معلومة

ما هو هذا الهيكل الخارجي المهمل؟

ما هو هذا الهيكل الخارجي المهمل؟


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

هذا الصباح كنت أنظر حول الحديقة ووجدت هذا يخرج من حفرة في رقعة من التربة ، بجوار جدار المنزل (في حوض من الأشياء). توصلت إلى استنتاج أنه يجب أن يكون جزءًا من هيكل خارجي للحشرات تم التخلص منه أو جزءًا من شرانق. يمكن لأي شخص تحديد ما ينتمي هذا؟ موقعي في الجنوب الغربي (منطقة ويلتشير) لبريطانيا العظمى. أنا مهتم فقط بما وجدته بالضبط!


لا أستطيع أن أكون متأكدًا ، ولكن من المحتمل أن يكون هذا هو الصدفة العذراء لذبابة رافعة (أبي طويل الساقين ، تيبولا باليدوزا). هذه صورة للمقارنة ، ويمكنك العثور على المزيد من خلال البحث عن الصور من Google.

في المملكة المتحدة على الأقل ، يُشار إليها بالعامية باسم سترات جلدية ، وإذا وجدت واحدة في التربة قبل ظهور الشخص البالغ ، فغالبًا ما تنتفض.


يُظهر فيديو الزيز المذهل ظهور الحضنة X Bug من الهيكل الخارجي في ولاية ماريلاند

التقط حارس متنزه لقطات لا تصدق بتقنية الفاصل الزمني لزيز دوري يخرج من هيكله الخارجي في متنزه كاتوكتين ماونتن بارك في ماريلاند.

السيكادا الدورية هي سبعة أنواع من الجنس ماجيكادا ، التي تظهر كل 13 أو 17 عامًا في أمريكا الشمالية.

يشار إلى السيكادا التي ظهرت في أجزاء من شرق الولايات المتحدة والغرب الأوسط هذا العام بشكل جماعي باسم "الحضنة X."

تقضي السيكادا الدورية معظم حياتها تحت الأرض مثل مرحلة الحوريات ومداشا الأحداث في دورات حياتها.

بعد قضاء 13 أو 17 عامًا تحت التربة و [مدش] تختلف الفترة الزمنية بين الأنواع و [مدش] الحشرات التي تزحف خارج الأرض ، وحاول على الفور العثور على شجرة (أو سطح عمودي آخر) وتذوب ، وتحويلها إلى مرحلة البلوغ. خلال هذا الجزء من دورة حياتها ، تتزاوج السيكادا وتضع البيض.

يشير مصطلح Molting إلى عملية التخلص من الحشرات لهيكلها الخارجي الصلب. تُظهر لقطات الفيديو ذات الفاصل الزمني ، التي نشرتها Catoctin Mountain Park ، هذه العملية.

قالت نانسي ترويانو ، عالمة الحشرات ومديرة عمليات التعليم والتدريب في Ehrlich Pest Control ، لـ Prevention: "إن الرواسب هي 'جلد' الحشرة 'الذي يذرفه السيكادا أو يتركه عندما يصبح بالغًا".

وقالت: "تحت جلدهم ، ينمون أجنحتهم وأجسادهم البالغة".
"لا تتمدد الحشرات لتكبر ، بل إنها في الواقع تُنشئ هيكلًا خارجيًا جديدًا تحت هيكلها الحالي."

قالت أنجيلا تاكر ، عالمة الحشرات والمديرة الفنية لشركة Terminix لمكافحة الآفات ، لـ Prevention: "نظرًا لأن الهيكل الخارجي صعب ، فإنه يمنع الحشرات من النمو ، لذا يجب أن تقشر" الجلد "لمواصلة التطور".

بالنسبة إلى السيكادا الدورية ، يمكن أن تستغرق عملية طرح الريش ساعة أو ساعتين حسب الرطوبة ، وهي بطيئة نسبيًا مقارنة بالعديد من الحشرات الأخرى.

بمجرد أن تتخلص السيكادا من جلدها الحوري ، سيتعرض جسمها وأجنحتها البالغة الجديدة ، مما يجعلها عرضة للحيوانات المفترسة.

