1. KK. Х. Мауриц. Х. Мауриц
Charité Berlin –Charité Berlin – УниверситетУниверситет
Отделение НеврореаюилитацияОтделение Неврореаюилитация
VIVI МеждународнныйМеждународнный
КонгрессКонгресс
«НЕЙРОРЕАБИЛИТАЦИЯ»«НЕЙРОРЕАБИЛИТАЦИЯ»
МоскваМосква
9-10 июня9-10 июня 20201414
Машины и роботизированные устройства
для восстановления двигательных функций

2. Training machines: walking
Zander machines around 1900

3. Тренировка двигательного
аппарата
 количество повторенийколичество повторений
моторных шаблоновмоторных шаблонов
улучшает координацияулучшает координация
движений.движений.
 Power law of learning: PPower law of learning: P
((количествоколичество
практическихпрактических
упражненийупражнений) is raised to) is raised to
a power b (Newell &a power b (Newell &
Rosenbloom 1981Rosenbloom 1981))
Crossman 1959

4. Приблизительное количество необходимых
повторений моторных шаблонов для
усовершенствования координации движений
 Изготовляющая сигары женщина:Изготовляющая сигары женщина: 3 мил. сигар3 мил. сигар
CrossmanCrossman (1959)(1959)
 Вяжущие руками женщины:Вяжущие руками женщины: 1,5 мил. петель1,5 мил. петель
20 свитеров20 свитеров @ 75.000@ 75.000 петель/свитерпетель/свитер
 Производящие ковры детиПроизводящие ковры дети 1,4 мил. узлов1,4 мил. узлов
35 м35 м²² @@ 40.000 узлов/м40.000 узлов/м²²
 Играющие на скрипке детиИграющие на скрипке дети 2,5 мил. Нот2,5 мил. Нот
6 часов х 6 дней х 50 недель х 3 года (6 часов х 6 дней х 50 недель х 3 года (Suzuki)Suzuki)
 Вяжущие бусы женщиныВяжущие бусы женщины 1,5-3 мил.1,5-3 мил.
Perform.; Mikimoto Pearl Ind.Perform.; Mikimoto Pearl Ind.
 БаскетболистыБаскетболисты 1 мил. Корзин1 мил. Корзин
приблизительная оценкаприблизительная оценка
 бейсбол-питчербейсбол-питчер 1,6 мил. Подач1,6 мил. Подач
3/мин х 180 мин х 300 дней х 10 лет3/мин х 180 мин х 300 дней х 10 лет

5. Тренировка двигательного аппарата с
частичным снятием веса на бегущей
дорожке
 Тренировка с частичнымТренировка с частичным
снятием веса на бегущейснятием веса на бегущей
дорожке у кошекдорожке у кошек
привела к практическипривела к практически
нормальным шаблонамнормальным шаблонам
походки при различнойпоходки при различной
скорости движения,скорости движения,
весовой нагрузки ивесовой нагрузки и
правильной постановкеправильной постановке
ногног. (. (Шик, Гурфинкель,Шик, Гурфинкель,
Grillner)Grillner)
животные человек

6. Тренировка на бегущей дорожке с
частичным снятием веса
Два или три терапевта:
контроль постановки
туловища и таза.
Постановка парали-
зованных ног.
SCI: Visitin & Barbeau 1989;
Wernig & Müller 1992
Dietz et al. 1995
Barbeau et al. 1999
Stroke: Hesse, Mauritz et al.
1994,1995,1997
Pohl et al. 2002

7. Тренировка на бегущей дорожке:
преимущество
 целенаправленноцеленаправленно
 Нормальный цикл ходьбыНормальный цикл ходьбы
(контактное время,(контактное время,
симметрия, небольшиесимметрия, небольшие
колебания, скорость,колебания, скорость,
импульс движения)импульс движения)
 Рано возможное началоРано возможное начало
тренировкитренировки
 Максимальное количествоМаксимальное количество
повторений (1000 цикловповторений (1000 циклов
шагов в сравнении со 100шагов в сравнении со 100
циклами шагов вциклами шагов в
конвенциональной терапии)конвенциональной терапии) Hesse et al. 1998
Mauritz et al. 2006
Цикл шагов при тренеровке на бегущей дорожке
Цикл шагов при движении по нормальному полу
на бегущей дорожке

8. Gaittrainer
 Физиологический цикл шаговФизиологический цикл шагов
и фазы остановки и ходьбы;и фазы остановки и ходьбы;
нормальный уголнормальный угол
тазобедренного и коленноготазобедренного и коленного
сустава; физиологическоесустава; физиологическое
движение центра тяжеста вдвижение центра тяжеста в
вертикальном и латеральномвертикальном и латеральном
направлении.направлении.
 Помощь терапевтов дляПомощь терапевтов для
тяжело парализованныхтяжело парализованных
мотор и зацепление

9. Gaittrainer
 СаморегулирующаясСаморегулирующаяс
я система частичногоя система частичного
снятия весаснятия веса
 АвтоматическийАвтоматический
счетчик цикловсчетчик циклов
шаговшагов
 УлучшениеУлучшение
функциональныхфункциональных
категорий (категорий (FAC),FAC),
скорости, ритма,скорости, ритма,
величины шагов,величины шагов,
нормализациянормализация
электромиографииэлектромиографии

10. Многоцентровое, рандомизированное,
одно-слепое исследование
Functional Ambulation Category (FAC, 0-5)
0
1
2
3
4
5
Studienbeginn nach 2 Wochen nach 4 Wochen nach 6 Monaten
[t]
FAC [0-5]
Gruppe A
Gruppe B
2 неделисначала 4 нед 6 месяци

