropatiske smerter, spasticitet, ganghastighed, antal skridt og distance før og efter 90 dages træning." [4]

Hvordan styres exoskeletter?

Styring af exoskeletter er afgørende i et fysioterapimiljø. Exoskeletter tilbyder flere kontroltilstande, og operatørerne kan vælge den mængde modstand, der påføres leddene. Exoskeletter kan styres af patienten eller fysioterapeuten afhængigt af graden af patientens restitution. Kontrolmetoderne omfatter: [7]

• Sensorer: Sensorstyrede exodragter har adskillige sensorer indbygget i konstruktionen, som opfanger nervesignaler og styrer drejningsmoment, tryk, hældning og rotation. 
• Knapper/kontrolpaneler: Nogle exosuits indeholder forprogrammerede tilstande, som normalt styres af brugeren eller af fysioterapeuten. De fleste kontrolpaneler er placeret på ganghjælpemidlerne.
• Joystick: Det er almindeligt i aktive exodragter, som leverer al den energi, bæreren har brug for.
• Mind-Controlled: Disse bruger en elektrodehovedbeklædning som den vigtigste kontrolmetode.

Ingen kontrolDe fleste passive exosuits har ingen kontrolknapper og reagerer på bærerens mekaniske bevægelser.

Typer af medicinske exoskeletter

Alle exoskeletter er ikke bygget ens. De har forskellige funktioner og evner. Desuden kan brugen af medicinske exoskeletter variere fra person til person baseret på skadens omfang og deres evne til at komme sig. Exoskeletter er normalt opdelt i:

• Exoskeletter til overkroppen

Exoskeletter til overkroppen er bygget til at støtte de øvre ekstremiteter, herunder arme og torso. De er specifikt designet til at hjælpe patienter med motorisk rehabilitering af overkroppen ved at positionere skulder, arm og albue gennem specifikke bevægelser og orienteringer. De er ekstremt vigtige for terapeuter, fordi de kan bruges til intense motoriske øvelser og opgavespecifikke bevægelser.

• Exoskeletter til underkroppen

Rehabiliterende exoskeletter til underkroppen er lavet til patienter med motoriske dysfunktioner i underekstremiteterne for at gøre det muligt at genvinde mobiliteten i underekstremiteterne. De bruger normalt impedansstyring til at generere modstandskræfter, som er afgørende for rehabiliteringstræning. Exoskeletter til underkroppen har evnen til at kontrollere ledbevægelser i hofte, knæ og ankel.

Fordele ved at bruge exoskeletter efter rygmarvsskader

Exoskeletter er fordelagtige for både patienter og terapeuter. De har evnen til at reducere byrden for terapeuter og hjælpe med kvantitativ dataindsamling og patientevaluering.

1. Gangtræning:

Gangtræning består af gangøvelser med det formål at hjælpe patienten med at genvinde sin normale gang. Brugen af exoskeletter har potentiale til at gøre gangtræning lettere og mere praktisk for terapeuterne på grund af de mange støttefunktioner, de tilbyder. For eksempel hjælper fritstående exoskeletter patienter med at træne i oprejst stilling, hvilket ville være næsten umuligt og besværligt uden brug af exoskeletter. [8]

Et gangtræningsstudie fra 2008 udført på to apopleksioverlevere rapporterer, at "ved slutningen af træningen blev patienternes gangmønster forbedret og kom tættere på en rask persons gangmønster." Forbedringen i denne undersøgelse blev defineret som "stigningen i størrelsen af patienternes gangmønster, øgede udslag i knæ- og ankelleddet og stigningen i deres ganghastighed på løbebåndet." [9] Exoskeletter har også unikke funktioner, der hjælper med rehabiliteringen. EksoNR har f.eks. sensorer, der er lavet til at overvåge patientens benbevægelser og regulere deres gangmønstre. [10] 

2. Blære- og tarmfunktion:

Brugen af exoskeletter kan forbedre din patients blære- og tarmfunktion. Det viser feedback, som forskere ved Spinal Cord Injury Model System Centres (SCIMS) har modtaget fra fokusgrupper med 30 terapeuter. De fortæller, at "patienter, der fik evnen til at stå og gå med et exoskelet, ofte udviklede bedre udholdenhed, forbedrede deres tarm- og blærekontrol og var mindre tilbøjelige til at udvikle urinvejsinfektioner." [11]