قال ترويانو: "ستنتفخ الأجنحة بالسوائل وتتوسع ، وسيتصلب جلدها الجديد ويستغرق عادةً عدة أيام".

في بعض الأحيان ، تصبح بعض السيكادا عالقة في جلودها الحورية أثناء عملية طرح الريش ، وفقًا لـ Cicada Mania. قد تساهم مجموعة كاملة من العوامل في حدوث ذلك ، بما في ذلك درجة الحرارة الخاطئة أو المطر أو ظروف الرياح التداخل من السيكادا الأخرى أو الحشرات الأخرى مثل النمل أو مشاكل الزيز نفسها.

تميل السيكادا التي تعلق في الهياكل الخارجية للحوريات إلى الموت عالقة في المكان الذي حاولت فيه التخلص من جلودها.

من مليارات ومليارات السيكادا التي تصعد من باطن الأرض نسبة صغيرة ستصاب بالفطر النفساني التأثير ، ماسوسبورا سيكادينا، الذي يحتوي على نفس المكونات النشطة مثل الفطر السحري و mdashpsilocybin.

تختطف الفطريات الطفيلية الغريبة أدمغة الحشرات وتتلاعب بها حتى تحاول أن تتزاوج بجنون.


الهيكل الخارجي

exo · skel · e · ton (ek & # 8243so-skelґ & # 601 -ton) [exo- + هيكل عظمي] بنية صلبة نشأت على السطح الخارجي للجسم ، مثل قشرة قشريات. في الفقاريات ، يتم تطبيق المصطلح على الهياكل التي تنتجها البشرة ، مثل الشعر ، والأظافر ، والحوافر ، والأسنان ، إلخ.

انظر إلى القواميس الأخرى:

الهيكل الخارجي - ex o * skel e * ton، n. [إكسو + هيكل عظمي] (عنات.) الأجزاء الصلبة من التكامل الخارجي للحيوان ، بما في ذلك الشعر ، والريش ، والأظافر ، والقرون ، والمقاييس ، وما إلى ذلك ، بالإضافة إلى دروع المدرع والعديد من الزواحف ، والأصداف أو # 8230 ... القاموس التعاوني الدولي للغة الإنجليزية

الهيكل الخارجي - 1847 ، من EXO (راجع exo) + SKELETON (راجع الهيكل العظمي). قدمه عالم التشريح الإنجليزي السير ريتشارد أوين (1804 1892) ... قاموس علم أصل الكلمة

الهيكل الخارجي - ► نون علم الحيوان الغطاء الخارجي الصلب للجسم في الحشرات وبعض الحيوانات اللافقارية الأخرى ... قاموس المصطلحات الإنجليزية

الهيكل الخارجي - [eks΄ō skel′ə tən] n. أي بنية داعمة صلبة خارجية ومفرزة ، مثل قشرة المحار أو قشرة الكركند: cf. الهيكل الخارجي ENDOSKELETON [eks΄ō skel′ətəl] صفة… قاموس إنجليزي عالمي

الهيكل الخارجي - الهيكل الخارجي المهمل لحورية اليعسوب الهيكل الخارجي هو الهيكل العظمي الخارجي الذي يدعم ويحمي جسم الحيوان ، على عكس الهيكل العظمي الداخلي (الهيكل الداخلي) للإنسان على سبيل المثال. في الاستخدام الشائع ، بعض أكبر… ويكيبيديا

الهيكل الخارجي - هيكل خارجي ، / ek soh skel i tn /، n. زول. غلاف خارجي أو غلاف خارجي ، خاصة. عندما تكون صلبة ، مثل قشور القشريات (على عكس الهيكل الداخلي). [1840 50 EXO + SKELETON] * * * غلاف صلب أو مفصلي يدعم ... Universalium

