Поднимать тяжести, разгребать завалы
Экзоскелет — термин из фантастических романов. В фильмах этот металлический панцирь надевают на себя супергерои вроде Железного человека. Он позволяет им летать, одной рукой останавливать поезда, бороться с врагами. В реальности возможности современных экзоскелетов не так безграничны, хотя изначально их придумывали как раз для военных и спасателей, чтобы те могли поднимать до 200 килограммов тяжестей, с легкостью забираться на последние этажи горящих высотных зданий или разгребать завалы. Такие костюмы уже существуют, их могут использовать и полицейские, например, чтобы нести тяжелые пуленепробиваемые щиты во время массовых беспорядков. Но несколько лет назад появилось новое направление развития экзоскелетов — медицинское. Железные «ноги» на шарнирах с креплениями для голеней, колен и бедер, подставка под спину, специальные костыли, спрятанный внутрь «скелета» аккумулятор — такая конструкция может поставить на ноги даже парализованного человека.
— Впервые подобные механизмы, помогающие людям с парализованной нижней частью тела ходить, появились в США, Японии и Израиле, — рассказала «МК» в Питере» одна из основателей компании «ЭкзоАтлет» Екатерина Березий. — Но даже в этих странах экзоскелеты еще только входят в обиход, а в России их почти никто не мог себе позволить из-за их большой стоимости: американский экземпляр, например, стоит около 70 тысяч евро (почти 4,5 миллиона рублей). Мы решили создать наш отечественный аналог, более доступный и реабилитационным клиникам, и самим больным.
Группа инженеров-робототехников, программистов и врачей-реабилитологов трудилась над созданием экзоскелета с 2012 года. Появлялись все более усовершенствованные версии железного панциря.
— Например, в первых прототипах пациент носил аккумулятор, питающий экзоскелет, сзади в рюкзаке, а теперь мы убрали блок питания внутрь самой конструкции, и человеку уже ничего не мешает, — объясняет Екатерина Березий. — Зарядки сейчас хватает на 6–8 часов ходьбы.
Кстати, людей, которые надевают на себя такую «броню» и с ее помощью делают шаги, называют не пациентами, а пилотами.
— С начала первых клинических исследований прошло уже полтора года, за это время в нашем экзоскелете побывали уже 140 человек со всей России, — говорит Екатерина Березий. — Это люди с проблемами опорно-двигательного аппарата, например, с травмами спинного мозга после ДТП, после операций, инсульта. В пилоты мы берем тех, кто старше 18 лет (экзоскелеты для детей пока только разрабатываются), у кого достаточно сильные руки, чтобы опираться на костыли, и кто не весит более 100 килограммов.
С пилотов градом льет пот
До недавнего времени больше всего экзоскелетов было в Москве — ведь именно там, в Сколково, их разрабатывали. Потом появились по одному-два экземпляра в Новосибирске и Архангельске. С декабря 2016 года новинка есть и в клиниках Петербурга. Как только Евгений Саблин узнал, что может поучаствовать в испытаниях нового оборудования и стать пилотом, тут же согласился.
— После аварии я не чувствовал и не контролировал низ своего тела начиная от пояса, — говорит Евгений. — Из-за перелома и вывиха позвонков спинной мозг у меня зажало, врачи в один голос советовали привыкать к инвалидной коляске, но я не хотел сдаваться, сразу стал делать упражнения.
С экзоскелетом Евгений и пятеро других питерских «пилотов» занимаются около двух недель. Это только кажется, что надел «броню» — и вперед, на прогулку. На самом деле все очень непросто.
— Сначала экзоскелет подстраивается под каждого конкретного человека с учетом его роста, веса, ширины шага, размера таза, — объясняет научный руководитель проекта Елена Письменная. — Тот, кто месяцы и годы провел в инвалидной коляске, должен заново учиться держать равновесие, поэтому во время первых тренировок мы обучаем вставать, сгибать и разгибать ноги, опираться на костыли.
