Kuntoutusrobotiikalla liikuntavammaisten kävelyä paremmaksi
Robottipuku paransi CP-lasten kävelyn koordinaatiota ja teki askelluksesta 15 prosenttia taloudellisempaa. Jatkossa selvitetään pidempikestoisen robottiharjoittelun tuloksia.
Kävelyyn liittyvät ongelmat rajoittavat toimintakykyä, fyysistä aktiivisuutta ja osallisuuttta sekä heikentävät elämänlaatua.
Lasten yleisin vakava-asteisen liikuntavammaisuuden syy on CP-vamma.
– Tutkimme liikuntavammaisten lasten kävelyä ja sen kuntoutusta puettavan robotiikan avulla. Selvitämme, miksi liikuntavammaiset lapset kävelevät tietyllä tavalla ja voidaanko robotisoidulla harjoittelulla kävelyä kehittää sujuvammaksi, LitT Juha-Pekka Kulmala kertoo.
Monitieteelliseen tutkimusryhmään kuuluu tällä hetkellä kaksi biomekaniikan alan väitöskirjatutkijaa ja sosiaalipsykologian postdoc-tutkija. Tutkimusryhmän perustaminen tuli mahdolliseksi vuonna 2021 opetus- ja kulttuuriministeriön 3-vuotisella rahoituksella. Syyskuussa 2022 tutkimusryhmä kasvaa Suomen Akatemian myöntämän 5-vuotisen rahoituksen myötä.
Ohjattu robottipuku teki kävelystä taloudellisempaa
Avustavaa robotiikkaa, kuten eksoskeletoneja ja eksosuit-teknologiaa, käytetään tällä hetkellä etupäässä terapiassa. Teknologian kehittyessä puettavasta robotiikasta on tulevaisuudessa yhä enemmän apua myös päivittäisessä liikkumisessa.
Poikkeavan kävelyyn liittyvien neuraalisten ja biomekaanisten syiden yhä parempi ymmärtäminen auttaa kehittämään tehokkaampia hoitomuotoja. Kuntoutusrobotiikka on tulevaisuudessa yksi varteenotettava vaihtoehto kävelykyvyn parantamiseksi. Pilottitutkimuksessa havaittiin (Thurston ym. 2021), että CP-lasten kävelyn koordinaatiota saadaan ohjattua robottipuvulla niin, että kävelystä tulee 15 prosenttia taloudellisempaa. Jatkossa selvitetään, millaisia vaikutuksia pidempikestoisella robottiharjoittelulla saadaan aikaan.
Tutkimushankkeen taustalla on Juha-Pekka Kulmalan vuonna 2018 tekemä post-doc-vierailu Harvard Biodesign laboratorioon, joka on yksi puettavan robotiikan johtavia tutkimuslaboratorioita. Pian vierailun jälkeen HUS liikelaboratorioon hankittiin ensimmäisen sukupolven exosuit-nilkkarobotti ja Maxwell Thurstonin pilottihankkeen tulosten perusteella voitiin aloittaa isompi, parhaillaan meneillään oleva tutkimushanke.
Yhteystiedot
Juha-Pekka Kulmala, kliinisen biomekaniikan dosentti
HUS Liikelaboratorio, Uusi lastensairaala
juha-pekka.kulmala(a)hus.fi
Linkkejä tutkimuksiin:
Thurston M, Kulmala JP, Nurminen J, Avela J. Beyond orthoses: Using an exosuit to enhance the walking pattern of patients with unilateral Cerebral Palsy. Gait & Posture 2021;90: 271-273.
Kulmala JP, Haakana P, Nurminen J, Elina Y, Niemelä T, Marttinen-Rossi E, Mäenpää H, Piitulainen H. A test of the effort equalization hypothesis in children with cerebral palsy who have an asymmetric gait. PLoS ONE 2022: 17(1): e0262042
Piitulainen H, Kulmala JP, Mäenpää H, Rantalainen T. The gait is less stable in children with cerebral palsy in normal and dual-task gait compared to typically developed peers. J Biomech. 2021;117:110244.
