Was ist ein Exoskelett und wofür ist es geeignet?

Exoskelett Remotion ist die medizinische Roboteranlage für Sicherung der Zwangsbeweglichkeit unterer Menschenextremitäten: Kniebeugen, Aufstehen, Gang, Schritt an der Stelle und viele andere eingestellte Bewegungen, die mit einem Arzt aufgebaut und angelassen werden können. Ein Arretierungssystem und eingestellte anthropometrische Abmessungen sichern dem Patienten langes bequemes Bleiben im Exoskelett während einer Behandlung.

Exoskelett Remotion wurde in zwei Versionen für Erwachsenen- und Kinderrehabilitation erzeugt: Remotion Base и Remotion Kids. Die Version Remotion Base ist für Erwachsenen mit Körpergröße von 160 bis 190 Zentimeter und mit Masse bis 100 Kilo geeignet, die Kinderversion ist für Kinder mit Körpergröße von 130 bis 160 Zentimeter und mit Masse bis 60 Kilo geeignet.

Modularität des Exoskeletts Remotion

Fast alle moderne inländische und ausländische Exoskelette haben einen erheblichen Nachteil: einheitliche Konstruktion. Remotion hat solchen Nachteil nicht und lässt einem behandelnden Arzt und Patienten freie Wahl. Modularität ist der innovative Konstruktionsattributwert, die augenblicklich die Ab- und Anschaltung des Fuß-, Unterschenkel- und Oberschenkelbauteils in allen annehmbaren Kombinationen sichert. Modularität für temporäre Behandlung wird mit einem Arzt ausgehend von Patientenangaben und Rückinformation eingestellt. Die annehmbaren Kombinationen werden in der Tabelle gezeigt. Warum ist die Modularität so wichtig? Weil allein Anordnung einer gesunden Extremität im Exoskelett sinnlos ist und der Rehabilitationsbehandlung stört. Wenn ein Patient in der Lage mit gesundem Fuß zu schreiten ist, kann er selbständig mit Konzentration aufs Trainieren eines verletzten Fußes schreiten.

Für Arzt und Assistenzarzt gibt es keine Schwierigkeit mit Modularitätseinstellung: man muss einfach eine Schraube lockern und eine Teilung abtrennen.

Funktionale elektrische Stimulation

Medizinwissenschaften erforschen und wenden elektrische Muskelnstimulation seit 19 Jahrhundert an, und haben ihre Effektivität und Sicherheit bewiesen. Die Idee der Anwendung elektrischer Stimulation in Verbindung mit Exoskelett entspricht schon lange dem Anschein, aber die braucht ernste Sicherheitsmaßnahmen gegen Sehnenzerrungen, Krämpfe, Rupturen und anderer Verletzungen. Die Lösung dieser Aufgaben und Einstellungs- und Programmierungsbequemlichkeit sind technisch schwierige Herausforderung, die noch im keinen serienmäßigen Exoskelett bewältigt wurde.

Also wird der Exoskelett Remotion das erste! Remotion ist einheitliche Hardware und Softwarelösung, die 5 Stimulationsbaueinheiten mit 4 Kanälen in jeder enthält, und gleichlaufend und abgestimmt funktioniert. Ein Arzt stellt selbstständig Stimulationskennwerte für jeden Kanal, synchronisierend stimulierende Welle mit dem Schrittentakt. Stimulationsintensität wird mit einem Patienten besprochen und kann präzis eingestellt werden. Nur solcher Ansazt hilft maximale redressierende Vorteile von Behandlungen im Exoskelett zu erhalten.

Elektromyographie

In der Konstruktion der Baueinheiten elektrischer Stimulation gibt es noch eine bedeutende Funktion, die für jeden Facharzt für Rehabilitation notwendig ist: Elektromyographie durch 20 Kanäle. EMG gehört nicht zu Hochpräzisionsforschungen, aber erlaubt richtig Progress eines Patienten in Form stabiler Erhöhung des Muskelbiopotentials, zum Beispiel, am Behandlungsende im Vergleich mit Behandlungsanfang zu bestimmen. Die Anleitung enthält detaillierten illustrierten Atlas mit Elektrodeneinstellung für FES- und EMG- Behandlung.