الهيكل الخارجي - المملكة المتحدة [ˈeksəʊˌskelɪt (ə) n] / الولايات المتحدة [ˈeksoʊˌskelɪt (ə) n] اسم [معدود] أشكال الكلمات الهيكل الخارجي: بيولوجيا الهيكل الخارجي المفرد للهيكل الخارجي وهو عبارة عن تغطية صلبة على السطح الخارجي للكائنات مثل الحشرات والقشريات التي توفر الدعم و & # 8230 … قاموس انجليزي

الهيكل الخارجي - أجزاء صلبة على سطح الجسم نشأت في الأدمة ، تسمى غشاء أو عظام جلدية (قشور ، حراشف ، أشواك ، صفائح ، عناصر من الرأس والحزام الصدري ، إلخ). في الأسماك العظمية ، هاجر العديد من هذه العظام إلى طبقات أعمق أسفل & # 8230 ... قاموس علم الأسماك

الهيكل الخارجي - اسم التاريخ: 1847 1. غطاء خارجي داعم لحيوان (كمفصليات) 2. أجزاء عظمية أو قرنية من الفقاريات منتجة من أنسجة البشرة 3. بنية داعمة خارجية اصطناعية • صفة هيكل خارجي ... قاموس جامعي جديد

الهيكل الخارجي - اسم بنية خارجية صلبة توفر البنية والحماية للمخلوقات مثل الحشرات والقشريات ... ويكاموس


حول AccessScience

يوفر AccessScience المعلومات العلمية المتاحة الأكثر دقة وموثوقية.

معترف به كبوابة حائزة على جوائز للمعرفة العلمية ، يعد AccessScience موردًا رائعًا عبر الإنترنت يحتوي على مواد مرجعية عالية الجودة مكتوبة خصيصًا للطلاب. يشمل المساهمون أكثر من 10000 عالم مؤهل تأهيلا عاليا و 46 من الحائزين على جائزة نوبل.

أكثر من 8700 مقالات تغطي جميع التخصصات العلمية الرئيسية وتشمل موسوعة ماكجرو هيل للعلوم والتكنولوجيا أمبير و كتاب ماكجرو هيل السنوي للعلوم والتكنولوجيا

115000 زائد تعريفات من قاموس ماكجرو هيل للمصطلحات العلمية والتقنية

3000 السير الذاتية لشخصيات علمية بارزة

أكثر من 19000 صور ورسوم متحركة قابلة للتنزيل توضح الموضوعات الرئيسية

مقاطع فيديو جذابة تسليط الضوء على حياة وعمل العلماء الحائزين على جوائز

اقتراحات لمزيد من الدراسة وقراءات إضافية لتوجيه الطلاب إلى تعميق الفهم والبحث

روابط لأدبيات الكتاب مساعدة الطلاب على توسيع معارفهم باستخدام مصادر المعلومات الأساسية


نمو

نظرًا لأن الهياكل الخارجية صلبة ، فإنها تقدم بعض الحدود للنمو. يمكن أن تنمو الكائنات الحية ذات الأصداف المفتوحة بإضافة مادة جديدة إلى فتحة قوقعتها ، كما هو الحال في القواقع وذوات الصدفتين والرخويات الأخرى. يجب التخلص من الهيكل الخارجي الحقيقي ، مثل ذلك الموجود في المفصليات ، عند نموه. [5] يتم إنتاج هيكل خارجي جديد تحت القديم. عندما يتم إلقاء الهيكل القديم ، يصبح الهيكل العظمي الجديد ناعمًا ومرنًا. سوف يضخ الحيوان نفسه [ غامض ] لتوسيع الغلاف الجديد إلى الحد الأقصى للحجم ، ثم دعه يتصلب. عندما يتم ضبط القشرة ، يمكن ملء المساحة الفارغة داخل الهيكل العظمي الجديد بينما يأكل الحيوان. [5] يمكن أن يؤدي الفشل في التخلص من الهيكل الخارجي بمجرد النضج إلى اختناق الحيوان داخل قوقعته ، وسيوقف البالغات الفرعية من الوصول إلى مرحلة النضج ، وبالتالي منعها من التكاثر. هذه هي الآلية الكامنة وراء بعض المبيدات الحشرية ، مثل Azadirachtin. [6]


