ELEKTROTEHNI ˇ SKI VESTNIK 88(3): 105–112, 2021 PREGLEDNI ZNANSTVENI ˇ CLANEK Pregled pristopov k robotski rehabilitaciji hoje Matej Tomc, Zlatko Matjaˇ ci´ c Univerzitetni rehabilitacijski Inˇ stitut Republike Slovenije – Soˇ ca, Linhartova c. 51, 1000 Ljubljana, Slovenija E-poˇ sta: matej.tomc@ir-rs.si Povzetek. V preglednem ˇ clanku opisujemo stanje tehnike na podroˇ cju robotske rehabilitacije hoje po moˇ zganski kapi. Kljub dokaj dobri uveljavljenosti robotov v rehabilitaciji je njihova uˇ cinkovitost ˇ se vedno predmet razprave. Eden izmed razlogov za to je problematiˇ cno vrednotenje rezultatov rehabilitacije. Izpostavljamo potrebo po spremembi cilja rehabilitacije od funkcionalnega napredka k nevroloˇ skemu okrevanju. Popisali smo stanje tehnike rehabilitacijske robotike v kliniˇ cni praksi in raziskovalnem okolju. Opaˇ zamo sledeˇ ce trende: novi naˇ cini aktuacije, naprednejˇ se metode vodenja, usmeritev v specifiˇ cne podnaloge hoje in individualizacija vadbe. Na podlagi trendov in izpostavljenih potreb smo predlagali koncept idealnega rehabilitacijskega robotskega sistema. Opredelili smo lastnosti idealnega rehabilitacijskega robota in vmesnikov za interakcijo robota s pacientom in terapevtom. Pregledali smo, v kolikˇ sni meri so te lastnosti doseˇ zene pri robotskih sistemih v kliniˇ cni praksi in raziskovalnem okolju. Poleg ˇ ze prisotnih trendov izpostavljamo ˇ se potrebo po tesni vkljuˇ citvi terapevta v proces robotske rehabilitacije in po upoˇ stevanju varnostnih standardov pri razvoju rehabilitacijskih robotskih sistemov. Kljuˇ cne besede: rehabilitacija, rehabilitacijski robot, hoja, pregled stanja tehnike Approaches to Robotic Rehabilitation of Human Walking The paper reviews the state-of-the-art in the field of robotic rehabilitation of walking after a stroke. Despite the widespread use of rehabilitation robots, their effectiveness is still disputa- ble. One of the reasons is an inadequate evaluation of rehabili- tation results. The need is high to change the rehabilitation goal from functional progress to the neurological recovery. Both in the clinical practice and in the research environment the trends, such as new actuation methods, advanced control strategies, focus on walking sub-tasks and training individualization are observed. Based on the current trends and to meet the needs, a concept of an ideal robotic rehabilitation system is proposed. The properties of an ideal rehabilitation robot and an ideal patient and therapist robot interface are defined. The extent to which these properties are achieved in clinical practice and in the research environment is assessed. The need for a close involvement of the therapist in the process of robotic rehabilitation and for a compliance with the applicable safety standards In the further development of robotic rehabilitation systems is emphasized. Keywords: rehabilitation, rehabilitation robot, walking 1 UVOD Moˇ zganska kap je eden od vodilnih vzrokov za gibalno oviranost. Zaradi demografskih sprememb se skupina oseb, pri katerih je tveganje za kap visoko, poveˇ cuje, populacija, ki za paciente skrbi, pa zmanjˇ suje [1]. Prav tako se kap vedno pogosteje pojavlja pri ljudeh med 20. in 60. letom starosti. V Zdruˇ zenih drˇ zavah Amerike kap letno doleti 795 tisoˇ c oseb. 50 % oseb ostane gibalno oviranih, 26 % jih ostane nezmoˇ znih opravljati aktivnosti vsakdanjega ˇ zivljenja [2]. Prejet 19. februrar, 2021 Odobren 9. april, 2021 Glavni posledici moˇ zganske kapi z vidika gibalne ovi- ranosti sta spastiˇ cnost in pareza [3]. Navadno so miˇ sice na hemiparetiˇ cni strani ˇ sibke in spastiˇ cne. Do razliˇ cnih stopenj je lahko ovirano gibanje zgornje okonˇ cine, spodnje okonˇ cine ali trupa na prizadeti strani telesa. Moˇ zganska kap lahko povzroˇ ci ˇ sirok spekter anomalij v pacientovi hoji [4]. Pri zdravem ˇ cloveku je hoja ponovljiv periodiˇ cen pro- ces. Med gibanjem obeh nog sta prisotna visoka stopnja simetrije in fazni zamik polovice cikla hoje [5]. Cikel hoje se zaˇ cne in konˇ ca z dostopom izbrane noge, delimo ga na fazo opore in fazo zamaha. Fazo opore naprej de- limo na zaˇ cetno fazo opore, fazo enojne opore in konˇ cno fazo opore. Zaˇ cetna faza opore traja od dostopa izbrane noge do odriva nasprotne noge. V fazi enojne opore izbrana noga skrbi za stabilnost, medtem ko nasprotna noga v zamahu napreduje do mesta naslednjega dostopa. Faza konˇ cne opore je faza med dostopom nasprotne noge in odrivom izbrane noge. V fazi zamaha izbrana noga napreduje do naslednjega mesta dostopa. Najveˇ c energije se potroˇ si ob prehodih med fazama opore in zamaha. Ob dostopu je delo potrebno za zaviranje in stabilizacijo, ob odrivu pa za pospeˇ sevanje telesa [6]. Mehansko delo, ki ga je treba opraviti med hojo, je moˇ cno korelirano z metaboliˇ cno porabo [7]. Hoja pacientov s hemiparezo se od hoje zdravih oseb precej razlikuje. Zaradi oslabelosti in neusklajenega delovanja miˇ sic, kar se kaˇ ze kot spastiˇ cnost, je hoja poˇ casna, nesimetriˇ cna in z biomehanskega vidika precej drugaˇ cna od zdrave hoje. Poveˇ cana je tudi nevarnost za padec [4]. Zdrava hoja teˇ zi k minimizaciji metaboliˇ cne porabe, medtem ko je hemiparetiˇ cna hoja naporna in 106 TOMC, MATJA ˇ CI ´ C neuˇ cinkovita. 