Jednym z pierwszych kierunków, na które zazwyczaj wypełnia się limit miejsc podczas rekrutacji na studia jest fizjoterapia na Wydziale Wychowania Fizycznego i Fizjoterapii. Rozmawiamy z inicjatorem kierunku na politechnice prof. Janem Szczegielniakiem o niesamowitych zastosowaniach techniki we współczesnej rehabilitacji. 

Co robi fizjoterapia na uczelni technicznej?

Kierunek medyczny na politechnice może budzić pewne zdziwienie, myślę jednak, że wszyscy już się do tego mariażu nauk technicznych i medycznych przyzwyczailiśmy. Może to w dobie interdyscyplinarności nauki mieć także swoje atuty, co jest już wykorzystywane na zagranicznych uczelniach technicznych. Fizjoterapia to kierunek, który może, a nawet powinien generować pomysły na współpracę z zakresu techniki i  medycyny.

Rozwój poszczególnych dziedzin medycyny związany jest ściśle z powstaniem i udoskonalaniem  urządzeń technicznych bez których trudno dziś  sobie wyobrazić nowoczesną salę operacyjną, salę intensywnego nadzoru medycznego, pracownię  diagnostyki laboratoryjnej czy obrazowej, ale to także wykorzystanie programów i systemów informatycznych,  terapii z zastosowaniem nowoczesnych technologii, czy też w przypadku rehabilitacji m. in. wykorzystanie urządzeń wspomagających, takich jak egzoszkielet, który mieliśmy okazję testować w szpitalu MSW w Głuchołazach.

Co to takiego? 

Egzoszkielet to jedno z najnowocześniejszych urządzeń wykorzystywane w neurorehabilitacji u chorych z poważnymi uszkodzeniami narządu ruchu – urazach powypadkowych, uszkodzeniach rdzenia kręgowego, niedowładach, w stwardnieniu rozsianym i u pacjentów poudarowych.

Zapewniona przez ten aparat możliwość poruszania się to jeden z trzech, fundamentalnych celów, jakie stawia sobie rehabilitacja (pozostałe to czynności manualne ręki i mowa, czyli możliwość porozumiewania się). Pozbawienie tej możliwości  to ograniczenie uniemożliwiające wykonywanie podstawowych czynności życiowych i często zupełne wykluczenie osoby niepełnosprawnej.

I oto osoby uwięzione w wózku inwalidzkim mogą nie tylko wstać  ale się poruszać. Byłem świadkiem tego momentu. To było wzruszające.

…to tak, jakby ubrali kombinezon Iron Mana?

Rzeczywiście, badania zmierzają do tego, aby wcielić w życie rozwiązanie znane nam z filmów fantastycznych – z Avatara, Obcego czy właśnie IronMana, które jednak, z punktu widzenia techniki było dotąd nieoosiągalne.

Trzeba jasno powiedzieć, że egzoszkielet wywodzi się z wojska. Pierwsze prace podjęto nad nim w Stanach Zjednoczonych już w latach 60 ubiegłego wieku, jednak z braku funduszy projekt zakończył się wówczas na kontrukcji ramienia, czyli na zwiększeniu siły kończyny górnej.

W tej chwili nad dwoma zasadniczymi wersjami egzoszkieletu pracują głownie Amerykanie i Japończycy. Pierwsza: wojskowa, ma na celu zwiększenie siły bojowej żołnierzy, jest jednak utajniona, więc wiemy o niej niewiele (niemniej z pewnością osiągnięcia armii na tym polu znacznie przekraczają naszą wyobraźnię), druga: naukowa rozwija się w kierunku uczynienia egzoszkieletu bardziej mobilnym, i bardziej przyjaznym człowiekowi.

Jak to działa?

Najprościej można powiedzieć, że jest to zbiór siłowników – pneumatycznych, lub hydraulicznych – które zwiększają słę mięśniową człowieka. Siłowniki te muszą być jednak odpowiednio połączone i sterowane. Na początku problemem była zarówno konieczność obsługi komputera przez osobę trzecią jak i eliminacja zagrożeń upadkiem a więc kwestie bezpieczeństwa związanego z obsługą aparatu.

W tej chwili urządzenie, które weszło na rynek (jego premiera miała miejsce w 2012 r.) posiada już takie rozwiązania, które umożliwiają pacjentowi swobodne posługiwanie się nim, choć oczywiście pod okiem wykwalifikowanego fizjoterapeuty.