Garland C و Nash GV و McMeckin T (1982) الحفاظ على المخاط والكائنات الحية الدقيقة المرتبطة بالسطح باستخدام تثبيت بخار الأكرولين. جي ميكروسك (أكسفورد) 128: 307-312

Ikeda T ، Dixon P (1982) ملاحظات حول انسلاخ الكريل في القطب الجنوبي (Euphausia superba دانا). Aust J Mar Freshwater Res 33: 71–76

Mauchline J ، Fisher LR (1969) علم الأحياء من euphausiids. المحاضر مار بيول 7: 1-454

نيموتو تي (1966) ثيسانيسا euphausiids ، التشكل المقارن ، التماثل وعلم البيئة. ممثل Sci Whales Res Inst 20: 109–155

Nemoto T (1967) نمط التغذية من euphausiids والتمايز في خصائص الجسم. إنف بول بلانكتول Jpn 61: 143-160

Zimmer C (1913) Untersuchungen über den innerten Bau von Euphausia superba دانا. Zoologica (شتوتغارت) 67: 65-128


انظر أيضا [تحرير | تحرير المصدر]

  1. ↑ "الهيكل الخارجي". قاموس علم أصل الكلمة على الإنترنت. مؤرشفة من الأصلي في 20 أبريل 2013. & lttemplatestyles src = "الوحدة: الاقتباس / CS1 / styles.css" & gt & lt / Templatestyles & gt
  2. ↑ 2.02.12.2 س بنجسون (2004). "الحفريات الهيكلية المبكرة" (PDF). في JH Lipps B.M Wagoner. الثورات البيولوجية الحديثة والكامبري. أوراق جمعية الحفريات. 10. ص. & # 16067–78. مؤرشف من الأصل (PDF) في 03-10-2008. & lttemplatestyles src = "الوحدة: الاقتباس / CS1 / styles.css" & gt & lt / Templatestyles & gt
  3. ^ ندين ، سي. & # 32 (1999). & # 32 "أنومالوكاريس الافتراس على ثلاثي الفصوص غير المعدني والمعدن ". & # 32جيولوجيا 27& # 32 (11): 987-990. & # 32 بيب كود 1999 Geo. 27..987N. & # 32doi: 10.1130 / 0091-7613 (1999) 027 & lt0987: APONAM & GT2.3.CO2. & # 160
  4. ↑ H. C. Bennet-Clark & ​​# 32 (1975). & # 32 "طاقة قفزة الجراد ، Schistocerca gregaria". مجلة البيولوجيا التجريبية 63& # 32 (1): 53–83. & # 32 PMID�. & # 32http: //jeb.biologists.org/cgi/reprint/63/1/53.pdf. & # 160
  5. ↑ 5.05.15.2 Susannah M. Porter & # 32 (2007). & # 32 "كيمياء مياه البحر والتمعدن الحيوي للكربونات في وقت مبكر". & # 32علم 316& # 32 (5829): 1302. & # 32 بيب كود 2007Sci. 316.1302P. & # 32doi: 10.1126 / science.1137284. & # 32 PMID�. & # 160
  6. ^ John Ewer & # 32 (2005-10-11). & # 32 "كيف غير Ecdysozoan معطفه". & # 32علم الأحياء بلوس 3& # 32 (10): e349. & # 32doi: 10.1371 / journal.pbio.0030349. & # 32 PMC�. & # 32 PMID�. & # 32 // www.pubmedcentral.nih.gov / articlerender.fcgi؟ الأداة = pmcentrez & ampartid = 1250302. & # 160
  7. ↑ جيما إي فيتش & # 59 & # 32 إديث بيكمان & # 59 & # 32 بريندا جيه بيرك & # 59 & # 32Alistair Boyer & # 59 & # 32Sarah L. Maslen & # 59 & # 32Steven V. Ley & # 32 (2007). & # 32 "Synthesis of Azadirachtin: رحلة طويلة لكنها ناجحة ". & # 32Angewandte Chemie International Edition 46& # 32 (40): 7629–32. & # 32doi: 10.1002 / anie.200703027. & # 32 PMID�. & # 160
