Роботы помогают в реабилитации больных ДЦП
В России есть очень убежденный в своей сверхсиле человек – это Елена Валентиновна Письменная, научный руководитель небольшого стартапа «ЭкзоАтлет». Она уверена, что с помощью их изобретения можно поставить на ноги и сделать полностью самостоятельными людьми практически всех больных детским церебральным параличом (ДЦП).
ДЦП – тяжелейшее заболевание, связанное с поражением частей головного мозга, ответственных за двигательные функции человеческого организма. В России 1,5 миллиона человек живут с этим диагнозом.
И всем им можно помочь.
«Чудесным» средством является экзоскелет. Экзо по-гречески – снаружи. И действительно, это жесткий металлический каркас, который охватывает человека от груди до стоп каждой из ног. На нем стоит несколько двигателей, которые обеспечивают передвижение ног.
Экзоскелет ExoAtlet пригоден для пациентов ростом от 150 до 190 см и весом до 100 кг. Вес самого экзоскелета – 23 кг. Основную тяжесть создают электрические батареи за спиной и четыре двигателя, которые управляют тазобедренными и коленными суставами.
Автор побывал в таком экзоскелете. Здорового человека он безусловно обескураживает, заставляя переставлять ноги помимо воли. Больному же, он «навязывает естественный паттерн ходьбы» — так говорят специалисты по экзореабилитации.
От МЧС к детям. История стартапа
История стартапа «ЭкзоАтлет» началась в 2014 году, когда команда разработчиков с опытом создания экзоскелета для сотрудников МЧС, занятых на тяжелейших работах при ликвидации различных техногенных катастроф, объединилась с менеджерами и запустила разработку версии для реабилитации — разработчикам пришла мысль, что с помощью их изобретения можно помочь встать на ноги больным, которые не способны поднять даже собственный вес. Так появился первый российский медицинский экзоскелет.
О компании «ЭкзоАтлет»
Первый серийный ExoAtlet был создан в России в 2016 году. Двумя годами позже произошло объединение научно-инженерной команды с менеджерами. К команде присоединились основатели проекта «ЭкзоАтлет» — Екатерина Березий и Михаил Крундышев. Первые клинические испытания экзоскелета прошли в клинике имени Н.И.Пирогова в 2016 году. Тогда же было запущено серийное производство экзоскелетов. Сейчас они имеются в более 50 клиниках России, в десяти медицинских центрах Южной Кореи, в Китае, Казахстане и Европе. У компании «ЭкзоАтлет» есть представительства в России, Южной Корее, США, Люксембурге, Китае и Японии. В ближайшее время планируется получение сертификата Ce Mark и FDA.
Экзореабилитация доступна для пациентов с травмой позвоночника, ДЦП, последствиями инсульта, рассеянным склерозом и после эндопротезирования. Главное условие — отсутствие противопоказаний и достаточная функциональность рук.
В апреле 2019 года «ЭкзоАтлет» представил первый прототип новой разработки «ЭкзоАтланта» — промышленного экзоскелета.
Дети с их растущими, еще «незакостеневшими» организмами – наиболее перспективные пациенты.
Невозможность обычных движений для больных с ДЦП связана с некорректным управлением двигательным аппаратом головным мозгом, что зачастую приводит к жесткой спастике мышц (сочетание спазма, мышечного паралича и перенапряжения мышц). До сих пор основными в лечении остаются медикаментозные методы. Для расслабления токсин вкалывают непосредственно в мышцу. Точность сильно зависит от мастерства врача. Ошибка может привести к тому, что больной совсем обмякает и уже не может даже встать. Но и в лучшем случае положительного эффекта хватает на три-четыре месяца. И проблема в том, что в это время пациента не учат правильным движениям, ходьбе.
Экзоскелет исключает негативные эффекты. «У нас только помощь, никакого вреда, — утверждает Елена Письменная. — ДЦП – это просто отсутствие локомоторного навыка и генератора движения в мозге человека. Когда ребенку прошили в мозг локомоторный паттерн, то он его дальше использует не задумываясь».
Александра Афанасьева (Москва) /ДЦП, спастическая диплегия/ опыт экзореабилитации 1,5 года:
«В 2018 году в Евпаторийском военном детском клиническом санатории в Крыму я прошла пять занятий на экзоскелете. Потом уже в Москве более, наверное, 90 занятий занималась в «ЭкзоАтлете».
Определенно, стало легче ходить, стали больше выпрямляться колени. Я сама без поддержки могу проходить большее расстояние. Я стала меньше волочить ноги, когда хожу, то есть перестала носками загребать».