Для начала пилоту нужны два помощника — один страхует его сзади за специальные «страховочные рога», приделанные к спинке экзоскелета, второй стоит рядом с планшетом или смартфоном и вбивает команды: «Согнуть колени», «Встать», «Шаг на месте», «Ходьба», выбирает темп (например, «низкой интенсивности»).
— Первые занятия было тяжеловато, — делится впечатлениями Михаил Романенко. Это еще один пилот, из-за ДТП уже два года прикованный креслу-каталке. Во время презентации 37-летний инвалид стоял «на своих ногах» почти 20 минут, а потом еще 20 минут ходил по конференц-залу вперед и назад, издавая легкий механический шум. — Ощущение, как будто ты спортом позанимался, пот градом льет. Ноги и руки устают, мышцы начинает жечь. Упасть я не боялся, с каждым разом чувствовал себя все более уверенно, вспоминая забытые ощущения от ходьбы.
Умный костыль, тревожная кнопка и подушка безопасности
На первый взгляд, экзоскелет просто «ходит» за своего хозяина, автоматически сгибая и разгибая его ноги и делая небольшие шаги. Но параллельно с этим ноги и позвоночник пилота подвергаются воздействию электрических импульсов, синхронизированных с движением робота. Электростимуляция совместно с ходьбой оказалась очень действенным средством реабилитации, сами создатели экзоскелета такого не ожидали — например, Евгений Саблин, тренируясь по часу в день, уже к концу двухнедельного курса смог сам передвигаться с ходунками, не используя помощь робота. В его ноги вернулась частичная чувствительность, теперь он сам может поднимать колени и разворачиваться. На Западе врачи тоже уже публикуют сенсационные результаты — так, японцы провели исследования и выяснили, что за 18 занятий человеку, перенесшему инсульт, можно вернуть подвижность и умение ходить. А американцы два года тренировали молодых парализованных парней от 20 до 30 лет — каждую неделю те по часу прогуливались по коридорам с помощью робота. К каждому из них частично вернулась чувствительность.
— Для таких «продвинутых» пилотов, как Евгений, у нас есть «умный костыль», — говорит один из основателей проекта Михаил Крундышев. — В ручках этого костыля — кнопки управления экзоскелетом, человек сам себе дает команды, сам останавливается, оператор с планшетом ему уже не нужен. А некоторые пилоты «со стажем» прошли самостоятельно уже многие километры — не только в клинике, но и на улице. Они ходили по лестницам, в магазины, даже играли в футбол! Сейчас мы разрабатываем следующую версию робота, которая будет позволять человеку самому инициировать шаги — задавать небольшой импульс, который экзоскелет будет подхватывать и усиливать, превращая в ходьбу.
Пока что походить с помощью робота можно только в условиях реабилитационных клиник и под присмотром врачей. Но у создателей экзоскелетов большие планы — по их мнению, уже через пять лет персональные «скелеты» могут появиться у многих колясочников дома.
— В следующие модели мы планируем встроить пульсометр, тревожную кнопку и даже, возможно, подушки безопасности, — объясняет Михаил Крундышев. — Основная задача — свести риски падения и травмы к нулю. Ведь дома у пилота под рукой не будет врача, контролирующего каждое его движение. А вдруг человеку станет нехорошо, закружится голова? Даже если он научился сам надевать экзоскелет и управлять им, но передвигаться в одиночку — это серьезная ответственность для нас, как создателей. С этими сложностями сейчас сталкиваемся не только мы, но и все мировые разработчики таких роботов.
Но Евгения Саблина и Михаила Романенко проблемы разработчиков мало интересуют — они бы забрали экзоскелет себе домой уже сегодня. Хотя стоит он совсем недешево — домашний экземпляр может обойтись в полтора миллиона рублей.
— Когда ты снова можешь распрямиться и идти, смотреть людям в лицо, не зависеть от пандусов и провожатых — это дает огромную надежду! — говорит Евгений Саблин. — Теперь я уверен, что снова научусь ходить. Сам, без робота..