  8. ↑ 8.08.18.28.3 M. A. Fedonkin & # 59 & # 32A. سيمونيتا & # 59 & # 32 أ. Y. Ivantsov & # 32 (2007). & # 32 "بيانات جديدة حول كيمبرلا، الكائن الشبيه بالرخويات فينديان (منطقة البحر الأبيض ، روسيا): الآثار البيئية القديمة والتطورية ". & # 32In & # 32Patricia Vickers-Rich & amp Patricia. & # 32صعود وسقوط الكائنات الحية في Ediacaran. 286. & # 32London: & # 32 Geological Society. & # 32pp. & # 160157–179. & # 32Bibcode2007GSLSP.286..157F. & # 32doi: 10.1144 / SP286.12. & # 32ISBN & # 160978-1-86239-233 -5. & # 32OCLC & # 160191881597. & # 160
  9. ↑ نيكولاس جيه باترفيلد & # 32 (2003). & # 32 "الحفاظ على أحافير استثنائية والانفجار الكمبري". & # 32علم الأحياء التكاملي والمقارن 43& # 32 (1): 166–177. & # 32doi: 10.1093 / icb / 43.1.166. & # 32 PMID�. & # 160
  10. ^ ريتشارد كوين & # 32 (2004). & # 32تاريخ الحياة& # 32 (4th ed.). & # 32Wiley-Blackwell. & # 32ISBN & # 160978-1-4051-1756-2. & # 160
  11. ↑ 11.011.111.2 Hong Hua & # 59 & # 32Brian R. Pratt & # 59 & # 32Lu-yi Zhang & # 32 (2003). & # 32 "Borings in كلاودينا الأصداف: ديناميكيات معقدة بين المفترس والفريسة في الطرفيات الحديثة العهد ". & # 32باليوس 18& # 32 (4-5): 454-459. & # 32 بيب كود 2003 Palai..18..454H. & # 32doi: 10.1669 / 0883-1351 (2003) 018 & lt0454: BICSCP & gt2.0.CO2. & # 160
  12. ↑ 12.012.1 J. Dzik & # 32 (2007). & # 32 "متلازمة فردان: الأصل المتزامن للدروع الواقية والملاجئ الداخلية في فترة الانتقال ما قبل الكمبري إلى الكمبري". & # 32In & # 32Patricia Vickers-Rich & amp Patricia. & # 32صعود وسقوط الكائنات الحية في Ediacaran. 286. & # 32London: & # 32 Geological Society. & # 32pp. & # 160405–414. & # 32Bibcode2007GSLSP.286..405D. & # 32doi: 10.1144 / SP286.30. & # 32ISBN & # 160978-1-86239-233 -5. & # 32OCLC & # 160191881597. & # 32 http://www.paleo.pan.pl/people/Dzik/Publications/Verdun.pdf. & # 160
  13. ↑ J. Dzik & # 32 (1994). & # 32 "تطور تجمعات" أحافير صغيرة من الباليوزويك ". & # 32اكتا باليونتولوجيكا بولونيكا 39& # 32 (3): 27–313. & # 32 http://www.paleo.pan.pl/people/Dzik/Dzik1994d.htm. & # 160
  14. ↑ Wolfgang Kiessling & # 59 & # 32Martin Aberhan & # 59 & # 32Loïc Villier & # 32 (2008). & # 32 "اتجاهات دهر الحياة في علم المعادن الهيكلية مدفوعة بالانقراض الجماعي". & # 32علوم الأرض الطبيعية 1& # 32 (8): 527-530. & # 32 بيب كود 2008 NatGe. 1..527K. & # 32doi: 10.1038 / ngeo251. & # 160
  15. ↑ Anders Warén & # 59 & # 32Stefan Bengtson & # 59 & # 32Shana K.Goffredi & # 59 & # 32Cindy L. Van Dover & # 32 (2003). & # 32 "A hot-vent gastropod with iron sulfide dermal sclerites". & # 32علم 302& # 32 (5647): 1007. & # 32doi: 10.1126 / science.1087696. & # 32 PMID�. & # 160

لا حاجة لمعلومات السلامة الحيوية لهذا الكائن الحي.

