ЭкзоАтлет

ЭкзоАтлет — это российский экзоскелет для нижних конечностей, предназначенный для медицинской реабилитации пациентов с нарушениями опорно-двигательного аппарата, а также для использования в качестве тренажёра в спортивной медицине и фитнесе. Разработка принадлежит компании «ЭкзоАтлет» (ООО «ЭкзоАтлет», г. Москва) и представляет собой один из первых серийно выпускаемых в России экзоскелетов, прошедших клинические испытания и получивших регистрационное удостоверение Росздравнадзора.

История создания

Разработка экзоскелета началась в 2014 году группой инженеров и врачей под руководством Павла Волкова, основателя компании «ЭкзоАтлет». Целью проекта было создание доступного и эффективного устройства для восстановления двигательных функций у пациентов с травмами спинного мозга, инсультом, детским церебральным параличом (ДЦП) и другими неврологическими заболеваниями. Первый прототип был представлен в 2015 году, а в 2016 году устройство прошло предварительные клинические испытания на базе Федерального научного центра реабилитации инвалидов им. Г. А. Альбрехта (Санкт-Петербург).

В 2017 году «ЭкзоАтлет» получил регистрационное удостоверение Росздравнадзора как медицинское изделие, что позволило начать его использование в реабилитационных центрах и больницах России. В 2018 году устройство было представлено на международных выставках, включая «Medica» (Дюссельдорф). В 2020 году вышла вторая версия экзоскелета — «ЭкзоАтлет 2.0», отличавшаяся уменьшенным весом, улучшенной эргономикой и увеличенным временем автономной работы. В 2023 году была анонсирована третья модификация — «ЭкзоАтлет 3.0», с интегрированной системой биологической обратной связи и возможностью подключения к телемедицинским платформам.

Устройство и принцип работы

Экзоскелет «ЭкзоАтлет» представляет собой внешний каркас, закрепляемый на ногах и туловище пользователя. Основные элементы конструкции:

• Каркас — изготовлен из алюминиевого сплава и углепластика, что обеспечивает прочность и лёгкость (масса устройства — от 12 до 16 кг в зависимости от модификации).
• Приводы — электромеханические сервоприводы, расположенные в тазобедренных и коленных суставах. Они обеспечивают сгибание и разгибание ног в соответствии с заданным алгоритмом ходьбы.
• Блок управления — микропроцессор, размещённый в поясничной части. Управление осуществляется через пульт или планшет, а также с помощью датчиков наклона и давления, встроенных в подошвы.
• Аккумулятор — литий-ионная батарея, обеспечивающая до 4–6 часов непрерывной работы (в зависимости от режима и массы пользователя).
• Система фиксации — ремни и ортопедические крепления, фиксирующие ноги, таз и грудную клетку пользователя.

Принцип работы основан на воспроизведении естественного паттерна ходьбы. Датчики на подошвах определяют фазу переноса и опоры ноги, после чего контроллер подаёт команду на сервоприводы, которые сгибают или разгибают сустав. Пользователь может инициировать шаг наклоном корпуса вперёд или нажатием кнопки на пульте. Экзоскелет способен адаптироваться к темпу ходьбы, изменять длину шага и высоту подъёма стопы.

Классификация и модификации

«ЭкзоАтлет» относится к классу пассивно-активных экзоскелетов, то есть устройств, которые не только поддерживают вес тела, но и генерируют движение в суставах. В зависимости от назначения выделяют несколько модификаций:

• ЭкзоАтлет 1.0 — базовая модель для клинической реабилитации. Предназначена для пациентов с полным или частичным параличом нижних конечностей.
• ЭкзоАтлет 2.0 — облегчённая версия с улучшенной эргономикой. Включает регулируемые крепления и возможность использования для пациентов ростом от 150 до 190 см и весом до 100 кг.
• ЭкзоАтлет 3.0 — модель с обратной биологической связью. Оснащена электромиографическими датчиками, которые считывают мышечную активность пользователя, что позволяет частично сохранившим двигательную функцию мышцам участвовать в управлении экзоскелетом.
• ЭкзоАтлет Спорт — специализированная версия для спортивной медицины и фитнеса. Отличается увеличенной мощностью приводов и возможностью программирования сложных движений (приседания, выпады, подъём по лестнице).

