После того как его дедушка потерял способность ходить после операции, молодой инженер начал создавать роботизированный костюм для людей, оказавшихся в подобной ситуации.
История создания устройства
Мохан, 69-летний инженер на пенсии из Эрнакулама, столкнулся с серьезными трудностями после операции на позвоночнике: он не мог двигать ни одной ногой, а оба конечности утратили силу. В течение нескольких недель ему приходилось полностью полагаться на инвалидное кресло и помощь окружающих.
Во время программы реабилитации в палате появился аппарат, который обхватил его нижнюю часть тела, считывал движения и заставлял ноги двигаться — то, чего не смогли добиться ни упражнения, ни физиотерапия. Мохан вспоминает, что устройство «запускало движение ходьбы» и позволяло ему медленно начать двигать ногами.
Рождение стартапа Astrek Innovations
Машина, помогшая Мохану сделать первые шаги, была произведена не в Германии или США, а в Кочи стартапом Astrek Innovations. История этого изобретения началась не в лаборатории, а в семейном доме в северной Керале, где молодой человек наблюдал, как его сильный и активный дедушка потерял способность ходить после операции, которая должна была пройти успешно.
Робин Канатту Томас, 30-летний основатель Astrek Innovations, вырос в Каннуре. Его дедушка перенес несчастный случай и операцию, и по всем клиническим показателям он должен был восстановиться, однако из-за отсутствия должной и продолжительной реабилитации этого не произошло. Робин отметил, что дедушка был «полностью клинически здоров для ходьбы, но не мог из-за недостатка надлежащей реабилитации».
Поиск решений для Индии
Робин уже имел опыт работы с людьми с ограниченными возможностями через свою НПО, посещая больницы и реабилитационные центры. Однако после случая с дедушкой его интерес стал более личным. Он начал задаваться вопросом, сколько людей теряют шанс снова ходить из-за дороговизны или удаленности нужных технологий.
Соучредители Робин, Алекс М Санни, Джитхин Видья Ажит и Вишну Санкар начали проводить время в реабилитационных учреждениях по всей Керале. Они общались с пациентами после инсульта, людьми, восстанавливающимися после травм спинного мозга, и другими, страдающими от нарушений подвижности нижних конечностей. Они обнаружили, что решения существуют, но они недоступны большинству пациентов в Индии.
Роботизированные экзоскелеты для реабилитации уже применяются в таких странах, как Япония, Израиль, Россия и США. В Индии они практически отсутствовали, во многом из-за того, что импорт одного устройства мог стоить от 1,5 до 2 кроргов рупий, а поддержка обслуживания и ремонта была сложной. Робин подчеркнул, что невозможно постоянно привлекать инженеров из разных стран для устранения неполадок, и не было адекватной послепродажной поддержки.
Создание экзоскелета в Индии
В 2018 году он основал Astrek Innovations, чтобы изменить эту ситуацию. Устройство Astrek представляет собой экзоскелет для нижней части тела, разработанный специально для реабилитации. Он фиксируется на бедрах и ногах пользователя, использует моторы для обеспечения движения и машинное обучение для поддержки паттерна походки пациента.
Команда потратила шесть лет на сбор данных о том, как здоровые люди сидят, стоят и ходят. Эта информация была загружена в алгоритмы, которые позволяют устройству предвосхищать и поддерживать движение более естественно, а не механически. Astrek также стремится сделать устройство дешевле и проще в производстве. Патентованная модульная конструкция работает подобно кубикам Лего, позволяя комбинировать различные части в систему без необходимости строить их отдельно.
В то время как импортные экзоскелеты могут стоить около 1–1,2 крора рупий, цены Astrek варьируются в зависимости от учреждения и условий сделки, обычно составляя от нескольких до десятков лакхов в зависимости от кастомизации и соглашений об обслуживании. Робин добавил, что стоимость может снизиться по мере роста производства и продаж.
Большинство устройств производятся локально, включая батареи, почти все компоненты изготавливаются в Индии. Кроме того, команда изменила механическую конструкцию так, чтобы пациенты не зависели чрезмерно от силы верхней части тела, что облегчает использование устройства пожилыми людьми и теми, кто имеет ограниченную силу рук.
Наука восстановления нервной системы
Для специалистов по реабилитации цель экзоскелета выходит за рамки простого перемещения ног пациента. Истинная задача заключается в переобучении нервной системы. Доктор Ремья Матью, консультант по физической медицине и реабилитации в больнице Раджагири, объясняет, что целью является «нейропластичность или тренировка мозга, которую мы пытаемся обеспечить с помощью экзоскелета».
