Экзоскелет-ассистированная реабилитация в педиатрии: практическое применение и перспективы интеграции

Среди неврологических заболеваний детский церебральный паралич (ДЦП) по-прежнему остается одной из ведущих причин детской инвалидизации, ведь его основные проявления (нарушение локомоторных функций и постурального контроля) препятствуют росту, развитию и полноценной социальной адаптации ребенка.

ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫЕ МЕТОДИКИ

Отсутствие должного постурального контроля у детей с ДЦП связано с формированием патологических двигательных стереотипов вследствие нарушения развития соответствующих двигательных навыков с первого года жизни. Поэтому своевременное начало комплексной реабилитации детей с ДЦП в раннем периоде жизни позволит повысить шансы на эффективность восстановительного этапа, тем самым снизив риск поздних осложнений, в частности формирования ранних контрактур и деформации суставов.

Особое внимание в спектре восстановительных методик сейчас уделяется роботизированной механотерапии как одному из самых актуальных направлений двигательной реабилитации. Получено много доказательств эффективности реабилитационных воздействий с использованием роботизированных тренажеров у подростков и взрослых. Особенно перспективны и востребованы такие механизированные реабилитационные комплексы, как система медицинских экзоскелетов, интерес к которой неуклонно растет в последнее время.

ДИЗАЙН ИССЛЕДОВАНИЯ

Возможности применения экзоскелетов в реабилитации детей раннего и дошкольного возраста в настоящее время недостаточно изучены. Чтобы восполнить этот пробел, с января 2023 по декабрь 2025 года мы исследовали возможности применения экзоскелета у детей с двигательными нарушениями и его эффективность в реабилитации данной группы пациентов. Работа проводилась в рамках прикладного научного исследования.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Пациенты были разделены нами на три группы: группу I составили 29 дошкольников с ДЦП, получавших традиционные реабилитационные процедуры, группу II — 29 дошкольников с ДЦП, в реабилитационный комплекс которых входили тренинги с экзоскелетом ExoAtlet Bambini, группу III — 14 младших дошкольников, в реабилитационную программу которых были включены тренировки с маленьким экзоскелетом ExoAtlet Sofia.

Для анализа данных использовали современные шкалы, тесты, данные аппаратно-программного обеспечения, позволяющие оценить изменение биомеханических параметров и показателей работоспособности той или иной группы мышц.

Анализ динамики неврологических и реабилитационных показателей осуществлялся по результатам стандартизованных инструментов: модифицированной шкалы Эшворта, шкалы оценки мышечной силы, индекса ходьбы Хаузера, теста «Встань и иди», шкалы клинического наблюдения ходьбы. Особенности биомеханических характеристик ходьбы и устойчивости вертикальной позы (положение тела в пространстве) при этом оценивались с помощью подографии.

ТРАЕКТОРИЯ ИЗМЕНЕНИЙ

По результатам гониометрии прослеживалась положительная динамика у детей всех групп в виде увеличения объема движений в тазобедренных, коленных и голеностопных суставах. Однако статистически значимая разница изменений амплитуды движений в голеностопных суставах прослеживалась у детей, получавших в комплексе реабилитационных воздействий индивидуализированные занятия с применением экзоскелета.

Клиническая оценка на фоне восстановительного комплекса с использованием экзоскелета к концу реабилитации показала достоверное улучшение вертикальной позы, ходьбы и постурального контроля в целом. Корреляционный анализ по окончании реабилитации продемонстрировал статистически значимые связи между общим количеством тренингов в экзоскелете, динамикой индекса Хаузера (p = 0,033 в группе II, p = 0,045 в группе III), результатами теста «Встань и иди» (p = 0,038 в группе II, p = 0,49 в группе III).

Показатели подографического исследования свидетельствуют о статистически значимом улучшении походки у детей из групп II и III по сравнению с детьми из группы I, не участвовавших в занятиях с экзоскелетом. Динамика зафиксирована в виде увеличения длины шага, уменьшения времени опоры на правую и левую ногу, снижения ширины шага и частоты шагов, улучшения равновесия и уменьшения асимметрии вертикальной позы и шага. Также была прослежена биомеханическая динамика по параметрическим показателям непосредственно использовавшихся экзоскелетов (табл.). Полученные изменения были статистически значимы (p = 0,05) у детей из групп II и III.

ПОДВЕДЕНИЕ ИТОГОВ

Согласно результатам исследования, у пациентов с ДЦП после курса реабилитационных мероприятий с тренингами в экзоскелете наблюдалось существенное увеличение объема тыльного сгибания в голеностопных суставах, что свидетельствует об улучшении устойчивости тела в пространстве за счет большей площади опоры в связи с купированием эквинусной установки стоп. Выявлена тенденция к коррекции стереотипа ходьбы — улучшение скоростных и временных показателей шагового цикла при оценке по шкале OGS (клиническая шкала походки) с последующим ремоделированием фаз ходьбы. К концу реабилитации наблюдалась положительная динамика баланса при вертикализации за счет повышения синхронизации функций нижних конечностей и более симметричного распределения нагрузки на них.

Таким образом, у всех пациентов после локомоторного тренинга повысилась упорядоченность временных характеристик шагового цикла и произошло улучшение устойчивости вертикализации в положении стоя и в момент походки (тенденция к нормализации). На основании динамических показателей можно сделать заключение и об улучшении постурального контроля пациентов, получивших полный курс индивидуализированной комплексной реабилитации с применением экзоскелета.

УНИКАЛЬНОСТЬ РЕЗУЛЬТАТОВ

Впервые в качестве объекта изучения были выделены дети раннего и дошкольного возраста с оценкой реабилитационного потенциала экзоскелетных технологий в данных группах. Полученные данные раскрывают двухуровневую картину адаптации: если организм детей более старшего возраста демонстрирует большую устойчивость и приспособление к стандартным нагрузкам, то растущий организм участников младшего возраста обладает уникальным преимуществом — повышенным потенциалом нейропластичности. Это обстоятельство диктует необходимость повышенного внимания к детям младшей возрастной группы: их реабилитационные программы должны быть основаны на инициальной и динамической оценке антропометрических, соматических и нейропсихических параметров каждого ребенка и требуют особенно тщательного дозирования и контроля физиологических возможностей.

Масштабирование разработанной мультидисциплинарной реабилитационной программы, включающей персонализированный выбор методик роботизированной механотерапии для детей раннего и дошкольного возраста с двигательными нарушениями, позволит значимо улучшить возможности абилитации и реабилитации таких пациентов и их качество жизни.