| |
Får
lamme til å sykle
Han er lam fra ryggen og ned – men elektrostimulering
får «liv» i beina.
En tilbakelent trehjulssykkel som ryggmargskadde kan bruke til trening
og til å komme seg rundt på: Det er målet for
stipendiat Einar Idsø ved NTNU. Sammen med kolleger i Skottland
er han i ferd med å utvikle kjøretøyet. Sykkelen
er allerede testet på denne gruppen bevegelseshemmede i ved
Southern General Hospital i Glasgow. Men deler av teknologien må
finpusses før sykkelen kan produseres og komme på markedet.
 |
| GOD
TRENING: |
|
|
Mange ryggmargskadde dør av hjerte-sykdommer som følge
av for dårlig fysisk form. Den tilbakelente trehjulssykkelen
vil kunne hjelpe skotske Neil og andre med lammelser i beina
til å trene hjertet og få opp kondisen.
Foto:
Ken Hunt, Centre for Rehabilitation Enginieering, University
of Glasgow |
|
SMÅ, ELEKTRISKE STØT
Når en frisk person sykler, tar sentralnervesystemet seg av
å bestemme når hver enkelt muskel skal trekke seg sammen
og slappe av for at pedalkraften skal bli størst mulig og
anstrengelsen minst mulig. Hos en lam person fungerer ikke sentral-nervesystemet
som det skal. Skal han sykle, må musklene stimuleres på
annen måte, ved elektrisk stimulering, styrt av et dataprogram.
Da kan faktisk den lammes egne lårmuskler drive sykkelen.
Syklisten får festet elektroder på over- og undersiden
av lårene, og på rumpemuskulaturen. Gjennom elektrodene
sendes korte støt av strømpulser på om lag hundre
milliampere. Hver puls varer i bare noen hundre mikrosekunder, men
dette er nok til å trigge musklene til å trekke seg
sammen og deretter slappe av. Føttene er festet til pedaler,
og leggene låses fast for å stabilisere bevegelsen.
Ellers ville kneet ha falt ut til siden. Syklisten styrer selv hastigheten
ved å vri på et gasshåndtak, ikke ulikt det man
finner på motorsykler.
MÅ FINNE RYTMEN
Et barn som lærer å sykle, strever i starten med å
få den riktige tråkkerytmen mellom høyre og venstre
fot. Knestrekkermusklene, knebøyere og hoftestrekkere skal
samarbeide, og fotbladene skal ha riktig vinkel på pedalene.
De samme utfordringene må løses i sykkelteknologien.
Einar Idsø har arbeidet med å finne den riktige rytmen
for de små, elektriske støtene. For at syklingen skal
foregå med jevne bevegelser, mest mulig drivkraft og minst
mulig energibruk, må de elektriske pulsene skrus på
og av på nøyaktig riktig tidspunkt. Sykkelen må
også fungere for både korte og lange bein. Idsø
har laget en dynamisk, matematisk modell av den optimale tråkkerytmen.
Ved å simulere modellen på en datamaskin, finner han
de beste start- og stoppetidspunktene for stimulering av de tre
muskelgruppene. Over jul skal modellen testes på en pilotsykkel
ved University of Glasgow. Om Idsøs modell fungerer bra i
praksis, vil dette også bidra til at syklistene lettere kan
overkomme bratte stigninger og kunne sykle lenger.
HVORDAN – OG HVORFOR?
Strømstøtene erstatter altså kommandoen som
funksjonsfriske syklister gir sine muskler fra hjernen. Hvordan
er dette mulig? – Folk med ryggmargskade kan ikke iverksette
en viljestyrt bevegelse i beina. Men med denne teknologien er det
mulig å gå inn nedenfor en ryggskade, å stimulere
nerveenden i muskelen og derved framprovosere en muskelsammentrekning,
forklarer Idsø. Han mener at dette er viktig og nyttig teknologi:
– Hos ryggmargskadde svinner muskelmassen fort hen. De kan
trene i rullestol, men de får ikke trent de store musklene
i beina. Utholdenhetstrening som trimmer hjertet, får de heller
ikke. Hjertesvikt eller hjerterelaterte sykdommer er hoveddødsårsaken
til ryggmargskadde. Trening på en tilbakelent trehjulssykkel
gir nettopp god utholdenhetstrening. Lamme personer blir utmattet
på samme måte som friske, men de er normalt ikke i stand
til å kjenne dette på samme måte. Utmattelse registreres
ved at det trengs mer strøm til å opprettholde en ønsket
effekt på pedalene, eller ved at effekten avtar. Dette kan
oppdages av programmet som styrer syklingen – eller syklisten
merker at han må vri mer på gasshåndtaket for
å opprettholde effekten.
GODT FOR MYE
Trening ved elektrisk stimulering ser ut til å gi mange fordeler:
økt muskelmasse og styrke, økt hjertemasse og -volum
og mer effektivt oksygenopptak. Treningen reduserer spasmer, bedrer
bevegelighet i ledd, bedrer blodsirkulasjon, minker faren for trykksår
– og bremser demineralisering av skjelettet. Ikke minst er
treningen bra for selvbildet. Elektrisk stimulering er et forskningsfelt
i mange land. Metoden kan bli nyttig også ved andre typer
sykdommer, blant annet for slagpasienter. Men støtene vil
være smertfulle for den som har følelse i beina. Derfor
forskes det også rundt omkring i verden på elektroder
som kan implanteres direkte i muskelgrupper eller i ryggen.
Av Nina E. Tveter
Kontakt: Einar Idsø, Institutt for teknisk kybernetikk,
NTNU.
Tlf. 73 59 02 43, e-post: esi@itk.ntnu.no |
|