По ее словам, роботизированная тренировка походки работает путем многократного воздействия на нервную систему паттернов ходьбы. «Повторения цикла походки, которые мы предоставляем, возвращают эти паттерны движения в мозг», — поясняет она. В реабилитационной медицине повторяющиеся вспомогательные движения используются для того, чтобы помочь мозгу заново научиться двигаться после травмы. Этот процесс называется нейропластичностью, при которой мозг формирует новые пути для восстановления.
Доктор Ремья продолжает, что с помощью тренировки походки и повторений формируются новые нейронные связи. Процесс затрагивает не только мозг, но и спинной мозг через так называемые центральные генераторы паттернов, которые помогают координировать движения ходьбы. «Когда это делается многократно, мы пытаемся вызвать нейропластичность в мозге. Центры походки проходят сброс и переобучение», — заключает она.
Личный опыт пользователей
Праджеш, 40-летний сетевой инженер из Триссура, получил травму спинного мозга в результате аварии на велосипеде в 2011 году, что привело к параплегии из-за компрессионного перелома. Годами он искал решения, которые были доступны в других местах, но недоступны в Индии.
Позже он стал одним из первых, кто протестировал раннюю версию экзоскелета Astrek. Его врач связал его с командой стартапа. Хотя прототип был тяжелее оптимального и требовал помощи для надевания, сам опыт оказался беспрецедентным. Он отметил, что раньше его ежедневная мобильность зависела от калиперов, требующих использования силы верхней части тела для движения ног, тогда как с экзоскелетом ситуация обратная.
Первое стояние в машине вызвало сильный эмоциональный отклик: «Я почувствовал, что да, это та поддержка, которая мне нужна». История Праджеша отражает более широкую проблему в экосистеме реабилитации Индии.
Решение проблем старения и доступности
Astrek ориентирован не только на травмы спинного мозга. Керала является одним из самых старых регионов Индии, и ожидается, что в ближайшие десятилетия почти 30% населения будет пожилым. Это ставит перед семьями вопрос о том, что произойдет, когда возраст, болезнь или травма начнут влиять на способность человека ходить.
Устройство Робина предназначено для пяти основных групп пациентов: выживших после инсульта, пациентов с частичными травмами спинного мозга, пациентов с полными травмами спинного мозга, пожилых людей, испытывающих снижение подвижности, и тех, кому требуется реабилитация, связанная с возрастом. Для пациентов после инсульта устройство помогает переучивать двигательные пути посредством повторяющихся движений.
Доктор Ремья подчеркивает, что качество реабилитации сильно влияет на долгосрочные результаты. Она утверждает, что результаты мобильности могут кардинально отличаться при использовании идеального роботизированного тренера по сравнению с традиционными системами. Тем не менее, она предупреждает, что технология не может заменить терапевта, поскольку состояние пациента меняется ежедневно, и терапевт должен непрерывно корректировать лечение.
Главным препятствием остается доступность. Доктор Ремья отмечает, что лишь очень небольшая группа людей получает идеальный уровень комплексной нейрореабилитации, и финансовый аспект является основной проблемой. Более того, передовая реабилитация сконцентрирована в крупных городах, в то время как большинство пациентов остаются в деревнях и полугородских районах, где доступ к качественной помощи крайне затруднен. Многие бросают терапию из-за стоимости, проблем с транспортом или нехватки учреждений, что приводит к быстрому ухудшению состояния.
Международное развитие и социальная миссия
В настоящее время Astrek работает в девяти реабилитационных центрах: семь в Керале и два в Японии, где устройство используется в учреждениях по уходу за пожилыми в Окинаве. Компания также заключила партнерство с Департаментом здравоохранения Абу-Даби для пилотной программы по реабилитации после инсульта и подписала соглашения с педиатрическими реабилитационными центрами в Дубае и Израиле.
На родине компания ожидает сертификации от Центрального органа стандартизации лекарственных средств (CDSCO), что позволит осуществлять коммерческое производство и продажи в Индии. В настоящее время она работает по тестовой лицензии, разрешающей размещение в реабилитационных центрах. Кроме того, в производственной модели компании присутствует социальный аспект: от 15 до 20% работ Astrek выполняются людьми с ограниченными возможностями через партнеров по изготовлению в Кочи, и Робин надеется значительно увеличить эту долю по мере расширения производства.