Forskere mener, at det at engagere patienter i fysiske aktiviteter og opretholde en oprejst stilling kan spille en rolle i at forbedre tarmmotiliteten. Et studie fra 2019 testede tarmhåndteringen efter exoskelet-træning og rapporterede en forbedring på op til 80%. [12]

3. Forbedret muskelstyrke og spasticitet:

Inddragelse af exoskeletter i din fysioterapibehandling kan hjælpe patienter med at forbedre deres muskelstyrke. Et studie fra 2021, der undersøgte effekten af exoskeletter i fysioterapi, observerede, at brugen af exoskeletter forbedrede grebsstyrke, quadricepsstyrke og motorisk funktion i underekstremiteterne. [8] Dette blev også observeret i en undersøgelse fra 2019, der rapporterede, at exoskeletter forbedrede muskelstyrken efter en manuel muskelstyrketest, "den samlede score fra begge sider var: P3 UEMS steg fra 30 til 37, og LEMS fra 23 til 25; P11 UEMS steg fra 33 til 37, og LEMS fra 27 til 30, hvor den maksimale score for UEMS og LEMS er 50." [13]

Et andet studie udført på patienter, der havde haft et slagtilfælde, konkluderede, at brugen af exoskeletter i terapien forbedrede tibialis anterior-muskelstyrken og underekstremiteternes motoriske funktion hos patienterne. [14]

4. Forbedret humør hos patienterne:

Selvom det ikke er en signifikant fordel, kan brugen af exoskeletter i terapi hjælpe med at forbedre din patients humør. Et studie fra 2021, der undersøger effekten af exoskeletter på patienter med rygmarvsskader, viser forbedret humør hos en af patienterne under rehabiliteringsfasen. Der rapporteres også om mindre træthed og en forbedret livskvalitet. [8] Da robot-exoskeletter er en "ny" teknologi inden for rehabilitering, kan de være spændende for patienterne og motivere dem til at træne mere. Nogle terapeuter rapporterer også, at exoskeletter giver ekstra psykologiske fordele for patienterne. For eksempel rapporterede patienter om psykologiske effekter af at have samtaler i øjenhøjde med andre og også øget engagement i daglige aktiviteter. [11]

5. Patientens uafhængighed:

Exoskeletter kan hjælpe patienter med at opnå en vis uafhængighed i deres daglige aktiviteter som at bevæge sig og gå rundt. Før de medicinske exoskeletter blev opfundet, var patienterne afhængige af deres terapeuter for at kunne bevæge sig rundt og træne. Men det er ikke længere tilfældet. De kan nu træne og gå rundt på egen hånd, hvilket giver dem en følelse af uafhængighed. Fysioterapeut Kyle McIntosh siger: "Exoskelettet lader patienterne tage rigtige skridt, hvilket ikke bare er mere realistisk, men også meget mindre besværligt." McIntosh siger også: "Hvert skridt er forskelligt med dette apparat, så patienterne lærer af deres fejl i realtid. Patienterne kan virkelig godt lide at bruge apparatet; det giver dem håb." [6]

Konklusion

Rehabiliteringsteknologi er kommet langt, fra krykker til rollatorer til kørestole og nu til robot-eksoskeletter. Robotassisteret genoptræning er meget lovende for både patienter og fysioterapeuter. Flere undersøgelser har vist de potentielle fordele ved at træne i et fritstående exoskelet for patienter med rygmarvsskader. Hvis du er fysioterapeut, er dette det næste skift inden for medicinsk teknologi, som vil hjælpe dig med at tilbyde terapiløsninger på næste niveau til dine patienter.

Ekso Bionics har været på forkant med udviklingen af de bedste medicinske exoskeletter i mere end et årti nu. Vores EksoNR var et af de første FDA-godkendte medicinske exoskeletter til genoptræning, og det er fortsat det foretrukne exoskelet på mange klinikker for mobilitetsrehabilitering. Se venligst vores indikationer for brug for at afgøre, om du er berettiget. [15]

Kilde: Hvorfor fysioterapeuter bør bruge exoskeletter til genoptræning af rygmarvsskader - Ekso Bionics (18.10.2022)