Утрата нейропластичности сильно влияет на менталитет, надежды и стремления пациента. Многие начинают с абсолютного безразличия к происходящему вокруг. Елена Валентиновна рассказала про пациентку «с безумной спастикой». Она не могла встать, на происходящее вокруг почти не реагировала и совсем не проявляла интереса к жизни. До двух лет девочка еще как-то ходила, но когда начался интенсивный рост, а после 12 лет – гормональный всплеск, мышцы совсем перестали слушаться. В итоге конечности у нее были скрючены, двигались несуразно. Когда девушка пошла в «ЭкзоАтлете» первый раз, она просто ожила: «Ох, как мне хорошо!» В результате тренировок она может самостоятельно, держась за мизинец мамы, пройти 10-15 метров.
«Когда мы закончим разработку моделей для малышей, за счёт ранней реабилитации мы сможем дать им возможность самостоятельно ходить более уверенно, — обещает Письменная. — У них нет еще тех дополнительных патологий, которые развиваются с ростом организма. Установить ДЦП можно в 8-9 месяцев. И учить их ходить нужно с самого раннего возраста».
Сейчас инженеры «ЭкзоАтлета» испытывают экзоскелет ExoAtlet Bambini, рассчитанный на рост от 70 см. Конечно, дальше в течение всей жизни надо будет заниматься поддерживающей активностью, но уже без экзоскелета и помощи врачей, просто ходить.
Подъем тяжелейших нозологий
К 1,5 миллионам больных ДЦП, кому способна помочь экзореабилитация, можно добавить 400 тысяч человек, которые ежегодно в России переносят инсульт. Еще 150 тысяч россиян живет с диагнозом рассеянный склероз, а не менее 100 тысяч имеют травматические болезни спинного мозга (ТБСМ). Сейчас в «ЭкзоАтлете» проводят исследования для работы с пациентами после эндопротезирования.
«Наш опыт говорит, что применение экзоскелета ExoAtlet в комплексной терапии пациентов на раннем сроке восстановления после инсульта очень эффективно. И те клиники, которые проводят экзореабилитацию пациентов после инсультов, крайне вдохновлены результатами. Я уже не говорю, в какой степени благодарны будут пациенты. Возможность двигаться самостоятельно дает ощущение свободы человеку, который в течение месяца считал, что он безвозвратно буквально потерян для общества, для семьи… Возможность в течение месяца встать на ноги и двигаться самому с использованием экзоскелета— это дорогого стоит».
Онофрийчук В.Ф., заведующий службой медицинской реабилитации ГКБ №67 им. Л.А.Ворохобова (Москва), ведущий врач 1-го отделения реабилитации
Отчасти с взрослыми может оказаться легче работать, чем с маленькими детьми. Взрослых не нужно учить ходить с нуля, необходимо помочь вспомнить имевшийся у них навык.
У «ЭкзоАтлета» есть опыт работы с мужчиной 65 лет. «После инсульта он долгое время только лежал, не мог даже говорить, врачи его не хотели брать заниматься, считая безнадежным, но решили попробовать, потому что он раньше увлекался спортом и физически был крепок. На третье занятие он начал ходить сам, потом появилась речь», — рассказала Алина Зверева, руководитель маркетинга российского офиса «ЭкзоАтлета».
Сидячий или тем более лежачий образ жизни ведет к множеству новых осложнений для человека с проблемами опорно-двигательного аппарата: нарушается кровоснабжение мышц, появляются пролежни, вымывается кальций, начинают неправильно работать внутренние органы. Отсюда масса сопутствующих малоподвижному образу жизни болезней. «Бездействие и апатия – опасны. Организм перестает тратить энергию на незадействованные части, рано или поздно они атрофируются», — поясняет Елена Письменная.
«…пациенты улучшают качество ходьбы, эмоционально меняются. Очень неожиданными для нас были неврологические улучшения у части пациентов, то есть прирост силы мышц, в том числе у полностью парализованных больных. Это редкость. Это результат объединения двух методик — очень интенсивных тренировок в экзоскелете ExoAtlet и электростимуляции спинного мозга для активизации локомоторных функций».
Шапкова Е.Ю., ведущий научный сотрудник лаборатории клинической нейрофизиологии и нейрореабилитационных технологий Санкт-Петербургского НИИ фтизиопульмонологии
«Все врачи, когда рассказывают о своем опыте экзореабилитации, отмечают неожиданный эффект выхода из депрессии. Это характерно и для больных с ДЦП, и для инсультников, и для спинальников. У людей появляется желание жить», — отмечает Елена Валентиновна. Она рассказала об одном из пациентов с многочисленными пулевыми ранениями в позвоночник. Вначале он даже голову не мог держать. Сейчас он пользуется коляской и даже ходит с ходунками по квартире. Работает дистанционно в отделе снабжения «ЭкзоАтлета» и при необходимости выполняет функции пилота – так здесь называют пользователей экзоскелета, как испытателей, так и демонстраторов.
