Para ilmuwan di.neurorestore (EPFL/Chuv/UNIL) telah mengembangkan pendekatan yang menggabungkan rehabilitasi robotik dengan stimulasi sumsum tulang belakang untuk memulihkan gerakan pada orang dengan cedera sumsum tulang belakang. Teknologi ini meningkatkan rehabilitasi dan memungkinkan kegiatan seperti bersepeda dan berjalan di luar ruangan.
Cedera sumsum tulang belakang adalah mengubah hidup, sering kali meninggalkan individu dengan gangguan mobilitas yang parah. Sementara rehabilitasi robotika-perangkat yang memandu pergerakan selama terapi memiliki pelatihan yang lebih baik bagi mereka yang mengalami cedera sumsum tulang belakang, efektivitasnya tetap terbatas. Tanpa keterlibatan otot yang aktif, gerakan berbantuan robot saja tidak cukup melatih kembali sistem saraf.
Tim di. Neurorestore, yang dipimpin oleh Grégoire Courtine dan Jocelyne Bloch, kini telah mengembangkan sistem yang sepertinya mengintegrasikan neuroprosthesis sumsum tulang belakang yang ditanamkan dengan robotika rehabilitasi. Perangkat para peneliti memberikan pulsa listrik yang tepat waktu untuk merangsang otot-otot selaras dengan gerakan robot, menghasilkan aktivitas otot yang alami dan terkoordinasi selama terapi. Inovasi neuroprosthetics memanfaatkan keahlian robot dari laboratorium Profesor Auke Ijspeert di EPFL. Kemajuan ini tidak hanya meningkatkan mobilitas langsung tetapi juga mendorong pemulihan jangka panjang.
“Integrasi stimulasi sumsum tulang belakang yang mulus dengan rehabilitasi atau robotika rekreasi akan mempercepat penyebaran terapi ini ke dalam standar perawatan dan komunitas orang dengan cedera sumsum tulang belakang,” kata Courtine. Kemampuan beradaptasi ini memastikan bahwa para profesional rehabilitasi dapat memasukkan teknologi ini ke dalam protokol rehabilitasi yang ada di seluruh dunia. Menggabungkan terapi juga menghadirkan tantangan yang signifikan, karena masing -masing membutuhkan sinkronisasi yang tepat. Strategi stimulasi sumsum tulang belakang harus dimodulasi dalam ruang dan waktu untuk mencocokkan gerakan pasien, dan mengintegrasikannya dengan sistem rehabilitasi robotik yang banyak digunakan membutuhkan kerangka kerja yang fleksibel dan mudah beradaptasi.
Teknologi ini bergantung pada stimulator sumsum tulang belakang yang ditanamkan sepenuhnya yang memberikan stimulasi epidural listrik biomimetik (stimulasi epidural listrik). Tidak seperti stimulasi listrik fungsional tradisional, metode ini mengaktifkan neuron motorik lebih efisien dengan meniru sinyal saraf alami.
https://www.youtube.com/watch?v=knyhjgcdnme
Para peneliti mengintegrasikan stimulasi epidural listrik dengan berbagai perangkat rehabilitasi robot-termasuk treadmill, exoskeleton, dan pengurangan sepeda stasioner bahwa stimulasi tepat waktu dengan setiap fase gerakan. Sistem ini menggunakan sensor nirkabel untuk mendeteksi gerakan ekstremitas dan secara otomatis menyesuaikan stimulasi secara real time, memungkinkan untuk pengalaman pengguna yang mulus.
Dalam studi bukti konsep yang melibatkan lima orang dengan cedera sumsum tulang belakang, kombinasi robotika dan stimulasi epidural listrik mengakibatkan aktivasi otot langsung dan berkelanjutan. Peserta tidak hanya mendapatkan kembali kemampuan untuk melibatkan otot selama terapi yang dibantu robot, tetapi beberapa juga meningkatkan gerakan sukarela mereka bahkan setelah stimulasi dimatikan.
