In het National Institutes of Health (NIH) Clinical Center in Bethesda, Maryland, doen kinderen met cerebrale parese exoskeletten om hen te helpen effectiever te leren lopen. En ze doen het graag, mede vanwege de franchise van miljard dollar aan Iron Man- films.
"Deze kinderen waren eigenlijk heel opgewonden om deze bretels aan te trekken, en een paar merkten op dat ze vergelijkbaar waren met superhelden, " zegt Thomas Bulea, een stafwetenschapper bij de NIH Clinical Center Department of Rehabilitation Medicine.
Hersenverlamming is de hoofdoorzaak van invaliditeit bij kinderen en treft ongeveer 3, 3 kinderen per 1.000 geboorten. Het is een groep neurologische bewegingsstoornissen veroorzaakt door hersenafwijkingen of letsel vóór, tijdens of kort na de geboorte. Kinderen en volwassenen met cerebrale parese kunnen ledematenzwakte, te strakke spieren, tremoren en gebrek aan coördinatie hebben.
Een van de grootste problemen voor veel mensen met cerebrale parese staat bekend als "hurken gang", of lopen terwijl de knieën overmatig gebogen zijn. Kinderen met cerebrale parese lopen vaak van nature in een gehurkte houding omdat hun spieren te zwak zijn om ze rechtop of te strak te houden om ze hun benen volledig te laten uitstrekken. Maar in deze positie lopen vergt een enorme hoeveelheid energie. En hoewel het duurzaam kan zijn terwijl een kind klein en licht is, wordt het, wanneer het groter en zwaarder wordt, steeds moeilijker om in een gehurkte positie te bewegen.
"Dat resulteert in een neerwaartse cyclus waarin mobiliteit - het vermogen om te lopen - verslechtert, " zegt Bulea.
Op volwassen leeftijd kunnen veel mensen die ooit met een gebogen gang liepen helemaal niet meer lopen.
Dat is waar het exoskelet binnenkomt. Het pak, een reeks gemechaniseerde metalen steunen op de benen, helpt bij het verlengen van de knie op belangrijke punten in de loopcyclus, waardoor de kinderen hun benen meer kunnen strekken dan normaal.
Exoskeleton close-up (NIH) Bulea en zijn team bestudeerden zeven kinderen met cerebrale parese gedurende een periode van zes kliniekbezoeken. Bij elk bezoek liep het kind met het exoskelet terwijl onderzoekers zijn of haar gang bestudeerden. De resultaten waren veelbelovend, zegt Bulea. Zes van de zeven kinderen hadden verbeteringen in knieverlenging die vergelijkbaar waren met of groter waren dan die welke worden gezien bij chirurgie, een van de conventionele behandelingen voor crouch-loop. De aard van de operatie hangt af van de exacte oorzaak van het gehurkte gang bij het specifieke kind, maar gaat vaak gepaard met verlenging van samengetrokken spieren en pezen. De kinderen hielden ook spieractiviteit aan, wat betekent dat ze nog steeds op hun eigen kracht vertrouwden en niet alleen op het pak leunden.
"Dat is echt een bemoedigend teken dat deze beugel bij langdurig gebruik misschien een haalbare manier is om van houding te veranderen, maar ook om spieren te trainen en te trainen", zegt Bulea.
Het onderzoek werd gepubliceerd in het tijdschrift Science Translational Medicine .
De volgende stap is een grotere proef waarbij kinderen exoskeletten een jaar of langer thuis gebruiken. Bulea en zijn team hopen dat de exoskeletten sommige kinderen in staat stellen hun loopvaardigheid voldoende te verbeteren zodat ze geen externe ondersteuning meer nodig hebben. Voor andere kinderen met ernstigere loopproblemen kan het exoskelet soms worden gebruikt voor gebruik, zoals bij het lopen over een lange afstand.
Het team wil ook het exoskelet testen op kinderen met mobiliteitsproblemen die verband houden met spina bifida of ruggenmergletsels.
Bulea schat dat het enkele jaren zal duren voordat zijn onderzoek is voltooid en het exoskeleton klaar is voor massaproductie.
Het exoskelet in actie (NIH) Exoskeletons hebben de laatste jaren een moment gehad. Onderzoekers hebben robotachtige exoskeletten ontwikkeld waarmee mensen met een beroerte of ruggenmergletsel kunnen staan en lopen, waardoor bouwvakkers en soldaten zware voorwerpen kunnen dragen met minder vermoeidheid en minder kans op letsel, en mensen met verlamming de mogelijkheid geven om te bewegen met behulp van hun gedachten. Maar de exoskeletten hebben de overgang van onderzoekslaboratorium naar markt niet goed gedaan. Ze zijn meestal vrij duur, bijvoorbeeld tussen de $ 40.000 en $ 100.000. En experts zeggen dat ze vaak nog te omvangrijk en complex zijn om vooral nuttig te zijn in een thuissituatie. Sommigen vragen zich zelfs af of de nadruk op rechtop lopen een vorm van bekwaamheid is die suggereert dat lopen "normaler" is dan het gebruik van een rolstoel, en dat een beter gebruik van middelen zou zijn om onze steden toegankelijker te maken voor mensen die mobiliteitshulpmiddelen gebruiken.
Alle eerdere onderzoeken naar exoskeletten zijn gedaan bij volwassenen, zegt Bulea. Hij is verheugd te hebben laten zien dat de technologie ook voor kinderen effectief kan zijn. Voor hen kunnen exoskeletten daadwerkelijk helpen een vaardigheid te behouden die ze momenteel hebben, maar het risico lopen te verliezen: het vermogen om te lopen.
"Hoe eerder u ingrijpt, hoe groter de kans op een succesvoller resultaat", zegt hij.