Software

Schnittstellen fast aller modernen Exoskelette sind einfache Bedienungspulte, die einfache Befehle «Sitzen/Augstehen/Gehen/Stoppen» erteilen, darum wird effektive Rehabilitation mit solchen Anlagen ziemlich erschwert.
Remotion hat ein modernes Pult mit dem Farb-Sensordisplay für automatisch konfigurierten Einsatz. Aber ganzes Potential wird durch Gebrauch des Spezialprogramms RemotionTool realisiert, die auf PC eines Behandlungsarztes, der durch Wi-Fi zum Exoskelett angeschaltet wird, aufgeführt wird.
RemotionTool enthält fertige Werkzeugleisten für Erschaffung der Rehabilitationsmethodiken mit verschiedener Modularität, FES- und EMG-Kanälenkonfiguration, Patientenanthropometrie und anderen Kennwerte. Alleine Erschaffung neuer Methodikern ist sehr verantwortliche Aufgabe, darum wurde vollwertige Programmstimulation der Behandlung für Fehlerausschluß und Einsparung von Zeit des Arztes vorgesehen. Während der Simulation sieht der Arzt gewählte Zusammensetzung der Baueinheiten, Kreisläufe und eingestellte Schrittgoniogramm, FES-Kanälenaktivierung und gemeinsame Patientendynamik im Exoskelett. Danach wird die Methodik durch Wi-Fi aufs Exoskellet heruntergeladen und blindlaufend ohne Patiententeilnahme ausprobiert. Und nur nach erfolgreicher Erprobung ist es die reale Behandlung eines Patienten erlaubt.
Für Betrieb von RemotionTool braucht man getrennte Accounts für Ärzte und Patiente zu erstellen, um Verantwortung zu verteilen. Das Programm führt detailliertes Tagebuch aller Betriebe und es wird nicht schwierig zu erkennen, wer aus Fachärzten mit welchem Patienten und nach welcher Methodik Behandlung hatte.
Also ist Remotion leistungsstarke und praktische Hardware und Softwarelösung, die in der Lage ist, die Bedürfnisse eines modernen praktizierenden Rehabilitationsarztes oder Fachforschers zu befriedigen. Keiner aus modernen Exoskeletten (im Jahr 2019) hat solche funktionale Softwarelösung und Arbeitsoptionen.

„Mechatronische Systeme“ Labormannschaft und Erarbeitungsprozess

Remotion enthält 1800 Einheiten unterschiedlicher Komplexität, ohne Befestigungsteile und Standarteinheiten. Hardwarelösung besteht aus Steuergerät, eigenen Feuer- und Explosion geschützten Akkumulatoren, vier Elektroantriebe und fünf FES- und EMG-Einheiten. Die Einheiten wurden mit Industrieschnittstelle, die gegen Störungen geschützt ist, verbunden. Diese riesige Arbeit wurde mit kleiner Gruppe der hinreißenden Ingenieure von 16 Menschen während 2 Jahre ausgeführt.

Bei Remotion-Erarbeitung wurden Importeinheiten, genau Elektronik und Elektroantrieb eingesetzt. Die eigene einzigartige Erarbeitung des Projektes ist Umlauf- und Außenzahnreduktor, der Genauigkeit, Zuverlässigkeit und ausgezeichnete Abmessungskennwerte gezeigt hat. Plastik- und Metallkonstruktionsbestandteile wurden von Ingenieuren des Labors „Mechatronische Systeme“ erarbeitet und auf Inlandsbetrieben hergestellt. Dank strenger Beachtung des ESKD-Standards kann Remotion für industrielle Basis jedes modernen Betriebs adaptiert werden.

Exoskelettsanwendungsgebiete

Am Ende zählen wir Hauptkrankheiten auf, für deren Behandlung ist Remotion geeignet:

1) Zentralnervensystemkrankheiten:

• zentrale und periphere untere Plegie und Parese;
• Folgezustand der infantilen Zerebralparese (ICP) in Form unterer Hemiaperese;
• Hemiaplegie, Hemiaperese, Paraplegie und Paraparese, einschließlich die mit zerebralem Insult induziert werden;
• Krankheiten des Zentral- und Peripherienervensystems, die mit Läsion des Gehens verbunden sind;

2) Verletzungsfolgen und die Krankheiten des Stütz- und Bewegungsapparats, die mit Läsion unterer Extremitäten begleitet werden:

• Nachfolgen der langen Ruhigstellung unterer Extremitäten;
• Nachfolgen der Verletzungen und Gelenke-, Knochen- und Muskelnkrankheiten unterer Extremitäten und Beckenbeine;
• Nachoperationsperiode nach Endoprothetik großer Gelenke unterer Extremitäten;
• Nachoperationsperiode der Behandlung der Krankheiten und Gelenke-, Muskeln-, Knochen- und Sehnenverletzungen unterer Extremitäten und Beckenbeine;
• Regenerationszeit nach einem Osteosynthese unterer Extremitäten und Beckenbeine;
• Periode konservativer Therapie deformierender Osteoarthrose großer Gelenke unterer Extremitäten;
• Dorsopathie, die mit wesentlicher Läsion des Gehens begleitet wird.