لقد تلقينا للتو دافنيا وجميعهم في القاع. هل ماتوا؟

امنحهم الوقت للتعافي من الشحن والبدء في السباحة. تذكر ذلك دافنيا تنمو عن طريق التخلص من هياكلها الخارجية ، وتتراكم هذه في قاع جرة الثقافة.

صببت دافنيا في حوض للماء وجميعهم طافوا. ماذا حصل؟

دافنيا درع موسع يمكنه الاحتفاظ بالهواء. عندما سكبتهم في الحوض ، تسبب الهواء الذي احتجزته درعهم في طفوهم والبقاء محاصرين على السطح. يضيف دافنيا إلى حوض مائي عن طريق غمر الجرة المفتوحة برفق وصبها تحت الماء لتحريرها.

نريد القيام بمشروع حول معدل ضربات القلب دافنيا. أي كائن يجب أن نستخدمه؟

نوصي ونبات الغار ماجنا لدراسات معدل ضربات القلب نظرًا لحجمها الكبير ومعدل ضربات القلب البطيء قليلاً. بالنسبة لتلك الدراسات ، استخدم الكائنات الحية في أقرب وقت بعد تلقيها قدر الإمكان. شاهد الفيديو الخاص بنا مراقبة معدل ضربات القلب في برغوث الماء للمزيد من المعلومات.

كيف اعرف ذكر من انثى دافنيا?

معظم السكان تحتوي على إناث ، مع وجود عدد قليل من الذكور إن وجد. أنثى دافنيا لديها كيس بيض ظهراني يمكن ملاحظته تحت المجهر خلال موسم التكاثر.

هل يمكنني الاحتفاظ بها دافنيا في حوض السمك مع الأسماك؟

يمكنك ذلك ، لكن الأسماك ستأكلها. يقوم العديد من هواة أحواض السمك بتربية الكائنات الحية لإطعام أسماكهم.

هل يمكنني التبريد دافنيا?

لا نوصي بالتبريد دافنيا. احتفظ بها في درجة حرارة الغرفة العادية. خطط لاستخدام الكائنات الحية في أقرب وقت ممكن بعد الوصول.

حاولنا الثقافة دافنيا. سارت الأمور على ما يرام في البداية ، لكن بعد عدة أسابيع ماتوا جميعًا. ماذا حصل؟

دافنيا سوف يعاني السكان في بعض الأحيان من الموت. في معظم الحالات ، تترك الإناث وراءها بيضًا يفقس ويعيد تشغيل المزرعة. البيض من بين الحطام الموجود في قاع خزان الاستزراع. من الأفضل الحفاظ على ثقافتين إلى ثلاث ثقافات منفصلة في حالة موت إحدى ثقافاتك.


3 إجابات 3

نعم ، وقد تم ذلك.
في عام 2010 ، سجلت أول طائرة مروحية تعمل بالطاقة البشرية أول رحلة لها.

لقد استغرقت طائرة خفيفة للغاية وقوة كبيرة من الطيار ، حوالي 650 واط ، لذلك استغرقت الرحلة 20 ثانية فقط. لقد استمرت فقط في مستوى الطيران ، مما تطلب المساعدة للإقلاع.

لوضع هذا في المنظور ، فإن هدف الطاقة الجيد لراكبي الدراجات هو 250 واط. سيضع المنافس الكبير 300 واط على السباق و 400 واط خلال 10-15 دقيقة ، وأكثر من 1000 واط لمدة 10-20 ثانية. لذلك من الممكن (غير مؤكد) أن أحد كبار الدراجين في سباق فرنسا للدراجات يمكنه الاحتفاظ بها في الهواء لبضع دقائق ، أو حتى القدرة على التحمل للإقلاع. لكنها لا تزال أقوى مما يمكن لأي إنسان أن يحافظ عليها لفترة كافية لقطع ميل.

