الهياكل الخارجية الروبوتية تمنح الأمل لذوي الاحتياجات الخاصة بالعودة للمشي مجدداً

صُممت الهياكل الخارجية في الأصل لكي تزوِّد الجنود بقوى تفوق طاقة البشر، فإذا بها تُعزِّز المساعي الجريئة لمساعدة المرضى على إعادة تعلُّم المشي.

وكأن روبوتًا يقف على قدميه، يمشي مبتعدًا مخلِّفًا جزءًا منه وراءه، يجلس الهيكل الخارجي الاصطناعي ثابتًا على كرسي، وبعد ثلاث دقائق تقريبًا، يُثبَّت “كيفين أولت” في الإطار المعدني ويصبح جاهزًا للوقوف. يُغمض “أولت” عينيه ويأخذ نفسًا عميقًا ويمد ذراعيه بعيدًا عن جسمه كغواص يهم بالغطس، غير أن “أولت” يُمسك عكازًا في كل يد، وعندما يحين وقت المشي، يدفع نفسه إلى الأعلى بذراعيه القويتين، لتعمل محركات الهيكل الخارجي الكهربائية الأربعة بأزيز منخفض، فينتصب الجزء السفلي من جسم “أولت” مثلما يحدث وهو يعتمد على عكازيه.

فور وقوف “أولت”، يتحقق طبيب العلاج الطبيعي من إعدادات الهيكل الخارجي على شاشة رقمية متصلة بدعامته الخلفية، للتأكد من أن كل شيء على ما يرام. يخطو “أولت” بضع خطوات متأملًا ما يحدث قائلًا: “إنني أتعلم المشي مجددًا”.

عندما يقول ذلك رجل عمره 49 عامًا، نعرف أنه يعاني شيئًا مروِّعًا، وبالنسبة إلى “أولت”، فقد تسببت حادثة زلاقة جليد آلية، حدثت قبل أكثر من 14 عامًا، في إصابة عموده الفقري وأقعدته على كرسي متحرك. وبعد أكثر من عشر سنوات من العلاج الطبيعي والعمل

الشاق، عاد ليقف مرة أخرى على قدميه عدة مرات في الأسبوع بمساعدة هيكل خارجي طبي روبوتي.

علم أكثر منه خيالًا:

يقدِّم الجهاز لأولت الدعم الذي لم تعد ساقاه توفره. فكما يقول وهو يخطو في أنحاء غرفته وسط هدير الهيكل الخارجي: “أشعر وكأنني أمشي بمساعدة قليلة من المحركات”. كانت خطواته انسيابية على نحو مدهش، فهي مزيج من برمجة الجهاز والقوة المتبقية في ساقيه. وتحدد برمجيات الهيكل الخارجي مقدار المساعدة التي يحتاج إليها أولت، من خلال استشعار مقدار القوة التي يولدها عندما يرفع قدمه عن الأرض ويدفعها بنفسه إلى الأمام.

يقول أولت والعرق يتصبب من جبينه بسبب الجهد الذي يتطلبه العمل مع الجهاز: “أحاول دائمًا استعمال دماغي لدفع ساقَيَّ للمضي قدمًا، أنظر إلى الأسفل لأنني لا أستطيع الإحساس بقدمي، لكنني يمكنني على الأقل رؤيتها تتحرك إلى الأمام”. يساعده هذا، كما يقول، على إعادة بناء الاتصال المفقود بين عقله وجسده.

تخضع الهياكل الخارجية الميكانيكية للتطوير منذ عقود، لكن الاهتمام كان مركَّزًا معظم الوقت على صنع بذلات تعمل هيدروليكيًّا، يمكن للجنود ارتداؤها من أجل حمل أحمال ثقيلة. وتوجد تلك البذلات غالبًا على شكل نماذج أولية، تحاول وكالة مشاريع البحوث الدفاعية المتطورة (DARPA) الحكومية الأمريكية مع متعهديها معرفة كيفية جعلها عملية وملائمة للعمليات العسكرية من حيث تكلفتها وتجهيزاتها.

