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