وفي الوقت نفسه ، فإن الرقم القياسي للطائرات التي تعمل بالطاقة البشرية التي يقودها المروحة ، بدون أجنحة مرفرفة ، يبلغ حاليًا 115 كيلومترًا. تم تحقيق ذلك من خلال الإطلاق المستقل.

على الرغم من ذلك ، فإن ornithopter المعني ليس بالضبط "هيكل خارجي" ، لأن الهيكل الخارجي ليس هو الأمثل للوظيفة. الأذرع البشرية غير مناسبة للطيران أو الحفاظ على إنتاج طاقة عالية بشكل عام ، لذا فإن جميع الطائرات الناجحة التي تعمل بالطاقة البشرية تستمد قوتها من أرجل الطيار. عادةً ما تكون حركة دائرية ، ولكن يتم استخدام حركة آلة ضغط الساق المستقيمة في هذه الحالة بالذات.


تجارب أخصائيي العلاج الطبيعي باستخدام الهيكل الخارجي Ekso Bionic مع المرضى في مستشفى إعادة التأهيل العصبي: دراسة نوعية

أصبح استخدام الهياكل الخارجية الإلكترونية فوق الأرض للمساعدة في إعادة التأهيل العصبي منتشرًا بشكل متزايد وله آثار مهمة على المعالجين الفيزيائيين ومرضاهم. ومع ذلك ، هناك ندرة في الأبحاث حول تأثير دمج هذه التكنولوجيا على عمل المعالجين الفيزيائيين. كان الغرض من هذه الدراسة هو استكشاف كيفية تأثير التدريب والتنفيذ لاستخدام الهيكل الخارجي الروبوتي Ekso مع المرضى على عمل المعالجين الفيزيائيين. أُجريت دراسة نوعية استكشافية لثلاثة اختصاصيين في العلاج الطبيعي يعملون في مركز إعادة تأهيل عصبي في شرق كندا باستخدام مقابلات فردية شبه مُنظَّمة في يوليو 2017. تم نسخ التسجيلات الصوتية حرفيًا ، وتم تشفير البيانات وتحليلها باستخدام التحليل الموضوعي. ظهرت ستة موضوعات من البيانات: تطوير القدرات التنظيمية والاستخدام الأخلاقي للمزايا التكنولوجية لتحديات المعدات من عبء العمل المعرفي للمعدات والبيئة التكنولوجية. تشير النتائج إلى أن اعتماد الهياكل الخارجية الإلكترونية وإدماجها في ممارسة إعادة التأهيل ليس بسيطًا مثل تدريب أخصائيي العلاج الطبيعي ومنحهم الجهاز. هناك حاجة إلى مزيد من البحث لفهم المتطلبات المعرفية المتزايدة للعمل مع المرضى باستخدام الهياكل الخارجية المتقدمة تقنيًا في بيئة رعاية صحية ديناميكية وغنية بالتكنولوجيا ، مع إدارة توقعات المريض والاستخدام الأخلاقي.

1 المقدمة

يعد ضعف الحركة مصدر قلق كبير في إعادة التأهيل ويمكن أن يكون سببه التهاب المفاصل ، والسكتة الدماغية ، والإصابة العصبية من إصابات الدماغ الرضحية أو مرض باركنسون ، وإصابات الحبل الشوكي (SCIs) [1 ، 2]. تنتشر اصابات النخاع الشوكي على مستوى العالم ، وغالبًا ما تكون مدمرة للأفراد وعائلاتهم ، كما أن علاجها وإعادة تأهيلها مكلف [3]. في جميع أنحاء العالم ، كان هناك 24 مليون فرد يعيشون مع اصابات النخاع الشوكي في عام 2016 [4]. الشلل المرتبط بالسكتة الدماغية هو أكثر أنواع الإعاقة الجسدية شيوعًا لدى البالغين ، ويتطلب إعادة تأهيل مكثف لاستعادة الوظائف [5]. يمكن أن يسبب ضعف الحركة تغيرات تنكسية ثانوية في العضلات والعمليات العصبية [6] ويمكن أن يؤدي إلى مضاعفات جسدية مثل ضمور العضلات والألم [7] بالإضافة إلى المشكلات النفسية والعاطفية مثل الاكتئاب [8]. يمكن أن يكون لفقدان الحركة أيضًا آثار كارثية على حياة المرضى المهنية وعلاقاتهم ومشاركة المجتمع [5]. لذلك فإن الحلول لتحسين نوعية حياة المرضى ، وتخفيف الضغط على نظام الرعاية الصحية ومقدمي الرعاية ، وتعزيز الاستقلال الوظيفي وإعادة الإدماج المهني / المجتمعي ، تكتسي أهمية بالغة. ستزداد هذه الاحتياجات فقط [9] ، حيث يتحول العبء العالمي للمرض من الأمراض المعدية إلى الأشخاص الذين يعيشون مع عواقب الأمراض المزمنة والصدمات الجسدية [10].