لكن هيكل أولت الخارجي -إكسو جي تيEkso GT، الذي صنعته شركة إكسو بايونيكس Ekso Bionics- بالإضافة إلى مجموعة متنوعة من المنتجات المشابهة التي صنعتها شركات أخرى، كان لها تأثير كبير جدًّا في السنوات الأخيرة على إعادة التأهيل الطبي لمرضى إصابات الحبل الشوكي.

وفي شهر أبريل من عام 2016، أصبح هيكل جي تي أول هيكل خارجي تُوافِق إدارة الغذاء والدواء الأمريكية (FDA) على استعماله مع مرضى السكتة الدماغية ومرضى إصابات العمود الفقري ومنطقة العنق (حتى أسفل الرقبة)، وذلك بفضل اللوحة الخلفية الطويلة للهيكل. وفي شهر مارس منحت إدارة الغذاء والدواء الأمريكية شركة باركر هانِّيفين Parker Hannifin موافقتها على بيع هياكلها الخارجية الروبوتية إنديجو Indego للمستشفيات وكذلك للمرضى مباشرة.

ويُقال إن شركة آرجو للتكنولوجيا الطبية Argo Medical Technologies، التي تُصنِّع الهيكل الخارجي ريوَوك ReWalk، هي الشركة الوحيدة الأخرى التي تستطيع البيع للمرضى مباشرة. وفي شهر ديسمبر عام 2015، بدأت وزارة شؤون المحاربين القدماء الأمريكية بتغطية تكاليف الهيكل الخارجي “ريوَوك” للمستحقين من المحاربين القدماء المشلولين.

وتتطلب الرعاية اللازمة لاستعمال الهياكل الخارجية إشرافًا فعالًا للغاية، لذا فغالبًا ما يساعد المريضَ اثنان أو ثلاثة من أطباء العلاج الطبيعي ويوجهونه في كل خطوة يخطوها. وغالبًا ما يباشر أحدهم ساقَي المريض إذا لم تكن لديه القوة الكافية لتحريكهما. ويمكن لهذا الإجراء مع مرور الوقت أن يكون فعالًا في مساعدة المرضى على استعادة بعض القوة والمقدرة على الحركة في الجزء السفلي من أجسامهم، لكن من الصعب قياس التقدم الذي يحرزه المريض، كما يُعَد هذا مجهدًا للغاية للمعالجين والمرضى على حد سواء.

وثمة خيار آخر ظهر في الآونة الأخيرة وهو استعمال أجهزة مساعدة على الوقوف، ومنها لوكومات هوكوما Hocoma’s Lokomat، حيث يوضع المريض في هيكل خارجي معلق بأسلاك فوق مشاية كهربائية. ويمشي المريض على سير المشاية المتحرك بمساعدة هيكل اللوكومات، لكنه لا يمتلك الحرية غير المقيدة التي توفرها هياكل الوقوف الخارجية الأخرى القائمة بذاتها.

إعادة التأهيل الروبوتي:

تتطلب الهياكل الخارجية -مثل الهيكل الذي يستعمله أولت- أخصائيًّا واحدًا للعلاج الطبيعي، ويمكن ضبطها لتوفير مستويات مختلفة من الدعم لتلبية احتياجات مختلف المرضى، كما تقيس التقدم الذي يحرزه المريض بشكل أدق، مما يؤدي إلى جلسات علاج أكثر فاعلية، كما يقول توم لوبي، رئيس شركة إكسو بايونيكس ومديرها التنفيذي.

وكما يضيف لوبي، فإنه في أثناء الجلسة الأولى لإعادة تأهيل المريض، يمكن لفريق من المعالجين يعمل دون الاستعانة بهيكل خارجي أن يجعل المريض يقوم بثماني خطوات “نوعية”، بمعنى ألا يحاول المريض ثني جسمه للتعويض عن فقدان قوته أو توازنه. ويدعي لوبي أن نفس المريض يستطيع باستعمال هيكل إكسو جي تي أن يقوم بـ400 خطوة نوعية خلال تلك الجلسة الأولى.

