Juha-Pekka Kulmalan työpiste sijaitsee HUSin Uudessa lastensairaalassa, mutta hänen kanssaan ei lähdetäkään hissillä yläkerroksiin, vaan laskeudutaan kerros maan alle. Siellä Kulmala kollegoineen tekee muun muassa kävelyanalyysejä sekä lihastoiminnan, voimantuoton ja liikelaajuuksien mittauksia.
Uuden lastensairaalan Liikelaboratorio on ainoa yksikkö, jossa Suomessa voi tehdä esimerkiksi 3D-kävelyanalyysejä.
Valtaosa – 85 prosenttia – Liikelaboratoriossa mitattavana olevista potilaista on CP-vammadiagnoosin saaneita lapsia ja nuoria.
Duodecimin Terveyskirjasto määrittelee CP-vamman johtuvan vammasta aivojen niissä osissa, jotka säätelevät liikettä, tasapainoa ja asentoa. Vamman syy ei aina selviä, mutta se syntyy joko sikiökaudella, synnytyksessä tai varhaislapsuudessa. CP-vamma johtaa pysyviin liikkumisen vaikeuksiin.
Kyseinen vamma liittyy myös Kulmalan tutkimuskohteeseen; hän tutkii robottipuvulla harjoittelun vaikutuksia kävelyyn CP-vammaisilla lapsilla.
– Olin aiemmin tutkinut vain terveiden ihmisten kävelyä ja juoksua, ja niitäkin vain aikuisilla ja ikääntyneillä. Kun vuonna 2017 tulin töihin HUSin Liikelaboratorioon, tutkimuskohteeksi vaihtuivat liikuntavammaiset lapset, Kulmala kertoo.
Osalla potilaista on todella vaikeita ongelmia liikkumisen kanssa.
– Se, mitä tutkimuksissa saamme selville, sillä on aidosti vaikutusta näiden ihmisten elämään.
Robottipuvut ovat vielä kehitysvaiheessa
Useimmille ihmisille kävely on luontaista, eikä sitä tule juurikaan ajateltua. Erikseen ovat ne, jotka ovat kuntouttaneet jotakin vammaa tai joutuneet jopa opettelemaan kävelyn uudestaan.
Kun jalat toimivat moitteetta, ei tule edes ajatelleeksi, miten askellus itse asiassa toimii tai mitä kaikkia lihaksia kävelyyn vaaditaan.
Kulmala innostui robottipuvuista viitisen vuotta sitten, kun hän oli vierailevana tutkijana Harvard Biodesign Labissa. Siellä robottipukuja testattiin aivoinfarktipotilailla, joilla oli ongelmia kävelyssä.
Valtaosa – 85 prosenttia – Liikelaboratoriossa mitattavana olevista potilaista on CP-vammadiagnoosin saaneita lapsia ja nuoria.
Robottipuvun ideana on normalisoida liike. Puku siis pakottaa jalat tekemään normaalia kävelyliikettä, kun laite avustaa sekä nilkan koukistusta että ojennusta.
– CP-vamma aiheuttaa ongelmia nimenomaan kävelyssä, kun henkilöllä on toinen – ja osalla molemmat – puoli halvaantunut. Liikelaboratoriossa harjoittelemme oikeaa liikerataa robottipuvun avulla, mutta emme vielä tiedä, siirtyykö oikea liikerata harjoittelun myötä henkilön luonnolliseen kävelyyn. Siirtovaikutus ei välttämättä ole kaikilla sama, sillä jokainen on oppinut tietyn tavan kävellä.
Kulmalan tavoitteena onkin selvittää, onko robotisoitu kävelyharjoittelu tehokkaampaa kuin perinteinen kävelyharjoittelu.
– Ja jos on, niin totta kai sitä suositellaan. Mutta olemme vasta testausvaiheessa.
Kulmala sanoo, että optimaalisinta robottipuvulla olisi harjoitella 3–4 kertaa viikossa 20–30 minuutin ajan. Tiheään tehtävät harjoitukset onnistuisivat, jos perheelle annettaisiin laite ja kävelymatto kotiin.
– Mitä vaihtelevampi harjoitus, sitä parempia tuloksia. Harjoituksen tulee myös olla riittävän kuormittava. Tavoite on, että lihasvoimaa kehittämällä vähennetään askelluksen epäsymmetriaa. Jos lapsella on esimerkiksi heikkoutta toisella puolella, haemme painonvarausta heikommalle jalalle ja aktivoimme nilkankoukistajia. Robottipuvulla voidaan myös vastustaa nilkan ojennusta, jolloin kävelyliikkeeseen saadaan integroitua voimaharjoitus.
Ala kehittyy jatkuvasti
Liikelaboratorion kaapissa on erikokoisia kenkiä, joiden pohjalle robottijalka sujautetaan. Sen jälkeen testihenkilöön kiinnitetään erilaisia piuhoja, ja lopuksi robottijalka yhdistetään pädin kanssa. Sen avulla voidaan säätää avustustaso ja seurata jalkojen voimantuottoa.
– Toistaiseksi robottijalka on vielä aika kömpelö, mutta tekniikka kehittyy koko ajan ja nämä muuttuvat kevyemmiksi.
Kulmala kollegoineen on itsekin testannut robottipukua. Ensin he kokeilivat kävelyä avustettuna, sen jälkeen luomuna.
