Ruggenmergletsel (SCI) kan verwoestende schade aanrichten, inclusief verlies van mobiliteit en gevoel. Elk jaar, er zijn naar schatting 17, 000 nieuwe SCI's alleen al in de VS, een hoger percentage dan in de meeste regio's van de wereld. In aanvulling, het aantal SCI's bij mensen van 65 jaar of ouder zal naar verwachting stijgen in de VS, van 13,0% in 2010 tot 16,1% in 2020. Gegevens laten ook een hoog overlevingspercentage zien voor deze patiënten, die in het dagelijks leven moeten functioneren, maar zitten een grote uitdaging vinden.

Een Columbia Engineering-team heeft een robotapparaat uitgevonden - de Trunk-Support Trainer (TruST) - dat kan worden gebruikt om mensen met dwarslaesie te helpen en te trainen om stabieler te zitten door hun rompcontrole te verbeteren, en zo een uitgebreide actieve zitwerkruimte krijgen zonder om te vallen of hun handen te gebruiken om te balanceren. De studie, vandaag gepubliceerd in Spinal Cord Series and Cases, is de eerste die de zit-werkruimte van patiënten met dwarslaesie meet en definieert op basis van hun actieve rompcontrole.

"We hebben TruST ontworpen voor mensen met dwarslaesie die typisch rolstoelgebruikers zijn, " zegt Sunil Agrawal, de PI van het project en hoogleraar werktuigbouwkunde en revalidatie en regeneratieve geneeskunde. "We ontdekten dat TruST niet alleen voorkomt dat patiënten vallen, maar maximaliseert ook de bewegingen van de romp buiten de houdingscontrole van de patiënt, of evenwichtslimieten."

TruST is een gemotoriseerde, door een kabel aangedreven riem die op de romp van de gebruiker wordt geplaatst om de limieten voor houdingscontrole en het zitwerkruimte bij mensen met dwarslaesie te bepalen. Het oefent krachten uit op de romp wanneer de gebruiker tijdens het zitten bewegingen van het bovenlichaam uitvoert die de grenzen van de houdingsstabiliteit overschrijden.

De vijf proefpersonen met dwarslaesie die deelnamen aan de pilotstudie werden onderzocht met de Postural Star-Sitting Test, een aangepaste houdingstest waarbij ze een bal met hun hoofd moesten volgen en hun romp zo ver mogelijk moesten bewegen, zonder hun handen te gebruiken. De test werd herhaald in acht richtingen, en de onderzoekers gebruikten de resultaten om de zit-werkruimte van elk individu te berekenen.

Het team paste vervolgens de TruST voor elke proefpersoon aan om gepersonaliseerde ondersteunende krachtvelden op de romp toe te passen terwijl de proefpersonen dezelfde bewegingen opnieuw uitvoerden. Met de TruST, de proefpersonen konden tijdens de rompexcursies in alle acht richtingen verder reiken en de zitwerkruimte rond hun lichaam aanzienlijk vergroten, gemiddeld ongeveer 25% meer.

"Het vermogen van TruST om continue forcefeedback te leveren die is gepersonaliseerd voor de houdingslimieten van de gebruiker, opent nieuwe grenzen om op motorisch leren gebaseerde paradigma's te implementeren om functioneel zitten bij mensen met SCI te herscholen, " zegt Victor Santamaria, een fysiotherapeut, postdoctoraal onderzoeker in Agrawal's Robotics and Rehabilitation Laboratory, en eerste auteur van het artikel. "We denken dat TruST een veelbelovend hulpmiddel voor SCI-revalidatie is."

Het team van Agrawal onderzoekt nu het gebruik van TruST binnen een trainingsparadigma om de rompcontrole van volwassenen en kinderen met dwarslaesie te verbeteren. "Het robotplatform zal worden gebruikt om deelnemers met dwarslaesie te trainen door hen uit te dagen hun romp over een grotere werkruimte te bewegen, met TruST die zo nodig assisterende krachtvelden biedt om de proefpersonen veilig terug te brengen naar hun neutrale zithouding, "zegt Agrawal. "Dit krachtveld zal in de loop van de tijd worden aangepast aan de behoeften van de deelnemers naarmate ze hun werkruimte en houdingscontrole verbeteren."

De studie is getiteld "De robot Trunk-Support-Trainer (TruST) om de houdingswerkruimte tijdens het zitten te meten en te vergroten bij mensen met een dwarslaesie."