لقد أصبحت هياكل «التدريب على المشي» الروبوتية تحظى بشعبية متزايدة كخيار لإعادة التأهيل، كما تقول ليزا ماكهيو، اختصاصية العلاج الطبيعي في معهد كينيدي كريجر في بالتيمور، والتي تضيف أن هياكل إكسو جي تي تُمَكِّن مرضى الشلل من خوض جلسات علاج طويلة يبدأون خلالها خطواتهم بطريقة تعتقد أنها “جيدة من أجل استعادة النظام العصبي بعد إصابة الحبل الشوكي”، وتشير ماكهيو إلى أن معهد كينيدي كريجر قد عالج عشرات المرضى باستخدام هذا الجهاز منذ وصوله إلى المعهد في أغسطس عام 2015.

وتُمكِّن الهياكل الخارجية الأحدث المعالجين من قياس وتوثيق معلومات إحصائية، مثل طول الخطوات وعددها، ومقدار الطاقة التي تستهلكها محركات البذلة لمساعدة المريض، والكيفية التي يحرك بها المرضى أجسامهم في أثناء خطوهم. ويسمح هذا للمعالجين بقياس التقدم الذي يحرزه المريض بدقة أكبر مما كانت عليه في الماضي، فكما توضح ماكهيو، فإن المعالجين اعتادوا في السابق الحكم على تحسُّن المريض بالاعتماد على ملحوظاتهم الشخصية إلى حد كبير.

تخطي العقبات:

إلا أنه ما زالت ثمة عيوب عدة في الهياكل الخارجية، فبالإضافة إلى تكلفتها العالية، كما تقول ماكهيو، إذ يمكن أن يتراوح سعر الجهاز الواحد بين 70 ألفًا و150 ألف دولار أمريكي، وحاجتها إلى كثير من التدريب الخاص للمعالجين، فإنها مُصممة للاستعمال فقط على سطوح صلبة وجافة ومستوية. وتضيف ماكهيو أن قدرة المريض على المشي داخل العيادة لا تعني قدرته على المشي فوق أرض رطبة أو رملية أو حتى غير مستوية، كما أن ضبط ارتفاع هيكل إكسو جي تي، والذي يتراوح بين 1.5 إلى 1.8 متر، يجعلنا غير قادرين -والكلام لماكهيو- على استعماله لمرضانا من الأطفال.

وثمة افتقار أيضًا إلى دليل ملموس على أن الهياكل الخارجية أكثر نجاحًا في إعادة تأهيل المرضى من العلاج الطبيعي التقليدي، لذا تموِّل شركة إكسو دراسة تقارن مقدار التحسُّن الذي يحرزه 160 مريضًا بإصابات الحبل الشوكي، يخضعون لإعادة تأهيل باستخدام هيكل إكسو جي تي، بمساعدة العلاج الطبيعي ومن دونه، على مدى 12 أسبوعًا. وقد بدأت التجارب السريرية على المريض الأول، في أغسطس الماضي، ضمن برنامج “وايز” WISE، الذي يعني “تحسين المشي لمرضى إصابات الحبل الشوكي باستخدام الهياكل الخارجية”.