Aparat potrafi między innymi dostosować siłę  do występujących deficytów mięśniowych pacjenta. To znaczy, że nie chodzi za niego, ale pomaga na tyle na ile jest to konieczne do wykonania określonego ruchu.  Ponadto wyposażone jest w czujniki żyroskopowe, a więc wyczuwa jego położenie. Oznacza to, że sterowanie urządzeniem uwzględnia  równowagę  zabezpieczając przed upadkiem.

W tej chwili zmierza się do tego, aby w pełni zautomatyzować sterowanie egzoszkieletem, a więc aby mogło być obsługiwane głosem, lub za pomocą specjalnych sensorów, wyczuwających siłę poszczególnych mięśni, odczytanie i przetworzenie intencji ruchowej osoby niepełnosprawnej. Ciekawe wydają się prace nad możliwością bezpośredniego odczytywania sygnałów dotyczących zamiaru ruchu z ośrodkowego układu nerwowego związane z wykorzystaniem egzoszkieletu dla osób po uszkodzeniu rdzenia kręgowego.

Kolejnym, po sterowaniu, zagadnieniem, nad którym pracują naukowcy, to zasilanie urządzenia, czyli zmniejszenie ciężaru aparatu oraz wydłużenie jego pracy.

Podobno są to bardzo drogie urządzenie

Niestety, egzoszkielet kosztuje kilkaset tysięcy złotych. Aparatów tych jest tylko kilka w Polsce, stąd też, kiedy oferowaliśmy rehabilitację przy użyciu egzoszkieletu w Głuchołazach, zgłoszały się do nas osoby z  całego kraju. Przypominało to – zrozumiałą – desperację chorych, wobec których medycyna rozkłada ręce i którzy gotowi są spróbować wszystkiego,  poszukując nowych  preparatów i terapii.

Tymczasem do stosowania egzoszkieletu są także przeciwskazania, np. utrwalone przykurcze.

Egzoszkielet, który testowaliśmy w Głuchołazach należy do firmy Technomex. Stałe seanse z jego wykorzystaniem odbywają się w Gliwicach, natomiast kilka sztuk wypożyczanych jest wybranych ośrodkom w kraju, gdzie są testowane, a następnie zwracane.

Dzięki aparatowi, personel medyczny nabywa doświadczenia, bada możliwości urządzenia i dzieli się swoimi uwagami z producentem, któremu zależy zwłaszcza na opinii dotyczącej zarówno efektów terapii jak i mankamentów urządzenia. Okazuje się, np. że pacjenci, którzy ubierają egzoszkielet – wyzwalają w sobie taką energię, że trzeba dobrze zabezpieczyć ich przed upadkiem. Przypominają w tym dzieci, które zaczynają uczyć się chodzić, czerpiąc z tego prawdziwą radość.

Egzoszkielet to pewnie nie jedyna taka nowinka

Na uczelni mieliśmy ostatnio okazję również  przeprowadzić badania dotyczące efektów terapii z wykorzystaniem rezonansu stochastycznego –  platformy wprawionej w  specyficzne drgania i wibracje. Wskazuje się na różne aspekty oddziaływania tych drgań w odniesieniu do narządu ruchu, układu hormonalnego, nerwowego, a także wpływu na reakcje biochemiczne, a nawet stymulację przyrostu masy kostnej. Środki treningowe wspierane wibracjami, znajdują zastosowanie zarówno w zakresie sportów wyczynowych jak i profilaktyki i rehabilitacji i związane są z płynnością i pewnością ruchu oraz skróceniem czasu reakcji.

Pojawiają się więc rozwiązania, które do medycyny trafiają zarówno  z techniki wojskowej, kosmicznej, czy nawet z gier komputerowych a będących koncepcjami inżynierskimi.

Koniecznie trzeba wspomnieć o interdyscyplinarnych badaniach, przedsięwzięciach, projektach, czy nawet pracach licencjackich i magisterskich, które powstają na naszej uczelni a związanych m.in.z zagadnieniami z zakresu  biomechaniki, wibroakustyki, informatyki, robotyki czy nawet modelowania matematycznego i dotyczą szeroko rozumianych nauk technicznych, medycznych i kultury fizycznej.

Kierunek fizjoterapii wpisujący się obszarem badawczym w nauki techniczne to moja idea, która – mam nadzieję – może się urzeczywistnić na naszych oczach. Jest to rzecz z absolutną perpektywą!

(fot. egzoszkieletu – materiały promocyjne Technomex, https://projektekso.pl)