Przenośny egzoszkielet biodrowy poprawia ekonomikę chodu u osób po udarze

Pomagając osobom po udarze chodzić dalej przy mniejszym wysiłku

Nawet krótkie dystanse mogą być dla wielu osób po udarze jak trening. Ponieważ jedna strona ciała jest osłabiona, każdy krok wymaga dodatkowej energii, co prowadzi do zmęczenia, wolniejszego chodu i mniejszej niezależności. W tym badaniu analizujemy nowe noszone urządzenie biodrowe, którego celem jest ułatwienie chodzenia i zmniejszenie zmęczenia u osób po udarze, co może pomóc im zachować aktywność i zaangażowanie w codziennym życiu.

Dlaczego chodzenie jest tak trudne po udarze

Po udarze wiele osób przyjmuje sposób chodzenia, w którym jedna noga jest słabsza i bardziej sztywna niż druga. Mogą mieć problem z wybiciem się z kostki, wymachnięciem nogi do przodu lub utrzymaniem stabilności kolana. Aby uniknąć potknięcia, często unoszą bardziej biodro lub wymachują nogą na zewnątrz szerokim łukiem. Silniejsza noga musi pracować ciężej, aby to zrekompensować, co skutkuje nierównym, energochłonnym chodem. Średnio chodzenie u osób z tym zaburzeniem kosztuje około 60 procent więcej energii niż u zdrowych dorosłych, co ogranicza dystans i prędkość poruszania się w codziennym życiu.

Nowy rodzaj wsparcia noszonego w okolicy bioder

Inżynierowie od lat opracowują zasilane urządzenia wspomagające chodzenie u osób po udarze, z których większość koncentrowała się na kostce. Te urządzenia mogą poprawiać prędkość i przejście stopy nad podłożem, ale gdy są wykonane w formie przenośnej, nie udało się dzięki nim zmniejszyć ogólnego kosztu energetycznego chodzenia. Zespół badawczy stojący za tym artykułem wybrał inny cel: biodra. Zaprojektowali lekki, zasilany bateryjnie egzoszkielet, który obejmuje miednicę i górne partie ud oraz wspomaga oba biodra — zarówno słabszą, jak i silniejszą stronę. Ponieważ jest umieszczony blisko środka masy ciała, jego noszenie jest mniej męczące niż podobne urządzenia umieszczone przy kostkach.

Testowanie urządzenia na ludziach

W badaniu wzięło udział siedem osób dorosłych z długotrwałym osłabieniem po udarze. Po kilku sesjach treningowych, które pozwoliły przyzwyczaić się do urządzenia i dostroić jego wsparcie pod kątem komfortu, każda osoba chodziła na bieżni z własną zwykłą prędkością, najpierw bez urządzenia, a potem z włączonym egzoszkieletem. Podczas chodzenia badacze mierzyli zużycie tlenu, aby oszacować koszt energetyczny, oraz używali czujników ruchu i płyt siłowych, by obliczyć, ile pracy mechanicznej wykonywały stawy biodrowe, kolanowe i skokowe.

Mniej wysiłku ze strony ciała, więcej pomocy od urządzenia

Po włączeniu egzoszkieletu biodrowego wszyscy uczestnicy zużywali mniej energii podczas chodzenia. Średnio ich netto koszt metaboliczny — wewnętrzne zużycie paliwa organizmu ponad stan spoczynku — spadł o około 18 procent. To mniej więcej odpowiada sytuacji, gdy zdrowa osoba zdejmuje plecak ważący ponad 13 kilogramów. Urządzenie przejęło część pracy zwykle wykonywanej przez mięśnie bioder, zwłaszcza podczas odpychania ciała do przodu i wymachu nogi. Biologiczna praca wykonywana przez biodra spadła o około 29 procent, podczas gdy praca w kolanach i stawach skokowych pozostała mniej więcej na tym samym poziomie. Egzoszkielet nieznacznie zwiększył też przejście stopy nad podłożem, co może zmniejszać ryzyko potknięcia, oraz poprawił równowagę w udziale pracy między słabszą a silniejszą stroną.

Co to może oznaczać w codziennym życiu

Dla osoby po udarze oszczędność energii na poziomie 18 procent może oznaczać możliwość chodzenia dalej przed potrzebą odpoczynku, pokonywania wzniesień lub dłuższych dystansów w społeczności, a także pełniejszego uczestnictwa w pracy i życiu towarzyskim. Badanie pokazuje po raz pierwszy, że przenośny egzoszkielet biodrowy może w istotny sposób zmniejszyć wysiłek związany z chodzeniem u osób po udarze, głównie przez odciążenie ciężkiej pracy zwykle wymaganej od mięśni bioder. Choć badania przeprowadzono na bieżni na niewielkiej grupie i w krótkim czasie, wskazują one na przyszłość, w której kompaktowe roboty noszone przy biodrach mogłyby stać się częścią standardowej opieki, pomagając ludziom odzyskać mobilność i niezależność po udarze.

Cytowanie: Pruyn, K., Murray, R., Gabert, L. et al. Portable hip exoskeleton improves walking economy for stroke survivors. Nat Commun 17, 2771 (2026). https://doi.org/10.1038/s41467-026-69580-0

Słowa kluczowe: rehabilitacja po udarze, egzoszkielet, urządzenie wspomagające chód, koszt energetyczny chodu, robotyka biodrowa