«عمومًا، وفي الظروف المتماثلة، فإن مستخدمي الهياكل الخارجية يحصلون على مزيد من العلاج ويبذلون المزيد من الجهد في وقت أقل”، كما يقول ديلان إدواردز، كبير الباحثين في برنامج وايز، ومدير مختبر معهد بحوث بورك الطبي للتحفيز الدماغي اللاجراحي والتحكم الحركي البشري في وايت بلَينز بنيويورك. ويخطط إدواردز وزملاؤه لتقييم ما إذا كان التدريب الروبوتي على المشي يمكن أن يحسِّن من سرعة مشي المريض، وهو التقدُّم الذي يشير إلى أن الدماغ والحبل الشوكي والأعصاب الطرفية والعضلات قد بدأت بالعمل معًا على نحو أكثر فاعلية. وسوف يعمل الباحثون أيضًا على تقييم الألم الذي يشعر به المريض وتشنج عضلاته، فضلًا عن العوامل الاقتصادية مثل العدد اللازم من المعالجين والعاملين في أثناء التدريب. يقول إدواردز: “أحاول أن أبرهن على ضرورة اعتمادنا على هذه التكنولوجيا في مهنة العلاج الطبيعي”.

الرجل الحديدي:

ربما يكون كيفين أولت هو أفضل مؤيد لاستعمال الهياكل الخارجية حتى الآن. فقد ساعد على تشجيع هذه التكنولوجيا خلال السنوات العديدة الماضية من خلال الظهور في الصحافة والحياة العامة، وهو يقول إنه يستمتع بالحرية النسبية التي يوفرها له ارتداء هيكل إكسو جي تي، ولو لبعض الوقت، ويدعي أن مثابرته على استعمال الهيكل الخارجي ثلاثة أيام في الأسبوع خلال السنوات القليلة السابقة قد ساعدته على استعادة بعض قوته وبعض التحكُّم الحركي في ساقيه.

ويعترف أولت بأن التكنولوجيا اللازمة لمساعدته على المشي من جديد -سواء من دون هيكل خارجي أو باعتماد أقل عليه- لا تزال على بُعد سنوات. ومع ذلك فقد أعطته تجربته أملًا، فكما يقول: “قبل ست عشرة سنة، لم يكن هناك شيء، مجرد تصميم في كتاب فكاهي يتحدث عن الرجل الحديدي. الآن أصبح الأمر حقيقة واقعة”.

ريواك (ReWalk): دليل على أن الهياكل الخارجية تغيّر الحيوات

نظام ريواك الشخصي 6.0

أحدث تطور في تكنولوجيا الهياكل الخارجية هو ريواك الشخصي 6.0، النموذج الأكثر أناقة، وانسيابية المصمم للاستعمال الشخصي. في حين أن النموذج السابق كان للمستشفيات ومراكز التأهيل، النموذج 6.0 هو بشكلٍ كلي للأفراد؛ إنه مخصص ليناسب مقاس صاحبه، ومفصّلٌ خصيصاً لاحتياجاته ومتطلباته.

هذا هو النموذج الذي يمتلكه آدم، وينوي استخدامه للمنافسة في سباق جسر نهر كوبر.

بدأ حملة على GoFundMe الخريف الماضي، وبدأ بيع تيشرتات تحمل عبارة “لدي ساقين”؛ في نهاية المطاف، جمع ما يكفي من المال لتسديد الدفعة المقدمة للهيكل الخارجي الجديد، والذي قدمته له الشركة في 30 ديسمبر، الذكرى السنوية العاشرة لتعرضه لحادث السيارة.

أسماه آدم “بيتي كارلتون” – تحيةً لجدته المتوفاة ولشخصية كارلتون بانكس (أحد شخصيات المسلسل التلفزيوني المفضل لآدم).

بيتي كارلتون أسهل استخداماً، ويضم عدداً من التحسينات على سابقه – تخلص من حقيبة الظهر، على سبيل المثال، وهو ما يعني مركز جاذبية أقل غرابة. أيضاً، المحرك الجديد أصبح أكثر هدوءاً والتصميم الجمالي العام بات أكثر جاذبية.

يعتقد آدم أنه أصبح أقرب ل “جيمس بوند” مقارنة بالطراز السابق الذي شابه “المدمر”.

“إذا كنت صادقاً تماماً، أنا أشعر أنني أكثر جاذبية عندما أكون في هذا النموذج الجديد بالمقارنة مع النموذج الأقدم. فقط إن كان لدي البدلة التي تناسبه.”