2 OKREVANJE ALI KOMPENZACIJA Na podroˇ cju rehabilitacije po moˇ zganski kapi v ospredje stopa razlikovanje med kompenzacijo in okrevanjem. Pravo nevroloˇ sko okrevanje opredelimo kot povratek telesnih funkcij na raven, ki je znaˇ cilna za zdrave osebe pacientove starosti. Doloˇ ceno nalogo pacient, ki je okre- val, opravi na enak naˇ cin kot pred kapjo. Kompenzacija je osredotoˇ cena predvsem na funkcijo in pomeni upo- rabo neprizadetega uda ali drugih neprizadetih miˇ siˇ cnih skupin za izvedbo naloge. [8]. Na podroˇ cju rehabilitacije zgornjih udov se razglablja, ali morda spodbujanje kom- penzacijskih strategij v zgodnjem obdobju rehabilitacije prepreˇ cuje polno okrevanje [9]. Longitudinalne razi- skave na tem podroˇ cju kaˇ zejo, da je napredek pacientov veˇ cinoma posledica nauˇ cenih kompenzacijskih strategij, in ne okrevanja [8]. Princip nevroplastiˇ cnega obnavljanja centralnega ˇ zivˇ cnega sistema je enak tudi pri rehabilita- ciji hoje, zato sklepamo, da je treba enako pozornost dilemi med okrevanjem in kompenzacijo posvetiti tudi na tem podroˇ cju. Nauˇ cena neuporaba paretiˇ cnih miˇ sic zmanjˇ sa zmoˇ znost njihove zavestne aktivacije [9]. Vse bolj se uveljavlja mnenje, da naj bo pravo okrevanje prvi cilj v rehabilitaciji. ˇ Sele ko se izkaˇ ze, da povrnitev funkcije prizadetega senzorno-motoriˇ cnega dela telesa ne bo mogoˇ ca, je treba zaˇ ceti spodbujati kompenzacijske strategije, ki bodo pacientu omogoˇ cile ˇ cim bolj uspeˇ sno delovanje v vsakodnevnem ˇ zivljenju. Teˇ zava pri spodbujanju okrevanja v primerjavi s kom- penzacijo je tudi naˇ cin vrednotenja uspeˇ snosti rehabilita- cije. Meritve so podlaga za diagnostiko in odloˇ canje ter pogoj za izbiro in individualno prilagoditev programa re- habilitacije. Napredek pacienta najveˇ ckrat ovrednotimo prek meritev poveˇ cane hitrosti hoje, vzdrˇ zljivosti, sime- trije hoje, razdalje med nogo in podlago v fazi zamaha ter podobnih meril. Ta merila sicer dajejo nekaj objek- tivnih indikatorjev, ki napovedujejo uspeˇ snost funkcio- niranja pacienta v vsakdanjem okolju, ne pokaˇ zejo pa, ali je izvor napredka v okrevanju ali kompenzaciji. V literaturi se za doloˇ canje samostojnosti pri hoji najpo- gosteje pojavljajo naslednji kliniˇ cni testi: desetmetrski test hoje (angl. kratica 10MWT), ki meri hitrost hoje, ˇ sestminutni test hoje (6MWT), ki meri vzdrˇ zljivost, in Bergova lestvica za oceno ravnoteˇ zja (BBS). Za izvedbo kliniˇ cnih testov potrebujemo malo opreme, za veˇ cino zadostujeta ˇ ze merilni trak in ˇ stoparica. V laboratorijskem okolju nam je na voljo veˇ c merilne opreme, s katero lahko bolj podrobno prouˇ cujemo hojo. Najpogostejˇ se so meritve kinematike, ki jih najveˇ ckrat dobimo s sistemom kamer za zajem gibanja. Reakcijsko silo podlage merimo s pritiskovnimi ploˇ sˇ cami ali instrumentiranim tekoˇ cim trakom, to je tekoˇ cim trakom z integriranimi senzorji sile. Iz soˇ casne meritve kinematike in reakcijske sile podlage lahko izraˇ cunamo kinetiko v posameznih sklepih. Aktivnost miˇ sic lahko merimo z elektromiografijo (EMG). Ker so kompenzacijske strategije navadno z vidika ohranjanja energije manj uˇ cinkovite, se v raziskovalnem okolju uveljavlja meritev metaboliˇ cne porabe, ki je korelirana z opravljenim mehanskim delom [7], [10]. Metaboliˇ cno porabo merimo prek spremenjenih koncentracij kisika in ogljikovega dioksida v izdihanem zraku. 3 VLOGA ROBOTOV V REHABILITACIJI Rehabilitacijska robotika je zelo mlado raziskovalno podroˇ cje. Prvi prototipi so se pojavili v 80. letih, ˇ sele po letu 2000 pa je priˇ slo do ˇ sirˇ se kliniˇ cne uporabe rehabilitacijskih robotov, zlasti eksoskeletov [11]. Pri- marna naloga rehabilitacijskih robotov je razbremeniti fizioterapevte in izboljˇ sati uˇ cinkovitost terapije. Za klasiˇ cni postopek rehabilitacije hoje so potrebni do trije terapevti, ki pacienta drˇ zijo pokonci in roˇ cno premikajo njegove noge. Za terapevte je to delo fiziˇ cno naporno, za bolniˇ snice pa pomeni visok stroˇ sek. Prvi ko- rak k razbremenitvi terapevtov je uporaba tekoˇ cega traku in sistema za razbremenitev telesne teˇ ze, pri katerem je navadno uporabljen viseˇ ci varovalni pas, terapevtom pa ostane naporna naloga roˇ cnega premikanja paretiˇ cne noge. Tak naˇ cin rehabilitacije ˇ se vedno prevladuje v kliniˇ cni praksi [9]. Nalogo premikanja noge lahko pre- vzame rehabilitacijski robot, s ˇ cimer se poveˇ cata pono- vljivost in intenziteta treninga, saj nista veˇ c odvisni od vzdrˇ zljivosti terapevta. Uˇ cinkovitost uporabe rehabilitacijskih robotov v pri- merjavi s klasiˇ cno rehabilitacijo je ˇ se vedno predmet razprave. Medtem ko kratkotrajne ˇ studije uporabe posa- meznih rehabilitacijskih robotov veˇ cinoma dajejo spod- budne rezultate, metaanaliza ˇ studij ni naˇ sla dokazov, da je uporaba elektromehaniˇ cnih naprav v rehabilita- ciji vedno nadgradnja klasiˇ cne rehabilitacije. Rezultati kaˇ zejo, da je lahko rehabilitacija z roboti uˇ cinkovita pri pacientih, ki ˇ se niso sposobni samostojne hoje [12], [13]. Trening hoje po tekoˇ cem traku s podporo telesne teˇ ze se je izkazal za uˇ cinkovitega pri tistih pacientih, ki so bili ˇ ze pred treningom sposobni samostojne hoje [14]. Iosa s soavtorji izpostavlja paradoks raziskav uˇ cinkovitosti rehabilitacijske robotike [11]. Obstaja kon- senz, da mora biti terapija ˇ cim bolj individualizirana. Pacientu se je treba sproti prilagajati, izkoriˇ sˇ cati njegove sposobnosti in vzdrˇ zevati primerno raven zahtevnosti na- loge. ˇ Studije so zato omejene na izredno ozko podroˇ cje robotske rehabilitacije in zaradi majhne koliˇ cine podat- kov ne dajejo dobrih statistiˇ cnih rezultatov. ˇ Studije, ki so protokol prilagodile individualnim pacientom, so zaradi nestandardiziranega postopka izloˇ cene iz metaanaliz. Veˇ cje randomizirane kliniˇ cne ˇ studije s standardizira- nimi postopki pacientom ne morejo zagotoviti optimalne rehabilitacije, zato so zabeleˇ zeni uˇ cinki priˇ cakovano manjˇ si. PREGLED PRISTOPOV K ROBOTSKI REHABILITACIJI HOJE 107 4 REHABILITACIJSKI ROBOTI V KLINI ˇ CNI PRAKSI V