Оценка эффективности и безопасности применения экзоскелета в программах реабилитации пациентов с позвоночно-спинномозговой травмой

Цель исследования. Анализ эффективности реабилитационных тренировок посредством экзоскелета в восстановительном и позднем периодах позвоночно-спинномозговой травмы.

Материал и методы. Клиническое исследование эффективности программы реабилитации на основе тренировок в экзоскелете проводилось на базе Новосибирского НИИТО им. Я.Л. Цивьяна в 2017–2019 гг. Для проведения реабилитационных тренировок использовали российский аппаратно-программный комплекс. В исследование вовлечены 80 человек (57 мужчин и 23 женщины) с повреждением спинного мозга вследствие позвоночно-спинномозговой травмы в грудном и поясничном отделах позвоночника. Давность травмы колебалась от 1 года до 15 лет, средняя продолжительность посттравматического периода – 73,4 ± 5,31 мес.

Результаты. Программа реабилитации каждого участника состояла из 2 курсов по 20 дней, проводимых в стационарных условиях, и включала тренировки с использованием экзоскелета «ExoAtlet» (не менее 15 тренировок по 30 мин в период каждой госпитализации), специализированную лечебную гимнастику и физиотерапевтические процедуры. Перерыв между курсами – 1 мес. Результаты оценки шкалы SCIM III показали, что у половины пациентов, получавших реабилитацию посредством экзоскелета, произошло изменение уровня активного функционирования в сторону улучшения. С учетом того, что среди участников исследования преобладали пациенты с полным нарушением проводимости (66,3 %) и давностью травмы более трех лет (73,7 %), такие результаты свидетельствуют об эффективности реабилитационных мероприятий на основе ходьбы в экзоскелете не только в восстановительном, но и в позднем периоде травмы, даже при тяжелом неврологическом дефиците.

Заключение. Полученные результаты позволяют рекомендовать ходьбу в экзоскелете к включению в программы реабилитации пациентов с параплегией и парапарезом в восстановительном и позднем периодах позвоночно-спинномозговой травмы.

1. Морозов И.Н., Млявых С.Г. Эпидемиология позвоночно-спинномозговой травмы (обзор) // Медицинский альманах. 2011. Т. 17. № 4. С. 157–159. [Morozov IN, Mlyavykh SG. The epidemiology of vertebrl-cerebrospinal trauma: review. Meditsinskiy Almanakh. 2011;17(4):157–159. In Russian].

2. Cripps R, Lee B, Wing P, Weerts E, Mackay J, Brown D. A global map for traumatic spinal cord injury epidemiology: towards a living data repository for injury prevention. Spinal Cord. 2011;49:493–501. DOI: 10.1038/sc.2010.146.

3. Прудникова О.Г., Качесова А.А., Рябых С.О. Реабилитация пациентов в отдаленном периоде травмы спинного мозга: метаанализ литературных данных // Хирургия позвоночника. 2019. Т. 16. № 3. С. 8–16. [Prudnikova OG, Kachesova AA, Ryabykh SO. Rehabilitation of patients in late period after spinal cord injury a meta analysis of literature data. Hir. Pozvonoc. 2019;16(3):8–16. In Russian]. DOI: 10.14531/ss2019.3.8-16.

4. Geigle PR, Kallins M. Exoskeleton-assisted walking for people with spinal cord injury. Arch Phys Med Rehabil. 2017;98:1493–1495. DOI: 10.1016/j.apmr.2016.12.002.

5. Esquenazi A, Talaty M, Packel A, Saulino M. The ReWalk powered exoskeleton to restore ambulatory function to individuals with thoracic-level motor-complete spinal cord injury. Am J Phys Med Rehabil. 2012;91:911–921. DOI: 10.1097/PHM.0b013e318269d9a3.

6. Miller LE, Zimmermann AK, Herbert WG. Clinical effectiveness and safety of powered exoskeleton-assisted walking in patients with spinal cord injury: systematic review with meta-analysis. Med Devices (Auckl). 2016;9:455–466. DOI: 10.2147/MDER.S103102.

7. Даминов В.Д., Ткаченко П.В. Экзоскелеты в медицине: мировой опыт и клиническая практика Пироговского центра // Вестник национального медико-хирургического Центра им. Н.И. Пирогова. 2017. Т. 12. № 4. Ч. 2. С. 17–22. [Daminov VD, Tkachenko PV. Exosceletes in medicine: world experience and clinical practice of the Pyrogov Center. Bulletin of Pirogov National Medical and Surgical Center. 2017;12(4).Pt 2:17–22. In Russian].