ومع ذلك، يمكن حتى لبيتي كارلتون أن يتحسن – القدرة على التحكم في سرعة مشي الهيكل الخارجي، ومجموعة متنوعة من “المشيات” الأكثر طبيعية وبسرعاتٍ تناسب حالاتٍ مختلفة سيكون أمراً مثالياً بالإضافة إلى وزن أخف وقابلية للطي، لسهولة النقل، كل ذلك سيكون بالتأكيد مفيداً.

ولكن هذا كله سيأتي في الوقت المناسب.

الشيء المهم الآن هو نشر الأمر، لنوفر للذين يعانون من إصابات في النخاع الشوكي – أو الذين فقدوا القدرة على المشي – منفذاً الوصول إلى هذه الآلات، والسماح للتكنولوجيا بالتطور من هناك. ويستبشر آدم أنه مع زيادة الوعي، وإتاحة الهياكل الخارجية على نطاق أوسع، ستنخفض التكاليف، والمواد ستصبح أخف وزناً، والتصميم العام سيكون أكثر كفاءة.

ومن ثم يمكننا أن نتطلع إلى الحين الذي سيتمكن فيه كل المرضى المصابين بشلل نصفي من أن يكونوا مجهّزين بشكل روتيني، ليس بجهاز بدائي وغير كفء كالكرسي المتحرك، ولكن بجهاز هيكلٍ خارجي مخصص ومجهز مثل الريواكر.

فقط فكروا في ما قد يعنيه ذلك بالنسبة للمرضى المستقبليين – ليس فقط من حيث منحهم المزيد من القدرة على التنقل، ولكن في العودة التقريبية لحيواتهم السابقة.

“شعرت أنني على قيد الحياة وكأن لا شيء يمكنه أن يؤذيني”

مشاركة آدم في هذه التكنولوجيا الرائعة جاء كشيء من الهزل، كعضو في مركز إصابات الحبل الشوكي Roper / MUSC في تشارلستون، تحدث إليه أحدهم عن اختبار جهاز هيكل خارجي.

ويتذكر آدم، ” فكرت في الأمر وقلت لنفسي لم لا، سأعطي الأمر محاولة. كنت بحاجةٍ إلى شيء ليشغل ذهني عن كل شيء”.

وفعل ذلك وأكثر؛ غيّر حياته.

“بعد شهر، وقفت لأول مرة في الهيكل الخارجي وتغيرت حياتي إلى الأبد. شعرت أنني على قيد الحياة وكأن لا شيء يمكنه أن يؤذيني؛ كان أشعر بالتمكين. أخيراً كنت أسيطر على شيء أخذ مني لمدة 10 سنوات، ساقي! قلت على الفور: “أنا بحاجة لشراء واحدة من هذه الأشياء والمشاركة في سباق جسر نهر كوبر بها”.

طورت شركة ريواك (ReWalk) للروبوتات الهيكل الخارجي لأغراض علاجية وتأهيلية في الأصل، ولكن الأهم من ذلك، والمحسوس بشكل أقل، أنه كان وسيلةً لاستعادة المرضى للثقة واحترام الذات، بمجرد سماحه لهم بالوقوف والتفاعل مع الآخرين في مستوى العين مرة أخرى.

ووصف “الريواكر” بأنه “هيكلٌ خارجي قابل للارتداء، خفيفٌ ومزوّدٌ بمحركاتٍ في مفاصل الورك والركبة”. وهي بدلة روبوتية تعمل بالبطاريات، مُحوسبة، تستشعر التغيرات في مركز جاذبية مرتديها، وتتفاعل معهم بأخذ سلسلةٍ من الخطوات المدبرة بذكاء لتقلّد المشية الطبيعية.

ولكنها تصبح أفضل. وأكثر جاذبية بكثير.

إعداد: أنمار رؤوف

المصادر: 12