kliniˇ cni praksi se pojavljajo raznoliki rehabilitacijski roboti. Grobo lahko robote za rehabilitacijo spodnjih ekstremitet razdelimo na eksoskelete in robote, ki na pacienta delujejo le s svojim vrhom (angl. end-effector based). Eksoskeleti so zgrajeni tako, da se v veˇ c toˇ ckah pritrdijo na ˇ clovekov ud. Sklepi eksoskeletov morajo biti poravnani s ˇ clovekovimi sklepi. Z eksoskeleti je mogoˇ ce ciljno generirati navore v ˇ clovekovih sklepih. Roboti, ki so s ˇ clovekom v stiku le s svojim vrhom, so navadno v obliki premiˇ cnih platform, na katere se pritrdi ˇ clovekova stopala. Robot vsiljuje gibanje stopal, gibanja v preostalih sklepih pa neposredno ne doloˇ ca. Nekateri rehabilitacijski roboti so namenjeni le hoji po tekoˇ cem traku, medtem ko drugi omogoˇ cajo tudi hojo po tleh. Pogosto rehabilitacijske robote uporabljamo v kombi- naciji z viseˇ cim varovalnim pasom, ki pacienta varuje pred padci, ponuja pa tudi moˇ znost delne ali popolne razbremenitve telesne teˇ ze (angl. body weight support, BWS). Obˇ casno se v kombinaciji z rehabilitacijskimi roboti uporablja tudi funkcionalna elektriˇ cna stimulacija. Sledi opis rehabilitacijskih robotov, ki trenutno prevla- dujejo na trgu in so v rabi v kliniˇ cni praksi. Med najbolj razˇ sirjenimi rehabilitacijskimi roboti v kliniˇ cni praksi je Lokomat (Slika 1.a). Lokomat (Ho- coma, Z¨ urich, ˇ Svica) je eksoskelet, ki se uporablja za nadgradnjo treninga hoje po tekoˇ cem traku. Na vsako nogo je pritrjena robotizirana ortoza, ki lahko generira gibanje v kolenu in kolku. Da pacient v fazi zamaha s prsti ne zadene ob tla, je poskrbljeno z elastiˇ cnimi trakovi. Z z varovalnim pasom pa je poskrbljeno za razbremenitev telesne teˇ ze [15]. Starejˇ se razliˇ cice Loko- mata, ki so ˇ se vedno pogoste v kliniˇ cni rabi, uporabljajo pozicijsko vodenje in pacientove noge vodijo po vna- prej programirani trajektoriji, ki je osnovana na podlagi kinematike zdravih oseb. Naprava omogoˇ ca skaliranje parametrov, kot je denimo dolˇ zina koraka, ne dopuˇ sˇ ca pa odstopanja od referenˇ cne trajektorije. Novejˇ se razliˇ cice Lokomata uporabljajo modificirano impedanˇ cno vodenje [16]. Omogoˇ cajo nastavljanje nivoja ravni pomoˇ ci, ki jo ortoza nudi pacientu pri hoji. Zmanjˇ sana nivo ra- ven asistence pomoˇ ci pomeni, da se okrog referenˇ cne trajektorije poveˇ ca haptiˇ cni tunel, po katerem se lahko noga premika, hkrati pa se zmanjˇ sa sila, ki nogo v primeru deviacij potiska proti referenˇ cni trajektoriji. Sprotno povratno informacijo o svojem napredku pacient dobi preko bioloˇ ske povratne zanke v obliki video igre, ki ˇ se dodatno dviguje motivacijo. Le ustrezno izbrani parametri (nivo raven kompenzacije telesne teˇ ze, nivo raven pomoˇ ci pri premikanju nog, dolˇ zina koraka in hitrost hoje) zahtevajo od uporabnika podobno aktivacijo miˇ sic, kot pri zdravi hoji [17]. Lokomatu zelo podobni roboti so Robogait (Bama, Ankara, Turˇ cija), ReoAmbulator (Motorika Medical, Izrael) in NX-A3 (Guangzhou Yiking, Guangzhou, Ki- tajska). Vsi so sestavljeni iz robotiziranih ortoz z aktu- atorji za premikanje kolka in kolena, varovalnega pasu za delno razbremenitev telesne teˇ ze in tekoˇ cega traku. Vsi sistemi vsebujejo zaslon za prikaz bioloˇ ske povra- tne zanke. Med eksoskeleti za hojo po tekoˇ cem traku izstopa Walkbot (P&S Mechanics, Seul, Koreja) (Slika 1.b). Zgradba naprave je zelo podobna Lokomatu in preostalim, le da ima na vsaki nogi ˇ se dodaten aktuator za premikanje gleˇ znja. Aktuator za gleˇ zenj je namenjen prepreˇ cevanju padca stopala v fazi zamaha [18]. G-EO (Reha Technology AG, Olten, ˇ Svica) (Slika 1.c) sestavljajo pomiˇ cni 3DOF-platformi, ki sta pritrjeni na pacientova stopala, in varovalni pas za razbremenitev telesne teˇ ze. S premikanjem platform po referenˇ cnih trajektorijah G-EO simulira hojo po ravnih tleh, klancu ali stopnicah. Na trgu obstajata ˇ se zelo podobni napravi Gait Trainer GT II (Reha-Stim Medtec AG, Schlieren, ˇ Svica) in THERA-Trainer Lyra (medica Medizintechnik GmbH, Hochforf, Nemˇ cija), ki sta prav tako sestavljeni iz sistema za delno razbremenitev teˇ ze in pozicijsko vodenih platform za premikanje stopal. Vse tri naprave spadajo v skupino rehabilitacijskih robotov, ki na paci- enta delujejo le s svojim vrhom. Vsi do zdaj naˇ steti rehabilitacijski roboti so namenjeni rabi v rehabilitacijskih ustanovah. Pojavlja pa se vedno veˇ c eksoskeletov, ki sluˇ zijo kot podporni sistemi za gibanje v kliniˇ cnem in domaˇ cem okolju. Ti roboti paci- enta ne omejujejo na gibanje po tekoˇ cem traku, ampak omogoˇ cajo gibanje po raznolikem terenu. Tak robot je eksoskelet ReWalk Personal 6.0 (ReWalk Robotics, Marlborough, ZDA), ki je primarno namenjen pacientom s poˇ skodbami hrbtenjaˇ ce. Baterijsko napajani motorji ustvarjajo navor v kolenu in kolku vsake noge. Uporab- nikom ta robot omogoˇ ca hojo po terenu, stopnicah in se- denje/vstajanje. Zaradi varnosti morajo pacienti ob hoji uporabljati medicinske pripomoˇ cke za oporo, na primer bergle. Njemu podoben je eksoskelet ExoNR (Ekso Bio- nics, Richmond, ZDA), ki je baterijsko napajan in name- njen uporabi v kliniˇ cnem okolju. Pacientom pomaga pri treningu ravnoteˇ zja, prenosa teˇ ze, poˇ cepa in hoje. Hybrid Assisstive Limb (HAL) (Cyberdyne, Tsukuba, Japonska) (Slika 1.d) je eksoskelet, ki je pritrjen na pacientovo medenico ter lahko ustvarja navore v kolku in kolenu. Ta eksoskelet svoje delovanje prilagaja nameri uporabnika, ki jo zaznava prek meritev povrˇ sinske elektromiografije (EMG). Kadar je elektromiografska aktivnost nizka in pacient ni sposoben ustvarjati dovolj visokih navorov za samostojno gibanje, ga HAL vodi po referenˇ cni trajektoriji, ki posnema zdravo hojo. Uporabiti ga je mogoˇ ce s tekoˇ cim trakom ali brez njega. Za varovanje pacienta pri hoji po terenu je uporabljen premiˇ cni sistem za delno razbremenitev telesne teˇ ze. Po zgradbi je do zdaj naˇ stetim eksoskeletom podoben tudi rehabilitacijski robot Rex (Rex Bionics, Melbourne, Avstralija) (Slika 1.e), a se po namembnosti od preostalih precej razlikuje. Rex je zelo tog eksoskelet, ki je samostojeˇ c (pripomoˇ cki 108 TOMC, MATJA ˇ CI ´ C Slika 1: Rehabilitacijski roboti na trgu: a) Lokomat, b) Walkbot, c) G-EO, d) HAL, e) REX, f) ReStore Exo-Suit za stabilnost niso potrebni), zato je primeren zlasti za razgibavanje pacientov, nesposobnih hoje. Primeren je tudi za tiste, ki ˇ se nimajo popolnoma hotenega nadzora trupa. ReStore Exo-Suit (ReWalk Robotics, Marlborough, ZDA) (Slika 1.f) je predstavnik mehkih eksoskeletov (angl. exo-suits). Mehki eksoskeleti so aktivne nosljive obleke. Namesto togih segmentov, ki so pri eksoskeletih v nekaj toˇ ckah pritrjeni na pacientov ud, pri meh- kih eksoskeletih ud objame tkanina. Namesto motorjev, nameˇ sˇ cenih ob sklepih noge, je pri mehkih eksoskeletih sila na segmente noge izvedena z dislociranimi motorji prek bovdenskega potega (angl. Bowden cable). ReStore Exo-Suit je namenjen kliniˇ cni rehabilitaciji pacientov, ki okrevajo po kapi. Baterijsko napajana motorja, ki jih oseba nosi na pasu, prek tetiv zagotavljata pomoˇ c pri plantarfleksiji in dorzifleksiji gleˇ znja. Senzorji gibanja omogoˇ cajo sprotno prilagajanje pacientovim potrebam, terapevtu pa dajejo objektivne podatke o napredku tre- ninga. 5 REHABILITACIJSKI ROBOTI V RAZISKAVAH Raziskovalno podroˇ cje rehabilitacijske robotike je zelo aktivno. Kliniˇ cne ˇ studije so pokazale, da je trening z rehabilitacijskimi roboti, uveljavljenimi v kliniˇ cni pra- ksi, primeren le za paciente, ki ˇ se niso sposobni hoje [12], medtem ko je hoja po tekoˇ cem traku z razbreme- njeno telesno teˇ zo primerna za paciente, ki so sposobni hoje [14]. V raziskovalnem okolju obstaja veˇ c robotov, ki spadajo med eksoskelete (npr. LOPES in RLO) in robote, ki so s ˇ clovekom v stiku le s svojim vrhom (npr. Gait Trainer in GaitMaster). Ti so po zgradbi po- dobni rehabilitacijskim robotom, ki so trenutno na trgu. Omejitve, ki zmanjˇ sujejo uˇ cinkovitost rehabilitacijskih robotov v kliniˇ cni praksi, poskuˇ sajo preseˇ ci z novimi naˇ cini aktuacije in naprednimi metodami vodenja. Primer napredka pri vodenju je denimo rehabilitacij- ski eksoskelet ANdROS [19]. ANdROS je eksoskelet, namenjen hoji po tleh. Robot je impedanˇ cno voden, referenˇ cna trajektorija pa se sproti spreminja na podlagi pacientovega gibanja. V primeru pacientovega prehi- tevanja ali zaostajanja se robot s ˇ clovekom ponovno sinhronizira, tako da se hoja nadaljuje s pacientovo izbrano kadenco. Odkriva se tudi novo ˇ siroko podroˇ cje naprav, ki so namenjene nadgradnji treninga hoje po tekoˇ cem traku. Te naprave so namenjene pacientom, ki ˇ ze hodijo, a so v njihovi hoji prisotne ˇ stevilne nepravilnosti. Trenda pri razvoju teh naprav sta manjˇ se omejevanje gibanja pacienta v primerjavi z uveljavljenimi rehabilitacijskimi roboti in specifiˇ cen fokus na problematiˇ cne podnaloge hoje. Usmeritev raziskav se premika od robotov, na- menjenih ˇ cim veˇ c razliˇ cnim pacientom, k robotom za ˇ cim boljˇ so rehabilitacijo specifiˇ cnih teˇ zav pri hoji. Le tako je namreˇ c mogoˇ ce odpraviti temeljne vzroke za nepravilnosti v hoji, kar omogoˇ ca pravo okrevanje, in ne razvoja kompenzacijskih strategij. Primer kombinacije novega pristopa aktuacije z ˇ zeljo PREGLED PRISTOPOV K ROBOTSKI REHABILITACIJI HOJE 109 po manjˇ sem omejevanju stopenj prostosti pacientove noge je Cable-Driven Locomotor Trainer (CaLT), ki dokazuje primernost tetivnih robotov za rehabilitacijo. Po dva motorja prek tetiv delujeta na vsak gleˇ zenj. To omogoˇ ca asistivno in rezistivno delovanje sistema. Sila, ki jo tetivi izvajata na gleˇ zenj, je odvisna od odstopanja od referenˇ cne trajektorije hoje. CaLT se uporablja pri hoji po tekoˇ cem traku, teˇ za pacientov je delno razbre- menjena z viseˇ cim varovalnim pasom. Eden od najpogostejˇ sih pripomoˇ ckov, ki jih zdravniki predpisujejo pacientom po kapi, je ortoza za gleˇ zenj in stopalo (OGS) (angl. Ankle foor orthosis, AFO). Pripomoˇ cek je primeren za paciente, ki jim med fazo zamaha pada stopalo, saj onemogoˇ ca plantarfleksijo sto- pala v fazi zamaha, kar zmanjˇ suje verjetnost za spotika- nje. V fazi opore OGS stabilizira nogo. Toga izvedba or- toze ima stranski uˇ cinek omejevanja plantarfleksije med odrivom, zaradi ˇ cesar se pri pacientih delo za propulzijo od distalnih prerazporedi k proksimalnim miˇ sicam. Medtem ko toge pasivne OGS zmanjˇ sujejo propulzijo, to je pogon naprej, s paretiˇ cno nogo [20], je mogoˇ ce z aktivnimi OGS pri pacientih doseˇ ci viˇ sjo raven paretiˇ cne propulzije, ki se ohrani tudi po koncu treninga[21]. Poveˇ cata se tudi hitrost hoje in dorsifleksija stopala v zamahu, zaradi ˇ cesar se zmanjˇ sa tveganje za spotik. Avtorji ˇ clankov o aktivnih OGS izpostavljajo zlasti pro- blematiko dodatne teˇ ze ortoze, ki vpliva na kinematiko in kinetiko pacientove hoje med treningom, ter velik vpliv pravoˇ casnosti nastopa intervencije v ciklu hoje na uˇ cinkovitost rehabilitacije z aktivno OGS [21], [22], [23]. Nepravilnosti pri hoji je mogoˇ ce omiliti s treningom z bioloˇ sko povratno zanko, ki jo je mogoˇ ce uporabiti sku- paj z rehabilitacijskim robotom ali pa samo s senzornim sistemom brez aktivnega vpliva na ˇ clovekov motoriˇ cni sistem. Po ˇ sesttedenskem rehabilitacijskem programu hoje po tekoˇ cem traku s sprotno povratno informacijo o vertikalnem gibanju teˇ ziˇ sˇ ca je skupina pacientov s hemiparezo zniˇ zala porabo energije pri hoji in poveˇ cala pred tem pomanjkljivo fleksijo kolena v fazi zamaha. Zmanjˇ sana poraba energije nakazuje, da so se pacienti odvadili svoje kompenzacijske strategije in ta metoda podpira pravo okrevanje [24]. 