Dispositivos robóticos estão cada vez mais sendo usados ​​para auxiliar pacientes com funções motoras prejudicadas. Por meio de um novo exoesqueleto adaptável, o projeto Symbitron espera revolucionar a reabilitação de pacientes.

Lesão da medula espinhal (LM) pode levar à paraplegia, a perda de movimento na parte inferior do corpo. Esforços de pesquisa recentes para tratar a SCI e restaurar o movimento parcial resultaram no desenvolvimento de exoesqueletos auxiliares. Considerando que o recrutamento ativo do sistema neuromuscular em pacientes com LM pode promover a recuperação motora, exoesqueletos devem responder tanto ao usuário quanto ao ambiente.

O projeto Symbitron, financiado pela UE, foi uma iniciativa de quatro anos que teve como objetivo desenvolver um bioinspirado, exoesqueleto personalizável. "Nosso principal objetivo era permitir que os pacientes com LM andassem sem assistência adicional, complementando sua função motora restante, ″ Explica o coordenador do projeto Prof. Herman van der Kooij.

Um design centrado no paciente

O exoesqueleto Symbitron foi baseado em uma solução totalmente customizada que complementa as capacidades únicas restantes de cada paciente. O design era único, pois reproduzia a funcionalidade neuromuscular fisiológica enquanto integrava perfeitamente a funcionalidade humana residual.

Os pesquisadores empregaram modelos dinâmicos de músculos dos membros inferiores para auxiliar a marcha de sujeitos com LM, recriando o comportamento humano por meio da cinemática das articulações, medidas cinéticas, e ativações musculares. Os modelos foram baseados em dados clínicos medidos de indivíduos saudáveis ​​e pacientes com LM. O controlador de exoesqueleto gerado exigiu muito poucas entradas de ângulos articulares, posição, e detecção de balanço para simular caminhadas em diferentes velocidades e terrenos. Ele também demonstrou robustez contra perturbações e distúrbios ambientais.

Juntamente com a ampla otimização do projeto e controle, ênfase considerável foi dada à interação simbiótica bidirecional homem-máquina dos exoesqueletos vestíveis. O exoesqueleto modular pode ser modificado para o tamanho e as capacidades de diferentes sujeitos usando diferentes configurações, ou seja, apenas suporte de tornozelo, suporte tornozelo-joelho, ou suporte tornozelo-joelho-quadril. Também é possível apoiar apenas uma ou ambas as pernas. Além disso, a modularidade eletrônica e mecânica é reconhecida automaticamente pelo respectivo software para adaptar o desempenho às necessidades específicas do usuário.

Impacto clínico

Para fornecer prova clínica de conceito para segurança e funcionalidade do sistema, o consórcio Symbitron desenvolveu um ambiente de treinamento e protocolos de treinamento para pacientes com LME e seus médicos. O projeto empregou sujeitos com LM incompleta que precisavam apenas de apoio no tornozelo ou no tornozelo e joelho, e pacientes com SCI completos que precisavam de suporte total de ambas as pernas.

"Os testes clínicos mostraram que o hardware e o software podem ser ajustados às características específicas desses assuntos, fornecendo uma prova da viabilidade de nossa abordagem única, ″ Enfatiza o Prof. van der Kooij. Mais importante, os controladores de inspiração biológica - em contraste com as abordagens convencionais - permitiam padrões de marcha variáveis ​​em termos de velocidade e comprimento do passo.

Os resultados foram muito promissores, com todos os sujeitos com LM incompleta melhorando sua velocidade de caminhada e / ou equilíbrio durante o treinamento e dois sujeitos com LM completa caminhando novamente. Em alguns casos, um efeito de reabilitação foi observado após o treinamento com os dispositivos Symbitron, mesmo quando os sujeitos não usavam o dispositivo. A análise psicométrica também validou a satisfação do paciente e a motivação para melhorias futuras.

O Prof. van der Kooij está esperançoso de que "embora os resultados clínicos ainda sejam preliminares, o treinamento com os dispositivos Symbitron parece melhorar o andar de sujeitos que ainda têm alguma função restante. ″ Isso sugere que o suporte oferecido pela abordagem Symbitron pode se estender além de sujeitos com LM, como para a reabilitação de sobreviventes de AVC.