Экзоскелет для детей
Исследователи национального научно-исследовательского совета Испании представили первый в своем роде детский экзоскелет, предназначенный для пациентов со спинальной мышечной атрофией – генетическим дегенеративным заболеванием, частота которого в Испании составляет один случай на 10 000 новорожденных. Аппарат массой 12 кг изготовлен из алюминия и титана и предназначен для обеспечения пациентам возможности самостоятельно ходить. В настоящее время технология проходит доклинические исследования.
Конструкция состоит из двух длинных поддерживающих стержней, или ортезов, располагаемых по бокам ног и торса пациента. На уровне суставов размещается серия моторов, воспроизводящих движения человеческих мышц и наделяющих ребенка достаточной силой для того, чтобы встать и идти. Помимо этого устройство включает комплекс сенсоров, контроллер движений и аккумуляторную батарею, поддерживающую функционирование всей системы на протяжении 5 часов.
По словам одного из разработчиков экзоскелета, Елены Гарсиа (Elena Garcia), основная сложность разработки педиатрических экзоскелетов обусловлена тем, что симптомы нейромышечных заболеваний, таких как спинальная мышечная дистрофия, изменяются с течением времени. Поэтому фундаментальной является способность экзоскелета самостоятельно адаптироваться к этим изменениям. Предложенная авторами модель имеет «умные» суставы, автоматически изменяющие жесткость конструкции, по необходимости адаптируя ее к симптомам каждого ребенка.
Экзоскелет предназначен для детей в возрасте 3-14 лет. Входящие в состав каждой «ноги» пять моторов (для функционирования каждого из которых требуется определенное пространство) ограничивают ее минимальную длину. Более того, непредсказуемость движений маленьких детей вынудила разработчиков установить минимальный возрастной предел на трех годах. При других патологиях, не ограничивающих подвижность всех суставов и позволяющих обойтись меньшим количеством моторов, можно использовать конструкцию меньшего размера.
Спинальная мышечная атрофия является одним из наиболее серьезных дегенеративных нейро-мышечных заболеваний у детей и характеризуется высокой смертностью среди страдающих от нее пациентов. Она имеет генетический характер и вызывает прогрессирующую мышечную слабость. Обусловленная этой слабостью неподвижность приводит к развитию множества патологий, в том числе сколиоза и остеопороза, а также нарушений легочной функции.
Тип 1 является наиболее тяжелой формой из трех форм заболевания и диагностируется на первых месяцах жизни. Такие пациенты редко доживают до 18 месяцев. Спинальная мышечная атрофия 2 типа, для облегчения симптомов которой и предназначен экзоскелет, выявляется между 7-м и 18-м месяцами жизни. Такие дети не могут ходить, что приводит к значительному ухудшению состояния их здоровья; в том числе любая респираторная инфекция является для них смертельно опасной. Однако, несмотря на это, некоторым пациентам с таким диагнозом удается дожить до взрослого возраста. Диагноз спинальной мышечной атрофии 3 типа ставится в возрасте 18 месяцев, однако симптомы в полной мере проявляются только в подростковом возрасте, когда пациент утрачивает способность ходить. Это, как правило, не сказывается на продолжительности жизни, однако значительно ухудшает ее качество.
Разработчики надеются, что созданный ими экзоскелет позволит пациентам со спинальной мышечной атрофией 2 типа ходить, что предотвратит развитие сколиоза, а также запускаемой им цепи патологий.
Евгения Рябцева
Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru по материалам Spanish National Research Council: CSIC introduces the world’s first child-exoskeleton for spinal muscular atrophy.
15.06.2016