Вертикальное положение — физиологически правильное для человека — очень полезно даже для пациентов с полным разрывом спинного мозга. Это невероятно, но когда подобные больные осваивают передвижение в экзоскелете, у них частично восстанавливается связь с конечностями. Письменная признает: это полностью противоречит представлениям традиционной медицины, но ссылается на то, что организм человека еще недостаточно изучен. В практике экзореабилитации есть пациенты с травмами в шейном отделе позвоночника, свое тело они почти не чувствуют. Но когда они встают, у них появляется внутренняя чувствительность, которая передается через кости, через периферическую нервную систему. Уже доказано, что нейропластичность мозга существует. Мозг начинает налаживать с организмом новые связи в обход повреждений центральной нервной системы. Студентов со второго курса учат, что нервные клетки не восстанавливаются. Но, пациенты на своем опыте видят невероятные изменения — возникают новые связи между разными участками мозга, подключаются ранее незадействованные участки.
Есть опыт интеграции VR-технологий в экзореабилитацию для пациентов с травмами спинного мозга. Сейчас в компании активно ведется разработка по сочетанному применению ExoAtlet и нейроинтерфейса, продемонстрированная впервые на международном симпозиуме ExoRehab Spotlights в 2018 году Михаилом Лебедевым и Алексом Осадчим.
В дальнейшем это направление исследований было подхвачено международной группой исследователей под руководством Мигеля Паиш-Виейра из Института медицинских наук Католического университета Порту (Португалия), который разрабатывает свой проект, в котором экзоскелет напрямую контролируется мозговой активностью пользователя с дополненной виртуальной реальностью, тактильной и тепловой обратной связью.
Подъемная сила воли
В отличие от медикаментозных методов экзореабилитация даёт надежду на восстановление, но требует времени и высочайшей вовлечённости всех участников – врачей, пациентов и их родственников. Сложнее всего инструкторам — водить в экзоскелете в течение часа беспомощных больных физически тяжело. И терпение надо иметь кратно более ангельское, чем у инструкторов по автовождению.
Евгений Кондратишко (Брянск) / Травма шейного отдела позвоночника (2010 год); экзореабилитация 6 месяцев
«После экзоскелета я могу встать и стоять. Такого не было с 2013 года. У меня второе дыхание открылось. Пашу как конь. Меня подтолкнул результат».
Однако в «ЭкзоАтлете» по опыту знают, что врачей меньше всего надо убеждать. «Для них главная мотивация – помогать людям. Мы сразу говорим: делайте все правильно, не на отвали, а с душой, и у вас все получится. Врач сам счастлив, если он видит, что ему удается помогать человеку. А экзоскелет чаще всего демонстрирует быстрый успех пациента. Это становится настоящим двигателем для врача, — объясняет Елена Письменная. — У нас есть клиники, где экзоскелет используют по восемь часов в день».
«Наши инновационные технологии и для врача, и для клиники – это как трамплин, который позволяет выйти на новый уровень, — продолжает Елена Валентиновна. — Мы всячески поддерживаем врачей, которые интенсивно используют экзоскелет. Как правило они параллельно проводят наблюдения, различные исследования, сами получают гранты, выступают на конференциях, где делятся опытом с коллегами». Экзореабилитация – это интересное и новое с научной точки зрения направление в медицине. Здесь нет пока гигантского списка исследований, в котором может затеряться фамилия нового автора.
Ренат Исхаков (Новосибирск) / Перелом позвоночника в грудопоясничном отделе (2011 год); экзореабилитация 3 года
«Ноги лежа могу поднять, согнуть колени. Ком в горле стоит от этого, радуешься через столько лет. Все начинает просыпаться».
Западная практика реабилитации идет по пути полной перестройки жизненного пространства вокруг инвалида под его новые нужды. «А мы считаем, что человека можно и нужно восстанавливать. Мы заставляем организм работать и оживать. Он вполне может это делать», — убеждена Елена Письменная.
Есть совсем уж трудно поддающиеся логическому объяснению барьеры. Паралимпийцам за участие в соревнованиях неплохо платят, если они восстанавливаются, то такой поддержки лишаются. Некоторые мамы детей с ДЦП говорят: «Вы что? Меня же лишат пенсии». Есть помощь фондов, летние поездки. «Я с ним объездила всю Европу». Поэтому в «ЭкзоАтлете» убеждены, что заниматься с детьми надо, когда они маленькие, пока у родителей не произошло ментальное обустройство в инвалидном мире.