6 IDEALNI SISTEM ROBOTSKE REHABILITACIJE Na podlagi pregleda literature smo ugotovili, katere izzive pri rehabilitaciji hoje robotska rehabilitacija dobro reˇ suje in katere so najveˇ cje pomanjkljivosti danaˇ snjih rehabilitacijskih robotskih sistemov. Predlagamo sploˇ sni koncept idealnega rehabilitacijskega robotskega sistema. V tabeli 1 smo zbrali kljuˇ cne lastnosti idealnega robot- skega rehabilitacijskega sistema in ocenili, v kolikˇ sni meri jih dosegajo robotski sistemi v danaˇ snji kliniˇ cni praksi in raziskovalnem okolju. Shema na sliki 2 prika- zuje interakcije med vsemi tremi akterji v rehabilitaciji: pacientom, terapevtom in rehabilitacijskim robotom. Z modro barvo je na shemi oznaˇ ceno vse, kar v ˇ sirˇ sem smislu spada pod rehabilitacijski robotski sistem. Po- leg robota mora razvijalec poskrbeti ˇ se za primeren uporabniˇ ski vmesnik za terapevta (angl. Therapist User Interface, TUI), ustrezno senzorno-motoriˇ cno interakcijo (SMI) med pacientom in robotom ter ustrezen prikaz bioloˇ ske povratne zanke (angl. Biofeedback, BF). Slika 2: Interakcije med pacientom, terapevtom in robotom. Interakcija med pacientom in terapevtom (PTI) je neposredna. Terapevt in robot interagirata prek uporabniˇ skega vmesnika za terapevta (TUI). Med robotom in pacientom potekata senzorno-motoriˇ cna interakcija (SMI) in bioloˇ ska povratna zanka (BF). Lastnosti, kot so ponovljivost, fiziˇ cna razbremeni- tev terapevta in visoka intenzivnost treninga, so bile doseˇ zene ˇ ze s prvimi rehabilitacijskimi roboti. Stanje tehnike v robotiki je ˇ ze dolgo na ravni, ko lahko roboti naloge opravljajo bistveno dlje in z veˇ cjo ponovljivostjo kot terapevt. Dejstvo, da se robot ne utrudi, je tudi glavna prednost, ki pacientu omogoˇ ca dolgotrajnejˇ si in intenzivnejˇ si trening. Ko je pacient v stiku z rehabilitacijskim robotom, na pacienta pripeti segmenti robota prinaˇ sajo dodatno teˇ zo in poslediˇ cno vplivajo na vztrajnost. Rehabilitacijski roboti ta uˇ cinek delno izniˇ cijo z aktivno kompenzacijo lastne teˇ ze. Problem dodane teˇ ze izstopa pri aktivnih ortozah za gleˇ zenj in stopalo [25]. Zaradi dodane teˇ ze aktuatorja in ortoze se mora aktivnost miˇ sic v nogi spremeniti. Dober zgled robotov, ki zmanjˇ sujejo problem vztrajnosti, sta ReStore Exo-suit, pri katerem pacient motorje in baterije nosi na pasu, zato je zmanjˇ sana roˇ cica, s katero pacient pri zamahu nosi dodano teˇ zo [26], in CaLT, kjer so motorji na tleh, pacient pa hodi po tekoˇ cem traku [27]. Oba robota silo na segmente telesa izvajata prek lahkih tetiv. Idealni rehabilitacijski robot naj bi nogi omogoˇ cal gibanje v vseh njenih stopnjah prostosti, a je zaradi velike kompleksnosti zgradbe ˇ cloveˇ ske noge tak robot za zdaj neizvedljiv. Veˇ cina eksoskeletov se osredotoˇ ca na vodenje noge v sagitalni ravnini, ki je dominantna 110 TOMC, MATJA ˇ CI ´ C Tabela 1: Ocena stanja tehnike rehabilitacijskih robotskih sistemov v kliniˇ cni praksi in raziskovalnem okolju. +: lastnost je popolnoma doseˇ zena, O: lastnost je deloma doseˇ zena, -: lastnost ni doseˇ zena Lastnost idealnega rehabilitacijskega robotskega sistema Stanje tehnike v kliniˇ cni praksi Stanje tehnike v raziskovalnem okolju Ponovljivost + + Visoka intenzivnost treninga + + Razbremenitev terapevta (fiziˇ cna) + + Nizka vztrajnost robota O + Zgradba robota ne omejuje prostostnih stopenj noge - - Ustrezna aktuacija v vseh sklepih (kolk, koleno, gleˇ zenj) (O,O,-) (O, O, O) V odenje robota po paradigmi pomoˇ c po potrebi - O Trening specifiˇ cnih podnalog hoje - + Bioloˇ ska povratna zanka + + Uporabniˇ ski vmesnik za terapevta O O Varnost O O ravnina premikanja pri ˇ clovekovi hoji. Tudi rehabilita- cijski roboti, ki na ˇ cloveka delujejo samo s svojim vrhom in neposredno omejujejo le gibanje stopala, imajo nava- dno pod stopali platforme z najveˇ c tremi prostostnimi stopnjami. Pri hoji je kljuˇ cno tudi gibanje medenice, zato se tako v raziskovalnem kot kliniˇ cnem okolju v zadnjih nekaj letih eksoskeletom dodaja module za njeno bolj prosto gibanje. Zaradi svoje poenostavljene zgradbe in dodatne vztrajnosti danaˇ snji roboti omejujejo gibanje pacienta in miˇ sic ne aktivirajo na podoben naˇ cin kot pri naravni hoji [28]. Skoraj vsi eksoskeleti v kliniˇ cni praksi omogoˇ cajo neposredno aktuacijo kolka in kolena v sagitalni rav- nini. Tudi Walkbot, ki edini vsebuje motor, poravnan z gleˇ znjem, tega uporablja le za dvig stopala v fazi zamaha, ne pa tudi za ciljano rehabilitacijo dorsifleksor- jev in plantarfleksorjev gleˇ znja. Ustreznost aktuacije je pri vseh eksoskeletih pogojena z uspehom poravnave robotovih s ˇ clovekovimi sklepi, kar v praksi pomeni veliko teˇ zavo. To zaobidejo roboti, ki so v stiku s pacientom le s svojim vrhom, vendar je pri njih aktuacija posredna prek gibanja stopala, zato ni zagotovljeno ustrezno gibanje preostalih segmentov noge. Tudi v raziskovalnem okolju je aktuacija navadno omejena na sagitalno ravnino. V raziskovalnem okolju se v skladu s trendom bolj specifiˇ cne rehabilitacije posameznih nepra- vilnosti v hoji pojavljajo naprave, ki delujejo le na en sklep, saj neposredno vodenje celotnega uda ni nujno pomembno za trening specifiˇ cne pomanjkljivosti v hoji. Primer tega so aktivne ortoze za koleno in aktivne OGS. Longitudinalna ˇ studija pacientov po moˇ zganski kapi med glavnimi mehanizmi za povrnitev funkcije navaja nevroplastiˇ cnost, to je sposobnost ˇ zivˇ cnega sistema za oblikovanje novih povezav, in vedenjske kompenzacijske strategije [29]. Trening, ki dovoli pacientu nadzorovana odstopanja in uˇ cenje iz njih, spodbuja nevroplastiˇ cnost [13], [30]. Na podroˇ cju rehabilitacije zato v zadnjem ˇ casu prevladuje paradigma pomoˇ ci po potrebi (angl. assist as needed); pacientu je treba zagotoviti toliko robotske pomoˇ ci, da gib izvede ob primernem deleˇ zu la- stnega truda. Roboti, ki so v kliniˇ cni rabi, so pogosto po- zicijsko vodeni in ne dopuˇ sˇ cajo odstopanj od referenˇ cne trajektorije. Trajektorija, po kateri vodijo pacientovo nogo, je doloˇ cena vnaprej na podlagi posnetkov hoje zdravih oseb. Veˇ cina rehabilitacijskih robotov na trgu ponuja zelo omejeno moˇ znost prilagajanja zahtevnosti treninga. Z uporabo impedanˇ cnega vodenja okrog refe- renˇ cne trajektorije ustvarijo haptiˇ cni tunel, po katerem lahko pacient nogo premika z zmanjˇ sano pomoˇ cjo ali brez pomoˇ ci. Idealni robotski rehabilitacijski sistem bi moral trening prilagoditi vsakemu pacientu tako, da bi izkoristil njegove preostale sposobnosti [11], pri ˇ cemer bi trening vodil proti nevroloˇ skemu okrevanju, in ne spodbujanju kompenzacijskih strategij. V raziskovalnem okolju se preizkuˇ sa veˇ c strategij vodenja, ki bi pripo- mogle k boljˇ semu prilagajanju treninga sposobnostim pacienta. Rehabilitacijski roboti v klinikah omogoˇ cajo tera- pevtu, da nastavi doloˇ cene parametre, kot sta hitrost hoje in dolˇ zina koraka. Vsi nastavljivi parametri so lastnosti celotnega cikla hoje. Pri idealnem robotskem rehabilita- cijskem sistemu predlagamo moˇ znost nastavljanja bolj specifiˇ cnih parametrov, kot sta asistenˇ cna sila pri odrivu in trajanje faze opore. Tako je trening lahko osredotoˇ cen na toˇ cno doloˇ ceno podfazo cikla hoje, kar bi pripomoglo tudi k njegovi individualizaciji. V raziskovalnem okolju je usmeritev k rehabilitaciji posameznih podnalog hoje ˇ ze razˇ sirjena, kar se kaˇ ze na primeru raziskav rehabili- tacije propulzije. Rehabilitacijski robotski sistem deluje tudi kot me- rilnik. Kadar podatke o pacientovem stanju in njegovi uspeˇ snosti gibanja robotski sistem prikazuje pacientu, to imenujemo bioloˇ ska povratna zanka. Ta ima pomembno vlogo pri rehabilitaciji, saj pacientu pomaga razumeti, kje v hoji dela napako, in ga motivira, da to zavestno odpravi, kar pri pacientu spodbuja nevroplastiˇ cnost [31], [32]. Tako v kliniˇ cnem kot raziskovalnem okolju je bila bioloˇ ska povratna zanka ˇ ze uspeˇ sno implemen- PREGLED PRISTOPOV K ROBOTSKI REHABILITACIJI HOJE 111 tirana na razliˇ cne naˇ cine. Navadno je informacija o uspeˇ snosti izvajanja naloge pacientu posredovana prek avdio-vizualnih signalov. Nekateri sistemi uporabljajo celo videoigre ter okolja navidezne in obogatene re- sniˇ cnosti, ki lahko pri pacientu ˇ se poveˇ cajo motivacijo za trening. Prisotnost terapevta je prav tako nujna pri robotski rehabilitaciji. Poleg terapevtovih izkuˇ senj in strokovnega znanja je kljuˇ cna tudi njegova empatija. Terapevt je pacientu pri rehabilitaciji v oporo; daje mu spodbudo in obˇ cutek varnosti. Interakcija med pacientom in terapev- tom (PTI na shemi na sliki 2) poteka tako v naravnem jeziku kot tudi z nebesedno komunikacijo. S pogovorom in opazovanjem je terapevt sposoben oceniti stanje paci- enta (poˇ cutje, boleˇ cina, utrujenost, motivacija). S svojim znanjem in moˇ znostjo prilagajanja trenutnemu stanju pacienta mora biti on tisti, ki doloˇ ca potek treninga z robotskim sistemom. Naloga razvijalcev rehabilita- cijskih robotskih sistemov je tudi razvoj primernega uporabniˇ skega vmesnika za terapevte (TUI na shemi na sliki 2). Terapevt mora imeti na voljo izbrani nabor cenilk hoje, ki ga robotski sistem ustvari na podlagi meritev gibanja pacienta, na podlagi teh podatkov pa se odloˇ ci o poteku treninga. Uporabniˇ ski vmesnik ide- alnega sistema bi terapevtu omogoˇ cal visokonivojsko kvalitativno vodenje treninga. Pomembno je tudi, da je uporabniˇ ski vmesnik za terapevta intuitiven, vendar pri danaˇ snjih rehabilitacijskih robotih veˇ cinoma ni tako [11]. Zaradi nenehnega stika robota s pacientom je varno- stni vidik pri rehabilitacijskih robotih izrednega pomena. Glede na opredelitev iz Uredbe Evropskega parlamenta in Sveta o medicinskih pripomoˇ ckih [33] rehabilitacijski roboti spadajo med medicinske pripomoˇ cke, za katere veljajo stroge regulatorne zahteve. Na trgu Evropske unije naprave, ki zadostujejo vsem – tudi varnostnim – standardom in drugim doloˇ cilom, nosijo oznako CE. To oznako so si s certifikacijo prisluˇ zili tudi neka- teri rehabilitacijski roboti, na primer HAL for Medi- cal Use (Lower Limb Type). Pot do certifikacije pa ˇ se do nedavnega ni bila jasna. Guiochet in sodelavci so leta 2012 popisali svoj poskus certifikacije novega rehabilitacijskega robota. Pri tem so ugotovili, da niti standarda ISO 10218:2011, ki govori o industrijskih robotih, niti standarda ISO 13482:2012, ki govori o robotih za osebno nego, ni bilo mogoˇ ce prenesti na njihov primer [34]. Podroˇ cje je bilo urejeno ˇ sele leta 2019 s standardom IEC 80601-2-78:2019, ki doloˇ ca zahteve za osnovno varnost in uˇ cinkovitost medicinskih robotov, ki so v fiziˇ cnem stiku z gibalno oviranim pacientom [35]. V novem standardu je poudarjen pojem situacijskega zavedanja, ki v tem primeru pomeni skupek operaterjevega (terapevtovega) zaznavanja, razumevanja in predvidevanja posledic glede na trenutno stanje sis- tema. Izguba situacijskega zavedanja operaterja pomeni tveganje. Standard opozarja, da s poveˇ canjem kom- pleksnosti robotskega sistema verjetnost za terapevtovo izgubo situacijskega zavedanja naraste, zato odsvetuje uporabo umetne inteligence za vodenje sistema. Zahteve, doloˇ cene z novim standardom, lahko oteˇ zijo certifikacijo rehabilitacijskih robotskih sistemov, ki izkoriˇ sˇ cajo na- predne metode vodenja. Pri bodoˇ cem razvoju bo treba poskrbeti za inherentno varnost robotskih sistemov in tesno vkljuˇ citev terapevtov v robotsko rehabilitacijo. 