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O exoskeleton Posto fornece mais independência aos povos os ferimentos severos da medula espinal

O sonho de recuperar a capacidade para levantar-se e a caminhada veio mais perto da realidade para os povos paralizados abaixo da cintura que pensou que nunca tomariam uma outra etapa.

Uma equipe dos coordenadores no Centro de Universidade de Vanderbilt para a Mecatrónica Inteligente desenvolveu um exoskeleton posto que permitisse povos com os ferimentos severos da medula espinal de estar, andar, sentar e escalar escadas. Seus tamanho de pouco peso, compacto e projecto modular prometem fornecer usuários um grau inaudito de independência.

A universidade tem diversas patentes pendentes no projecto e Parker Hannifin Corporaçõ - um líder global em tecnologias do movimento e do controle - assinou um acorde de licença exclusivo desenvolver uma versão comercial do dispositivo, que planeia na introdução em 2014.

De acordo com o Centro Estatístico de Ferimento Nacional da Medula Espinal, em algum lugar entre 236.000 a 327.000 povos nos E.U. estão vivendo com os ferimentos sérios da medula espinal. Aproximadamente 155.000 têm a paraplegia. A idade média em ferimento é 41 e a vida calculada custou quando acontece a uma pessoa de 50 varia de $1,1 milhão a $2,5 milhões.

Até robôs recentemente “wearable” era o material da ficção científica. Nos últimos 10 anos, contudo, os avanços em tecnologias da robótica, da microeletrônica, da bateria e do motor elétrico avançaram ao ponto onde se tornou prático para desenvolver exoskeletons para ajudar a povos com inabilidades. De facto, duas empresas - Tecnologias Médicas Ltd. em Israel e Biônica de Argo de Ekso em Berkeley, Califórnia - desenvolveram produtos deste tipo e estão introduzindo-os no mercado nos E.U.

Estes dispositivos actuam como um esqueleto externo. Prendem com correias dentro firmemente em torno do torso. Os apoios Rígidos são prendidos com correias aos pés e estendem do quadril ao joelho e do joelho ao pé. O quadril e as articulações do joelho são conduzidos pelos motores elétricos controlados por computador postos por baterias avançadas. Os Pacientes usam o instrumento posto com caminhantes ou muletas do antebraço para manter seu balanço.

“Você pode pensar de nosso exoskeleton como um Segway com pés,” disse Michael Goldfarb, a Cadeira de H. Forte Flor na Engenharia Mecânica e professor da medicina física e da reabilitação. “Se a pessoa que veste a se inclina para a frente, move-se para a frente. Se inclina para trás e guardara essa posição por alguns segundos, senta-se para baixo. Quando se está sentando para baixo, se se inclina para a frente e guardara essa posição por alguns segundos, a seguir levanta-se.”

Goldfarb desenvolveu o sistema com o financiamento dos Institutos da Saúde Nacionais e com a ajuda do coordenador Don Truex da pesquisa, alunos diplomados Hugo Quintero, Spencer Murray e Kevin Ha, e Ryan Farris, um estudante anterior que trabalhasse agora para Parker Hannifin.

“Meus cabritos começaram chamar-me “Ironman, “” disse Brian Shaffer, que foi paralizado completamente da cintura para baixo em um acidente de automóvel na noite de Natal 2010. Tem testado o instrumento de Vanderbilt na facilidade satélite da Nashville-Área do Centro do Pastor. Baseado em Atlanta, o Centro do Pastor é um os hospitais principais para a medula espinal e a reabilitação da lesão cerebral nos E.U. e forneceu os coordenadores de Vanderbilt o feedback que clínico precisam de desenvolver o dispositivo.

“É inacreditável levantar-se outra vez. Toma a concentração para usá-la no início mas, uma vez que você trava sobre, não é que duramente: O dispositivo faz todo o trabalho. Eu não espero que substituirá completamente a cadeira de rodas, mas há algumas situações, como o passeio sua filha abaixo do corredor em seu casamento ou o assento na bancada que olha seu filho jogar o futebol, onde será impagável,” disse Shaffer, que tem dois filhos e duas filhas.

“Esta é uma nova tecnologia extremamente emocionante,” disse Clare Hartigan, um fisioterapeuta no Centro do Pastor que trabalhou com os dispositivos de Argo, de Ekso e de Vanderbilt. “Todos Os três modelos obtêm o pessoa ascendente e andando, que é fantástico.”

De acordo com Hartigan, apenas obter povos fora de suas cadeiras de rodas e obter a seus corpos a verticalidade regularmente podem pagar dividendos principais da saúde. Os Povos que devem confiar em uma cadeira de rodas para se mover ao redor podem desenvolver problemas graves com seus sistemas urinários, respiratórios, cardiovasculares e digestivos, assim como obter a osteoporose, os sores da pressão, os coágulos de sangue e as outras aflições associados com a falta da mobilidade. O risco para desenvolver estas circunstâncias pode ser reduzido consideravelmente regularmente estando, movendo e exercitando seus mais baixos membros.

O projecto de Vanderbilt tem algumas características originais que conduziram Hartigan e seus colegas no Pastor Se Centram para concluir que tem a maioria de promessa como um dispositivo rehabilitativo e home.

Nenhuns dos exoskeletons foram aprovados contudo para o uso home. Mas o projecto de Vanderbilt tem algumas vantagens intrínsecas. Tem um projecto modular e é mais claro e mais magro do que a competição. Em conseqüência, pode fornecer seus usuários um grau inaudito de independência. Os Usuários poderão transportar o dispositivo compacto na parte de trás de sua cadeira de rodas. Quando alcançam um lugar onde queiram andar, poderão pôr sobre sós o exoskeleton sem sair da cadeira de rodas. Quando são passeio feito, podem sentar-se para trás para tragar na mesma cadeira e para retirar o dispositivo ou para mantê-lo sobre e para propelir a cadeira de rodas a seu destino seguinte.

O exoskeleton de Vanderbilt pesa aproximadamente 27 libras, quase metade do peso dos outros modelos que pesam ao redor 45 libras. Os outros modelos são igualmente mais volumosos assim a maioria de usuários que vestem os não podem caber em uma cadeira de rodas padrão-feita sob medida.

De uma perspectiva que da reabilitação o projecto de Vanderbilt igualmente tem duas vantagens potenciais, Hartigan indicou:

•A quantidade de auxílio robótico ajusta automaticamente para os usuários que têm algum controle de músculo em seus pés. Isto permite que usem seus próprios músculos ao andar. Quando um usuário é paralizado totalmente, o dispositivo faz todo o trabalho. Os outros projectos fornecem toda a potência toda a hora.
•É o único robô wearable que incorpora uma estimulação elétrica funcional chamada tecnologia provada da reabilitação. FES aplica pulsos elétricos pequenos aos músculos paralizados, fazendo com que contratem e relaxem. FES pode melhorar a força nos pés dos povos com paraplegia incompleta. Para paraplégicos completos, FES pode melhorar a circulação, mudar a densidade do osso e reduzir a atrofia do músculo.

Há igualmente a matéria do custo. Os preços de outros exoskeletons do modelo da reabilitação foram relatados para ser tão altos quanto $140.000 cada, mais uma taxa de serviço anual robusto. Parker Hannifin não ajustou um preço para o exoskeleton de Vanderbilt, mas Goldfarb é esperançoso que seu projecto minimalista combinado com a capacidade da fabricação de Parker Hannifin traduzirá em um produto mais disponível. “Seria maravilhoso se nós poderíamos obter o preço para baixo a um nível onde os indivíduos poderiam os ter recursos para e companhias de seguros os cobrissem,” ele dissemos.

Entrementes, Hartigan tem o conselho para usuários potenciais: “Estes dispositivos novos para andar estão aqui e estão obtendo melhores e melhores. Contudo, uma pessoa tem que fisicamente ser cabida para usá-los. Têm que manter seu peso abaixo de 220 libras, desenvolver a força adequada da parte superior do corpo para usar um caminhante ou muletas do antebraço e manter a flexibilidade em suas junções do ombro, do quadril, do joelho e de tornozelo… que não é que fácil quando uma pessoa confiou em uma cadeira de rodas por meses ou mesmo anos.”

A pesquisa foi financiada por uma concessão do Instituto de Saúdes Infanteis Nacional e a Revelação Humana numerou R01HD059832.

Universidade de Source Vanderbilt