11. Lokomat
 Движения конечностей уДвижения конечностей у
больных с частичной ибольных с частичной и
полной параплегией сполной параплегией с
помощьюпомощью
компьютерного контролякомпьютерного контроля
 Контроль угловКонтроль углов
тазобедренного итазобедренного и
коленного суставовколенного суставов
 Датчики передаютДатчики передают
информацию об углахинформацию об углах
суставовсуставов
Colombo &
Dietz 2000

12. AutoAmbulator
Braintree Rehab (Motorika Ltd. Israel)
система частичного снятия веса
бегущая дорожка
Exosceleton

13. Будущие развития аппаратов :
Haptic Walker:
подниматься/спускаться по лустнице
спотыкаться/поскользнуться

14. Recent outcome studies: gait
 Cochrane Review: Mehrholz et al. 2013Cochrane Review: Mehrholz et al. 2013 (22(22
trials, 999 patients, several devices)trials, 999 patients, several devices)::
Electromechanical-assisted training for walkingElectromechanical-assisted training for walking
after strokeafter stroke
 Severe gait disorders profit most from robotSevere gait disorders profit most from robot
trainingtraining
 Improvement in less severe patients is oftenImprovement in less severe patients is often
due to additional training time and moredue to additional training time and more
repetitionsrepetitions
 Best results by a combination of conventionalBest results by a combination of conventional
& machine therapy& machine therapy

15. Assistive device: walking
HAL 1

16. с помощью роботов
 Volpe et al.Volpe et al.
NeurologyNeurology
2000;54:1938-19442000;54:1938-1944
Новый подход вНовый подход в
областиобласти
реабилитацииреабилитации
 Aisen et al. ArchAisen et al. Arch
NeurolNeurol
1997;54:443–4461997;54:443–446 MIT-Manus

17. MIT-Manus
Interactive Motion; Hogan, Krebs et al.

18. Motorika (Israel) Ltd.
3-D movements
Current studies in
Berlin, Israel, Tokio Modes: guided, initiated,
step initiated, follow
assist, free.

19. Fugl-Meyer
Fugl-Meyer values increased significantly after the treatment
(pre-treatment = 21, post-treatment = 31 points; t=-4.457,
p=0.007)
0
5
10
15
20
25
30
Fugl-Meyer Test
Pre-Treatment Post-Treatment
Fugl-MeyerScore(max.64)
Pre and Post-treatment

20. Тренировка руки
и кисти
 МоторизированныйМоторизированный
методметод
 Флексия и экстензияФлексия и экстензия
 Пронация и супинацияПронация и супинация
 АктивнаяАктивная;; пассивнаяпассивная;;
сервоконтрольсервоконтроль
((пораженная рукапораженная рука
следует за здоровой иследует за здоровой и
наоборот)наоборот)
 Много повторенийМного повторений
Hesse, Mauritz et al. 2006

21. Bi-Manu-Track: Многоцентровое,
рандомизированное, одно-слепое
исследование
The Bi-Manu-Track seems
effective for the highly
paretic arm after stroke. The
concept of a bilateral distal
approach may be sensible
given the repetitive passive
movement, the facilitation
via intercallosal fibres, the
larger cortical presentation
of the distal segments and
the competition of proximal
and distal arm segments for
plastic brain territory.
Mean Fugl-Meyer (Motor section 0-66)
0
10
20
30
40
50
60
70
study onset study end follow-up
[t]
FM[0-66]
Group A
Group B
Isometric Grip strength
-10
0
10
20
30
40
50
60
study onset study end follow-up
[t]
[iFK]
Group A
Group B

22. Exoskeletons
Pisa group Korea
Salford Saga
European Space Agency
Noordwijk, NL

23. Recent outcome studies: arm
 Cochrane reviewCochrane review (19 studies, different devices,(19 studies, different devices,
666 patients) showed improved ADL outcome for666 patients) showed improved ADL outcome for
machine trainingmachine training (Mehrholz et al 2008:(Mehrholz et al 2008:
Electromechanical and robot-assisted arm
training for improving arm function and activities
of daily living after stroke)
 Especially positive effects in severe andEspecially positive effects in severe and
acute patient groupacute patient group
 American Heart Association 2010American Heart Association 2010
recommended robot therapyrecommended robot therapy

24. Advantages of robotic devices in
therapy
 Prolonged duration of trainingProlonged duration of training
 Increased number of repetitionsIncreased number of repetitions
 Improved patient savetyImproved patient savety
 Less strain for therapistsLess strain for therapists
 Improved therapeutic outcomeImproved therapeutic outcome

27. NIH on Rehabilitation Trends (2005)
 ““Demand for stroke therapy will increaseDemand for stroke therapy will increase
dramatically…dramatically…””
 ““Existing practice in rehabilitation isExisting practice in rehabilitation is very laborvery labor
intensive…intensive….”.”
 ““We simplyWe simply cannot affordcannot afford to provide enough ... therapyto provide enough ... therapy
with current technologies.”with current technologies.”
 ““New technologies with potential to add significant benefitNew technologies with potential to add significant benefit
at greatlyat greatly reduced costreduced cost include:include:
 outpatient clinic-basedoutpatient clinic-based roboticrobotic therapies,therapies,
 home-basedhome-based roboticrobotic therapiestherapies, “, “
 “…“…could result in major paradigm shift.”could result in major paradigm shift.”
(NCMRR-NIH, advisory board 2005 priority statement)(NCMRR-NIH, advisory board 2005 priority statement)
Robot-based Rehabilitation