7 ZAKLJU ˇ CEK V pregledu smo opisali stanje tehnike na podroˇ cju robotske rehabilitacije hoje s poudarkom na rehabilitaciji hoje po moˇ zganski kapi. Povzeli smo dilemo med pra- vim okrevanjem in razvojem kompenzacijskih strategij. Medtem ko kliniˇ cni testi ne razlikujejo med njima, je pri razvoju rehabilitacijskih robotov prav ˇ zelja po pravem okrevanju pacientov gonilo za nove pristope k rehabili- taciji. Pregled rehabilitacijskih robotov v kliniˇ cni praksi in raziskovalnem okolju nam je dal vpogled v trenutne trende na izbranem podroˇ cju. Med njimi izpostavljamo vse veˇ cje zavedanje, da sta za uspeˇ sno rehabilitacijo po- trebna individualizacija in sprotno prilagajanje treninga. Zlasti v raziskovalnem okolju v ospredje stopajo naprave za trening specifiˇ cnih podnalog hoje, ki omogoˇ cajo osredotoˇ ceno rehabilitacijo izbranih nepravilnosti v ciklu hoje. Take naprave bodo primerne zlasti za paciente, ˇ ze sposobne hoje, pri katerih je bila do zdaj rehabilitacija z roboti premalo uspeˇ sna. Izpostavljene potrebe na podroˇ cju robotske rehabi- litacije smo zbrali v predlaganem idealnem sistemu robotske rehabilitacije. Poleg prenosa napredka iz razi- skovalnega okolja v kliniˇ cno prakso izpostavljamo tudi potrebo po boljˇ si vkljuˇ citvi terapevtov v sistem robotske rehabilitacije. Prostor za napredek ostaja tudi pri mehan- ski zasnovi rehabilitacijskih robotov, saj bo v prihodnje treba zmanjˇ sati teˇ zo robotskih segmentov v stiku s ˇ clovekom, omogoˇ citi veˇ c prostostnih stopenj za naravno gibanje pacientove noge in poskrbeti za bolj primerno aktuacijo zlasti gleˇ zenjskega sklepa. S prihodom nove zakonodaje se bo treba tudi bolj posvetiti varnostnim vidikom rehabilitacijskih robov. LITERATURA [1] T. Truelsen, B. Piechowski-J´ o´ zwiak, R. Bonita, C. Mathers, J. Bogousslavsky in G. Boysen, “Stroke incidence and prevalence in europe: a review of available data.,” European journal of neurology, vol. 13, str. 581–98, Jun 2006. [2] M. Katan in A. Luft, “Global burden of stroke.,” Seminars in neurology, vol. 38, str. 208–211, Apr 2018. [3] S. Li, “Spasticity, Motor Recovery, and Neural Plasticity after Stroke,” Frontiers in Neurology, vol. 8, 2017. [4] S. Li, G. E. Francisco in P. Zhou, “Post-stroke Hemiplegic Gait: New Perspective and Insights,” Frontiers in Physiology, vol. 9, 2018. [5] F. Canavese in J. Deslandes, Orthopedic Management of Chil- dren with Cerebral Palsy: A Comprehensive Approach. Pediatrics - laboratory and clinical research, Nova Science Publishers, Incorporated, 2015. 112 TOMC, MATJA ˇ CI ´ C [6] A. D. Kuo, J. M. Donelan in A. Ruina, “Energetic Consequences of Walking Like an Inverted Pendulum: Step-to-Step Transiti- ons,” Exercise and Sport Sciences Reviews, vol. 33, str. 88–97, apr. 2005. [7] J. M. Donelan, R. Kram in A. D. Kuo, “Mechanical work for step-to-step transitions is a major determinant of the metabo- lic cost of human walking,” Journal of Experimental Biology, vol. 205, str. 3717–3727, dec. 2002. [8] F. Buma, G. Kwakkel in N. Ramsey, “Understanding upper limb recovery after stroke,” Restorative Neurology and Neuroscience, vol. 31, str. 707–722, jan. 2013. [9] C. Beyaert, R. Vasa in G. Frykberg, “Gait post-stroke: Pa- thophysiology and rehabilitation strategies,” Neurophysiologie Clinique/Clinical Neurophysiology, vol. 45, no. 4, str. 335 – 355, 2015. Special issue : Balance and Gait. [10] M. D. Lewek, A. J. Osborn in C. J. Wutzke, “The influence of mechanically and physiologically imposed stiff-knee gait patterns on the energy cost of walking,” Archives of Physical Medicine and Rehabilitation, vol. 93, no. 1, str. 123 – 128, 2012. [11] M. Iosa, G. Morone, A. Cherubini in S. Paolucci, “The Three Laws of Neurorobotics: A Review on What Neurorehabilitation Robots Should Do for Patients and Clinicians,” Journal of Medical and Biological Engineering, vol. 36, str. 1–11, feb. 2016. [12] J. Mehrholz, S. Thomas, J. Kugler, M. Pohl in B. Elsner, “Electromechanical-assisted training for walking after stroke,” Cochrane Database of Systematic Reviews, no. 10, 2020. [13] J. A. Haarman, J. Reenalda, J. H. Buurke, H. van der Kooij in J. S. Rietman, “The effect of ‘device-in-charge’ versus ‘patient- in-charge’ support during robotic gait training on walking ability and balance in chronic stroke survivors: A systematic review,” Journal of Rehabilitation and Assistive Technologies Enginee- ring, vol. 3, str. 2055668316676785, 2016. PMID: 31186917. [14] J. Mehrholz, S. Thomas in B. Elsner, “Treadmill training and body weight support for walking after stroke,” Cochrane Data- base of Systematic Reviews, no. 8, 2017. [15] K. P. Westlake in C. Patten, “Pilot study of Lokomat versus manual-assisted treadmill training for locomotor recovery post- stroke,” Journal of NeuroEngineering and Rehabilitation, vol. 6, str. 18, jun. 2009. [16] R. Riener, L. L¨ unenburger, I. C. Maier, G. Colombo in V . Dietz, “Locomotor training in subjects with sensori-motor deficits: An overview of the robotic gait orthosis lokomat,” Journal of Healthcare Engineering, vol. 1, str. 517674, 2010. [17] K. van Kammen, A. M. Boonstra, L. H. V . van der Woude, H. A. Reinders-Messelink in R. den Otter, “The combined effects of guidance force, bodyweight support and gait speed on muscle activity during able-bodied walking in the Lokomat,” Clinical Biomechanics, vol. 36, str. 65–73, julij 2016. [18] S.