8. Карякин Н.Н., Белова А.Н., Сушин В.О., Шейко Г.Е., Исраелян Ю.А., Литвинова Н.Ю. Потенциальные преимущества и ограничения использования, роботизированных экзоскелетов у пациентов, перенесших позвоночно-спинномозговую травму: состояние вопроса // Вестник восстановительной медицины. 2020. Т. 96. № 2. С. 68–78. [Karjakin NN, Belova AN, Sushin VO, Sheiko GE, Israeljan YA, Litvinova NY. Potential benefits and limitations of robotic exoskeleton usage in patients with spinal cord injury: a review. Bulletin of Rehabilitation Medicine. 2020;96(2):68–78. In Russian]. DOI: 10.38025/ 2078-1962-2020-96-2-68-78.

9. Bluvshtein V, Front L, Itzkovich M, Aidinoff E, Gelernter I, Hart J, F Biering-Soerensen, Weeks C, Laramee M T, Craven C, Hitzig S L, Glaser E, Zeilig G, Aito S, Scivoletto G, Mecci M, Chadwick R J, Masry W S, Osman A, Glass C A, Silva P, Soni B M, Gardner B P, G Savic, Bergströmet E M, Catz A. SCIM III is reliable and valid in a separate analysis for traumatic spinal cord lesions. Spinal Cord. 2011;49:292–296. DOI: 10.1038/sc.2010.111.

10. Васильченко Е.М., Золоев Г.К., Кислова А.С., Костров В.В., Ляховецкая В.В., Карапетян К.К., Жатько О.В., Палаткин П.П., Макаров Д.Н., Филатов Е.В., Юрковецкая Н.Д. Измеритель независимости при повреждениях спинного мозга (SCIM III). Подготовка русскоязычной версии. Медико-социальная экспертиза и реабилитация. 2016. Т. 19. № 2. С. 96–102. [Vasilchenko EM, Zoloev GK, Kislova AS, Kostrov VV, Lyakhovetskaya VV, Karapetyan KK, Zhatko OV, Palatkin PP, Makarov DN, Filatov EV, Yurkovetskaya ND. Spinal cord independence measure (ISCIM-III). Preparation of the Russian-language version. Mediko-Sotsial’naya Ekspertiza I Reabilitatsiya. 2016;19(2):96–102. In Russian]. DOI: 10.18821/1560-9537-2016-19-2-96-102.

11. International Standards for Neurological Classification of SCI (ISNCSCI). [Electronic resouece]. URL: asia-spinalinjury.org.

12. Нестерова И.Н., Прудникова О.Г. Оценка психоэмоционального состояния больных с последствиями повреждения спинного мозга // Гений ортопедии. 2017. Т. 23. № 4. С. 439–443. [Nesterova IN, Prudnikova OG. Assessment of psychoemotional conditions in patients with consequences of spinal cord injury. Genij Ortopedii. 2017;23(4):439–443. In Russian]. DOI 10.18019/1028-4427-2017-23-4-439-443.

13. Хайбуллина З.Р., Сахабутдинова А.Р., Кутлиахметов Н.С. Система поэтапного восстановительного лечения и оценка качества жизни пациентов с травматической болезнью спинного мозга // Медицинский вестник Башкортостана. 2010. Т. 5. № 4. С. 123–127. [Khaibullina ZR, Sachabutdinova AR, Kutliachmetov NS. The milestone system of restorative treatment and evaluation of the quality of life of patients with traumatic disease of spinal cord. Bashkortostan Medical Journal. 2010;5(4):123–127. In Russian].

14. Rapidi CA, Tederko P, Moslavac S, Popa D, Branco CA, Kiekens C, Varela Donoso N, Christodoulou N. Evidence based position paper on Physical and Rehabilitation Medicine (PRM) professional practice for persons with spinal cord injury. The European PRM position (UEMS PRM Section). Eur J Physi Rehabil Med. 2018;54:

15. –807. DOI: 10.23736/S1973-9087.18.05374-1.

16. Musselman KE, Verrier MC, Flett H, Nadeau S, Yang JF, Farahani F, Alavinia SM, Omidvar M, Wiest MJ, Craven BC. Development of Walking indicators to advance the quality of spinal cord injury rehabilitation: SCI-High Project. J Spinal Cord Med. 2019;42(sup1):119–129. DOI: 10.1080/10790268.2019.1647385.

17. Baunsgaard CB, Nissen UV, Brust AK, Frotzler A, Ribeill C, Kalke YB, Leon N, Gomez B, Samuelsson K, Antepohl W, Holmstrom U, Marklund N, Glott T, Opheim A, Penalva JB, Murillo N, Nachtegaal J, Faber W, Biering-Sorensen F. Exoskeleton gait training after spinal cord injury: An exploratory study on secondary health conditions. J Rehabil Med. 2018;50:806–813. DOI: 10.2340/16501977-2372.

18. Field-Fote EC, Roach KE. Influence of a locomotor training approach on walking speed and distance in people with chronic spinal cord injury: a randomized clinical trial. Phys Ther. 2011;91:48–60. DOI: 10.2522/ptj.20090359.

19. Даренков С.П., Салюков Р.В. Нейрогенный мочевой пузырь при травматической болезни спинного мозга // Реабилитация больных с травматической болезнью спинного мозга: под ред. Г.Е. Ивановой, В.В. Крылова, М.Б. Цыкунова, Б.А. Поляева. М., 2010. С. 110–144. [Darenkov SP, Salyukov RV. Neurogenic bladder in traumatic spinal cord disease. In: Rehabilitation of Patients with Traumatic Spinal Cord Disease, ed. by G.E. Ivanova, V.V. Krylov, M.V. Tsykunov, B.A. Polyaev. Moscow, 2010:110–144. In Russian].

20. Бельмер С.В. Нарушения функции органов пищеварения при спинальной травме // Реабилитация больных с травматической болезнью спинного мозга: под ред. Г.Е. Ивановой, В.В. Крылова, М.Б. Цыкунова, Б.А. Поляева. М., 2010. С. 145–162. [Belmer SV. Dysfunction of the digestive system in spinal cord injury. In: Rehabilitation of Patients with Traumatic Spinal Cord Disease, ed. by G.E. Ivanova, V.V. Krylov, M.V. Tsykunov, B.A. Polyaev. Moscow, 2010:145–162. In Russian].

21. Benson I, Hart K, Tussler D, van Middendorp JJ. Lower-limb exoskeletons for individuals with chronic spinal cord injury: findings from a feasibility study. Clin Rehabil. 2016;30:73–84. DOI: 10.1177/0269215515575166.

22. Chun A, Asselin PK, Knezevic S, Kornfeld S, Bauman WA, Korsten MA, Harel NY, Huang V, Spungen AM. Changes in bowel function following exoskeletal-assisted walking in persons with spinal cord injury: an observational pilot study. Spinal Cord. 2020;58:459–466. DOI: 10.1038/s41393-019-0392-z.

23. Sczesny-Kaiser M, Hoffken O, Aach M, Cruciger O, Grasmucke D, Meindl R, Schildhauer TA, Schwenkreis P, Tegenthoff M. HAL® exoskeleton training improves walking parameters and normalizes cortical excitability in primary somatosensory cortex in spinal cord injury patients. J Neuroeng Rehabil. 2015;12:68. DOI: 10.1186/s12984-015-0058-9.

24. Gorgey AS, Wade R, Sumrell R, Villadelgado L, Khalil RE, Lavis T. Exoskeleton training may improve level of physical activity after spinal cord injury: a case series. Top Spinal Cord Inj Rehabil. 2017;23:245–255. DOI: 10.1310/sci16-00025.

25. Ткаченко П.В., Даминов В.Д., Карпов О.Э. Использование экзоскелета в комплексной реабилитации пациентов с позвоночно-спинномозговой травмой // Вестник восстановительной медицины. 2017. Т. 78. № 2. С.126–132. [Tkachenko PV, Daminov VD, Karpov OE. Application of exoskeleton ExoAtlet in complex rehabilitation of the spinal cord injury patients. Bulletin of Rehabilitation Medicine. 2017;78(2):126–132. In Russian].

26. Esquenazi A, Talaty M, Packel A, Saulino M. The ReWalk powered exoskeleton to restore ambulatory function to individuals with thoracic-level motor-complete spinal cord injury. Am J Phys Med Rehabil. 2012;91:911–921. DOI: 10.1097/PHM.0b013e318269d9a3.

27. Cirnigliaro CM, Myslinski MJ, La Fountaine MF, Kirshblum SC, Forrest GF, Bauman WA. Bone loss at the distal femur and proximal tibia in persons with spinal cord injury: imaging approaches, risk of fracture, and potential treatment options. Osteoporos Int. 2017;28:745–765. DOI: 10.1007/s00198-016-3798-x.