Фитнес-центры для инвалидов
Некоторые государственные клиники уже сейчас включают экзореабилитацию в перечень услуг, которыми пациенты могут пользоваться по полису обязательного медицинского страхования (ОМС). Но как правило, речь идет о двухнедельном курсе раз в год. Этого хватает не всем, так как для полноценной реабилитации тренировок должно быть более 30 подряд.
Выход в «ЭкзоАтлете» видят в создании сети центров экзореабилитации в шаговой доступности, по аналогии с фитнес-центрами, только для инвалидов. Это позволит пациентам проходить реабилитацию в формате тренировки. Проект получил название «ЭкзоДжим» (ExoGym).
«При оценке экономической эффективности внедрения оборудования необходимо чётко представлять баланс между тремя составляющими результата: экономическими, медицинскими и социальными… Анализ показывает, что ExoAtlet является представителем линейки реабилитационного оборудования, способным удерживать этот баланс в равных частях – что и является оптимальным вариантом».
Мартынович Ю.Б., главный врач ГАУ «Медицинский центр г. Жуковки», главный внештатный специалист по медицинской реабилитации департамента здравоохранения Брянской области
Организаторы верят в экономику этого проекта. При средней стоимости экзоскелета в 3,5 млн рублей час занятий в самой дорогой частной клинике Москвы стоит около 5 тыс. рублей. При более широком предложении или включении услуги в ОМС цену часа можно заметно снизить. И все равно экзоскелет окупится за один-два года при достаточно интенсивном его использовании. Срок эксплуатации – 5 лет. При этом в рамках регулярного техобслуживания, как правило, проводится дополнительное усовершенствование, продлевающее его работоспособность.
Академия экзореабилитации
В России до сих пор практика медицинской экзореабилитации крайне мало распространена. Поэтому перед компанией «ЭкзоАтлет» помимо производства и внедрения техники в клиники, встала задача подготовить рынок, прежде всего, обучить специалистов. В компании есть конструкторы, инженеры-технологи и менеджеры, а вот специалистов по обучению экзореабилитации недостаточно для внедрения новой технологии по всей стране и за ее пределами. Поэтому стартап обратился за помощью к Фонду инфраструктурных и образовательных программ Группы РОСНАНО, обладающему богатым опытом создания интенсивных курсов повышения квалификации для специалистов высокотехнологичных секторов. Разрабатывает программу «Медицинская реабилитация пациентов с применением роботизированного комплекса ExoAtlet» Московский государственный медико-стоматологический университет (МГМСУ) имени А.И.Евдокимова. Его ректор Олег Янушевич заверил, что университет готов поддержать реализацию проекта.
В «ЭкзоАтлете» создание образовательной программы считают только первым шагом на пути формирования единой платформы для обучения и обмена данными между медицинским сообществом, которую они называют ExoEdu.
«Мы стартап, маленькая компания, нас не хватает на процесс обучения и контроля за правильностью действий инструкторов. В клинику во Владивостоке лишний раз не доберешься. И у нас таких средств нет, и клинике, чаще всего государственной, тоже не просто добиться выделения денег на эти цели, — рассказывает Алина Зверева. — Часто врачи меняются, обучают друг друга сами, и это может способствовать накоплению ошибок».
В компании «ЭкзоАтлет» надеются, что образовательная программа станет таким своеобразным постоянно обновляемым и пополняемым справочником, к которому можно обратиться в любое время. Из-за большой специфики применения экзореабилитации для разных больных, врачам часто требуется быстро восстановить свои знания по механизмам решения тех или иных проблем. Экзоскелеты предназначены для разных нозологий, каждая со своей спецификой. Везде локомоторные нарушения, но требуются разные методики восстановления. В итоге инструктор лечебной физкультуры с помощью одного и того же инструмента, но разных аксессуаров к нему должен уметь подобрать оптимальный персонально для каждого пациента сценарий лечения.
Фактор врачебных ошибок возможно снизить только путём повышения уровня теоретической подготовки, тренировкой навыков, планомерно устраняя неумелость, незнания и неопытность — для пациентов, которые долгое время вынуждены лежать или пользоваться инвалидными колясками, любые ошибки могут иметь тяжелые последствия.
***
Понятно, что чудес не бывает. Повреждённой спинной мозг не всегда можно восстановить. Последствия инсультов бывают такими, что некоторых на ноги не поставишь. Да и у детей с ДЦП бывают тяжелейшие патологии не только нижних, но и верхних конечностей. Но и для них ранняя реабилитация способна творить чудеса. Может быть, бегать они и не будут, но сделать их самостоятельными мы в силах. Мы можем попытаться это сделать, а значит, обязаны. Мало ли чудес человечество сделало своими руками? Почему бы какому-нибудь амбициозному губернатору не взяться за программу «Регион без ДЦП». Успех одного заставит подключиться к программе остальных.