Para peneliti juga bekerja sama dengan pusat rehabilitasi untuk menguji seberapa baik sistem stimulasi yang diintegrasikan dengan perangkat robot yang banyak digunakan. “Kami mengunjungi berbagai pusat rehabilitasi untuk menguji teknologi stimulasi kami dengan sistem robot yang mereka gunakan secara rutin, dan itu sangat bermanfaat untuk menyaksikan antusiasme mereka,” kata. Peneliti Nicolas Hankov dan peneliti biorob Miroslav Caban, penulis pertama studi ini. “Melihat secara langsung seberapa mulus pendekatan kami terintegrasi dengan protokol rehabilitasi yang ada memperkuat potensinya untuk mengubah perawatan bagi orang -orang dengan cedera tulang belakang dengan menyediakan kerangka kerja teknologi yang mudah diadopsi dan digunakan di berbagai lingkungan rehabilitasi.”
Studi ini juga menunjukkan potensi pendekatan ini di luar pengaturan klinis, karena peserta menggunakan sistem untuk berjalan dengan rollator dan siklus di luar ruangan, memvalidasi dampak dunia nyata.
Teknologi inovatif ini menawarkan harapan baru bagi individu dengan cedera tulang belakang, menghadirkan pendekatan rehabilitasi yang lebih efektif daripada robotika saja. Dengan membuat rehabilitasi lebih dinamis dan menarik, ia memiliki potensi untuk secara signifikan meningkatkan hasil pemulihan. Uji klinis di masa depan akan diperlukan untuk menetapkan manfaat jangka panjang, tetapi hasil awal menunjukkan bahwa mengintegrasikan neuroprosthetics dengan robotika rehabilitasi dapat mendefinisikan kembali restorasi mobilitas setelah kelumpuhan.
Daftar Kontributor
- EPFL Neuro x
- Rumah Sakit Universitas Lausanne (CHUV) dan Universitas Lausanne (UNIL)
- Defitech Center untuk intervensi neuroterapies (.neurorestore)
- Laboratorium biorobotik EPFL
- Medis Lanjutan
- Universitas Ilmu Terapan Bern
- Manajemen Vamed dan Layanan Swiss AG
- Lab Sistem Sensorik Motor Sensorik ETH Zurich
- Pusat Cedera Sumsum Tulang Belakang Universitas Zurich
- Hocoma at
- Medtronic
- Universitas Oxford
- Gby (go-by-yourself) sa
- Institut Penyakit Neurodegeneratif Universitas Bordeaux
- Zurich University of Applied Sciences (Zhaw)
- Myoswiss AG
Referensi
Nicolas Hankov, Miroslav Caban, Robin Denesmaeker, Margaux Roulet, Salif Komi, Michele Xiloyannis, Anne Gehrig, Camille Varescon, Martina Rebeka Spiess, Serena Maggioni, Chiara Basla, Gleb Koginov, Florian Haufe, Marina D'Ercole, Cathal Harte, Sergio D. Hernandez-Charpak, Aurelie Paley, Manon Tschopp, Natacha Herrmann, Nadine Intering, Edeny Baaklini, Francesco Acquati, Charlotte Jacquet, Anne Watrin, Jimmy Ravier, Frédéric Merlos, Grégoire Eberlé, Katrie Van Den Keybus, Hendrik Lambert, Henri Lorach, Rik Buschman, Nicholas Buse, Timothy Denison, Dino de Bon, Jaime E. Duarte, Robert Redaer, Auke Ijspeert, Fabien Wagner, Sebastian Tobler, Leonie Asboth, Joachim von Zitzewitz, Jocelyne Bloch, Grégoire Courtine. Augmenting rehabilitasi robotika dengan neuromodulasi sumsum tulang belakang: Bukti konsep. Science Robotics 12 Maret 2025. DOI: 10.1126/scirobotic.adn5564