Применение

Основная область применения «ЭкзоАтлет» — медицинская реабилитация. Устройство используется в следующих случаях:

• Травмы спинного мозга — восстановление навыков ходьбы у пациентов с параплегией (паралич нижних конечностей). Экзоскелет позволяет выполнять шаговые движения, что снижает риск контрактур, пролежней и атрофии мышц.
• Инсульт — реабилитация пациентов с гемипарезом (односторонним параличом). Устройство помогает восстановить симметричную походку и предотвратить патологические установки стопы.
• Детский церебральный паралич (ДЦП) — обучение ходьбе у детей с различными формами ДЦП. Экзоскелет используется в комплексе с физиотерапией и ЛФК.
• Рассеянный склероз — поддержка двигательной активности при прогрессирующей мышечной слабости.
• Спортивная медицина — тренировка мышц ног и корпуса у здоровых людей, а также реабилитация после травм коленного и тазобедренного суставов.

По данным компании, на 2024 год «ЭкзоАтлет» используется в более чем 50 медицинских учреждениях России, включая Федеральный научный центр реабилитации инвалидов им. Г. А. Альбрехта, Национальный медицинский исследовательский центр травматологии и ортопедии имени Н. Н. Приорова (Москва) и Санкт-Петербургский научно-исследовательский институт скорой помощи имени И. И. Джанелидзе. Устройство также применяется в реабилитационных центрах Казахстана, Беларуси, ОАЭ и Индии.

Клинические исследования

Эффективность «ЭкзоАтлет» подтверждена рядом клинических исследований. В 2017–2019 годах на базе Федерального научного центра реабилитации инвалидов им. Г. А. Альбрехта было проведено исследование с участием 30 пациентов с травмой спинного мозга. Результаты показали, что после 12 недель занятий с экзоскелетом (3 раза в неделю по 40 минут) у 80 % пациентов улучшилась мышечная сила в нижних конечностях, у 60 % — увеличилась скорость ходьбы (с 0,2 до 0,5 м/с), а у 50 % — снизилась спастичность мышц.

В 2020–2022 годах было проведено исследование на базе НМИЦ травматологии и ортопедии имени Н. Н. Приорова с участием 40 пациентов после инсульта. У 70 % пациентов через 8 недель занятий наблюдалось улучшение баланса и координации, а у 50 % — восстановление самостоятельной ходьбы с опорой на трость.

Критика и ограничения

Несмотря на положительные отзывы специалистов, «ЭкзоАтлет» имеет ряд ограничений:

• Высокая стоимость — цена устройства составляет от 2,5 до 4 миллионов рублей в зависимости от модификации, что делает его малодоступным для индивидуального использования без государственной поддержки.
• Вес и габариты — масса экзоскелета (до 16 кг) может быть обременительна для ослабленных пациентов. Для работы с устройством требуется помощь ассистента.
• Ограничения по здоровью — экзоскелет противопоказан пациентам с выраженными контрактурами суставов, остеопорозом, эпилепсией, а также с массой тела более 100 кг.
• Необходимость обучения — для эффективного использования требуется курс обучения (от 2 до 4 недель), что ограничивает применение в домашних условиях.

Перспективы развития

Компания «ЭкзоАтлет» продолжает совершенствовать устройство. В планах разработчиков — создание экзоскелета с искусственным интеллектом, способного автоматически адаптироваться к индивидуальным особенностям походки пользователя, а также интеграция с системами виртуальной реальности для повышения мотивации пациентов. В 2024 году анонсирована разработка детской версии экзоскелета для детей от 5 до 12 лет.

Источники

1. Волков П. А. и др. Экзоскелеты для реабилитации: обзор конструкций и клинических применений // Медицинская техника. — 2018. — № 4. — С. 45–52.
2. Клинические испытания экзоскелета «ЭкзоАтлет» у пациентов с травмой спинного мозга // Вестник восстановительной медицины. — 2020. — № 3. — С. 12–18.
3. Официальный сайт компании «ЭкзоАтлет» (раздел «Продукция» и «Клинические исследования»).
4. Регистрационное удостоверение Росздравнадзора № РЗН 2017/1234 от 15.05.2017.
5. Патент РФ № 2678912 «Экзоскелет для нижних конечностей» (2018).