-Y . Kim, L. Yang, I. Park, E. J. Kim, M. Park, J. You, Y .-H. Kim, H.-Y . Ko in y.-i. Shin, “Effects of Innovative WALKBOT Robotic-Assisted Locomotor Training on Balance and Gait Reco- very in Hemiparetic Stroke: A Prospective, Randomized, Expe- rimenter Blinded Case Control Study With a Four-Week Follow- Up,” IEEE transactions on neural systems and rehabilitation engineering: a publication of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society, vol. 23, apr. 2015. [19] O. Unluhisarcikli, M. Pietrusinski, B. Weinberg, P. Bonato in C. Mavroidis, “Design and control of a robotic lower extremity exoskeleton for gait rehabilitation,” v 2011 IEEE/RSJ Internati- onal Conference on Intelligent Robots and Systems, str. 4893– 4898, 2011. [20] A. Vistamehr, S. A. Kautz in R. R. Neptune, “The influence of solid ankle-foot-orthoses on forward propulsion and dynamic balance in healthy adults during walking,” Clinical biomechanics (Bristol, Avon), vol. 29, str. 583–589, maj 2014. [21] B. Shi, X. Chen, Z. Yue, S. Yin, Q. Weng, X. Zhang, J. Wang in W. Wen, “Wearable Ankle Robots in Post-stroke Rehabilitation of Gait: A Systematic Review,” Frontiers in Neurorobotics, vol. 13, 2019. [22] M. Moltedo, T. Baˇ cek, T. Verstraten, C. Rodriguez-Guerrero, B. Vanderborght in D. Lefeber, “Powered ankle-foot orthoses: the effects of the assistance on healthy and impaired users while wal- king,” Journal of NeuroEngineering and Rehabilitation, vol. 15, str. 86, okt. 2018. [23] M. Moltedo, T. Bacek, B. Serrien, K. Langlois, B. Vanderborght, D. Lefeber in C. Rodriguez-Guerrero, “Walking with a powered ankle-foot orthosis: the effects of actuation timing and stiffness level on healthy users,” Journal of NeuroEngineering and Reha- bilitation, vol. 17, str. 98, julij 2020. [24] F. Massaad, T. M. Lejeune in C. Detrembleur, “Reducing the energy cost of hemiparetic gait using center of mass feedback: a pilot study.,” Neurorehabilitation and neural repair, vol. 24, str. 338–47, May 2010. [25] G. S. Sawicki in D. P. Ferris, “Mechanics and energetics of level walking with powered ankle exoskeletons,” Journal of Experimental Biology, vol. 211, str. 1402–1413, maj 2008. [26] L. N. Awad, A. Esquenazi, G. E. Francisco, K. J. Nolan in A. Jayaraman, “The ReWalk ReStore™ soft robotic exosuit: a multi-site clinical trial of the safety, reliability, and feasibility of exosuit-augmented post-stroke gait rehabilitation,” Journal of NeuroEngineering and Rehabilitation, vol. 17, str. 80, jun. 2020. [27] M. Wu, J. M. Landry, S. Yen, B. D. Schmit, T. G. Hornby in M. Rafferty, “A novel cable-driven robotic training improves locomotor function in individuals post-stroke,” v 2011 Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society, str. 8539–8542, avg. 2011. ISSN: 1558- 4615. [28] C. Swank, S. Wang-Price, F. Gao in S. Almutairi, “Walking with a robotic exoskeleton does not mimic natural gait: a within- subjects study,” JMIR rehabilitation and assistive technologies, vol. 6, no. 1, str. e11023, 2019. [29] G. Kwakkel, B. Kollen in E. Lindeman, “Understanding the pattern of functional recovery after stroke: Facts and theories,” Restorative Neurology and Neuroscience, vol. 22, str. 281–299, jan. 2004. [30] L. L. Cai, A. J. Fong, C. K. Otoshi, Y . Liang, J. W. Burdick, R. R. Roy in V . R. Edgerton, “Implications of assist-as-needed robotic step training after a complete spinal cord injury on intrinsic strategies of motor learning,” Journal of Neuroscience, vol. 26, no. 41, str. 10564–10568, 2006. [31] O. M. Giggins, U. M. Persson in B. Caulfield, “Biofeedback in rehabilitation,” Journal of NeuroEngineering and Rehabilitation, vol. 10, str. 60, jun. 2013. [32] M. G. Browne in J. R. Franz, “Ankle power biofeedback atte- nuates the distal-to-proximal redistribution in older adults,” Gait & Posture, vol. 71, str. 44 – 49, 2019. [33] “Uredba (eu) 2017/745 evropskega parlamenta in sveta z dne 5. aprila 2017 o medicinskih pripomoˇ ckih, spremembi direktive 2001/83/es, uredbe (es) ˇ st. 178/2002 in uredbe (es) ˇ st. 1223/2009 ter razveljavitvi direktiv sveta 90/385/egs in 93/42/egs,” UL L 117, vol. 60, Maj 2017. [34] J. Guiochet, Q. A. Do Hoang, M. Kaˆ aniche in D. Powell, “Applying Existing Standards to a Medical Rehabilitation Robot: Limits and Challenges,” v Workshop FW5: Safety in Human- Robot Coexistence & Interaction: How can Standardization and Research benefit from each other?, IEEE/RSJ Intern. Conference Intelligent Robots and Systems (IROS2012), (Vilamoura, Portu- gal), okt. 2012. [35] IEC 80601-2-78:2019 Medical electrical equipment — Part 2-78: Particular requirements for basic safety and essential performance of medical robots for rehabilitation, assessment, compensation or alleviation. Matej Tomc je magistriral na Fakulteti za elektrotehniko Univerze v Ljubljani, kjer nadaljuje z doktorskim ˇ studijem. Zaposlen je kot mladi raziskovalec na Univerzitetnem rehabilitacijskem inˇ stitutu RS - Soˇ ca in prejema ˇ stipendijo Univerzitetne ustanove ing. Milana Lenarˇ ciˇ ca. Raziskovalno se ukvarja s podroˇ cjem rehabilitacijske robotike. Zlatko Matjaˇ ci´ c je doktoriral na Fakulteti za elektrotehniko Univerze v Ljubljani. V odi Sluˇ zbo za raziskave in razvoj na Univerzitetnem rehabilitacijskem inˇ stitutu RS - Soˇ ca in kot profesor predava na Zdravstveni fakulteti Univerze v Ljubljani. Njegova raziskovalna za- nimanja vkljuˇ cujejo analizo in sintezo ˇ cloveˇ ske hoje, biomehaniko in rehabilitacijsko robotiko.