– Raskastahan se oli robottiin verrattuna. CP-vammaisilla lapsilla kävelyyn kuluu todella paljon energiaa, sillä suurimman osan painon kannattelutyöstä tekevät polven ja lonkan isot lihakset, kun nilkan toiminnassa on haasteita. Kävelyn kuormittavuus laskee robottipuvulla noin 12 prosenttia.
”Toistaiseksi robottijalka on vielä aika kömpelö, mutta tekniikka kehittyy koko ajan ja nämä muuttuvat kevyemmiksi.”
Kulmalan mukaan robottipuvulla harjoittelun vaikuttavuus kasvaisi sitä suuremmaksi, mitä nuoremmalle lapselle robottipukua voisi tarjota.
– Seitsemän vuoden kohdalla lapsen kävely alkaa muistuttaa aikuisen kävelyä, joten paras aika olisi ennen sitä. Valitettavasti se ei ole vielä mahdollista, sillä laitteemme sopivat lapsille 8-vuotiaasta eteenpäin.
Tutkimus antaa tietoa, tehdäänkö asioita oikein
Kulmalan suosikkivaihe tutkimustyössä on uusien tutkimustulosten näkeminen.
– Se on jännittävää, sillä yleensä tulokset ovat erilaisia, mitä on odottanut ja hypoteesi on aina vähän pielessä. Se on työn suola ja vetää nöyräksi.
Myös työn merkityksellisyys on Kulmalalle tärkeää.
– Liikuntakyky on CP-vammaisille tärkeä pärjäämisen ja omatoimisuuden kannalta. Mitä heikompi kävelykyky, sitä vaikeampaa arjessa on toimia.
Kulmala sanoo, että kun fysioterapia, venyttely ja botox-hoito ei riitä, päädytään leikkaushoitoon. Monilta CP-vammaisilta leikataan jossakin vaiheessa nilkan tai polven lihaksia.
– Leikkauksen haittavaikutuksena on voiman menetys, kun lihasta leikataan ja pidennetään. Tutkimus haastaa myös vallitsevat käytännöt.
– Aiempi kokemus on kliinisessä maailmassa tärkeässä roolissa, mutta tutkimus varmistaa, että hoitometodi on varmasti oikea – eli että asiat tehdään oikein tai enemmän oikealla tavalla.
Kulmala antaa esimerkin urheilupuolelta, juniorivalmennuksesta.
Pitkään ajateltiin, että mitä enemmän lapsi nuorena treenaa yhtä lajia, sitä parempi urheilija hänestä aikuisena tulee. Tutkimukset ovat kuitenkin osoittaneet, että nopean alkukehityksen jälkeen varhainen erikoistuminen kääntyy itseään vastaan, kun rasitusvammat kasaantuvat taakaksi murrosiässä.
– Junioripuolella onkin paljon drop outeja, urheilun lopettaneita, jotka on lapsena ohjattu huippu-urheilijan polulle. He ovat treenanneet paljon ja pettyneet. Tutkimustieto on muokannut juniorivalmennusta monessa seurassa siihen suuntaan, että tänä päivänä ymmärretään myös sattuman ja monipuolisen harrastamisen merkitys, eikä vain vannota varhain tehdyn lajivalinnan nimeen.
Juha-Pekka Kulmalan mukaan tutkimuksen yksinkertainen tehtävä on tuottaa tietoa.
– Jotta tekisimme todistetusti oikeita asioita.
Lastenklinikoiden Kummit tukee lastentautien tutkimustyötä ja on mukana mahdollistamassa vuosittain noin kymmentä tärkeää lastentautien tutkimushanketta Suomessa. Kummit on tukenut Lastentautien tutkimussäätiön kautta Juha-Pekka Kulmalan tutkimusta robottipuvulla harjoittelun vaikutuksista kävelyyn CP-vammaisilla lapsilla.
Teksti Laura Koljonen
MITÄ? Puettavien robottipukujen lyhyt historia
1. Ei vielä päivittäiskäytössä
”Ala on hyvin nuori. Ensimmäinen läpimurto tuli vuonna 2013, kun terveen ihmisen kävely saatiin robottipuvulla taloudellisemmaksi. Siitä lähtien laitteet ovat kehittyneet. Ensimmäiset versiot olivat kaappilaitteita ja painoivat kymmeniä kiloja. Nykyään laite painaa puolitoista kiloa ja sillä on mahdollista kävellä laboratorion ulkopuolella. Vielä puvut eivät kuitenkaan ole päivittäiskäytössä, ja hinnat ovat edelleen korkealla.”
2. Lapsille laitteet vuonna 2018–2019
”Seuraava kehitysaskel oli vuonna 2017, kun ensimmäistä kertaa voitiin osoittaa, miten aivoinfarktipotilaan kävely oli mahdollista saada taloudellisemmaksi. CP-vammaisille potilaille laitteet tulivat tämän jälkeen, ja vuonna 2018–2019 markkinoille tuli laitteita lapsille.”
3. Miten tulevaisuudessa?
”Itse olen keskittynyt lasten ja nuorten kävelyn kuntoutukseen, joka on mielestäni se tärkein sovellusalue. Toinen sovellusalue voisi olla ikäihmisten liikkumisen avustus. Alaa pitää tutkia lisää, jotta löydämme uusia keinoja parantaa ihmisten liikuntakykyä.”
Lähde: Juha-Pekka Kulmala