يعد تحسين وظيفة الأطراف السفلية ، وإن أمكن ، استعادة القدرة على المشي من الأولويات المهمة للأفراد الذين فقدوا الوظيفة الحركية وعادة ما يكونون محور علاجات إعادة التأهيل [6 ، 7]. تزيد الأجهزة المساعدة مثل المشايات ، وتقويم المشية الترددي ، والكراسي المتحركة من قدرة الأفراد على الحركة ويمكن أن تساعد في إعادة تأهيل العضلات والمعالجة العصبية ، ولكنها لا تسمح بالضرورة للأفراد بالوصول إلى مجموعة كاملة من الأنشطة اليومية أو تدريب الأفراد بشكل كافٍ لاستعادة المحرك المفقود المهارات [11]. تعني القيود في الحركة أن التمشي الأساسي مثل الوقوف المتوازن أو اتخاذ خطوات قليلة يمكن أن يسبب التعب ، حتى مع الدعم البدني من أخصائي العلاج الطبيعي أو المساعدة على المشي [2]. بالإضافة إلى ذلك ، غالبًا ما تتطلب طرق إعادة التأهيل التقليدية دعم وزن الجسم للمريض ، وهو أمر مرهق جسديًا لأخصائيي العلاج الطبيعي [12 ، 13] وقد يسبب ألمًا أو إصابة مرتبطة بالعمل [14].

في السنوات الأخيرة ، ظهرت الهياكل الخارجية الروبوتية كخيار لإعادة تأهيل المشي يمكن أن يخفف من بعض المتطلبات البدنية لإعادة تأهيل الأطراف السفلية. يوجد حاليًا العديد من الهياكل الخارجية المختلفة لإعادة التأهيل المتاحة من شركات مختلفة [15]. على الرغم من عدم تطابقها ، إلا أن تصميمها العام يتكون من هيكل خارجي آلي مُركب فوق وحول الأطراف السفلية الضعيفة أو المشلولة للمساعدة في الوقوف والمشي وأنشطة الحياة اليومية الأخرى [6]. يتم التحكم في الهياكل الخارجية إما من قبل أخصائي العلاج الطبيعي أو من يرتديها باستخدام لوحة تحكم أو مشغل أو يُطلب من مرتديها بحركات ساقه أو الجزء العلوي من الجسم ، مثل الانحناء إلى الأمام.

يتمتع التنقل بمساعدة الهيكل الخارجي بالعديد من المزايا مقارنة بالتدريب التقليدي على المشي وإعادة التأهيل ، بما في ذلك معدلات الإرهاق المنخفضة للمرضى وأخصائيي العلاج الطبيعي [12] ، وتحسين حركة المشي [16] ، وخيارات التضاريس والموقع الموسعة للتدريب [6]. تدعم معظم الهياكل الخارجية ، وليس كلها ، وزن جسم من يرتديها بشكل كامل ، مما يسمح للمرضى بالمشي بشكل مستقيم تمامًا باستخدام ميكانيكا الجسم المناسبة ، والتي من المحتمل أن تقوي العضلات والمهارات الحركية العصبية التي لن يتم إشراكها بطريقة أخرى [11 ، 17]. بالمقارنة مع التدريب التقليدي على المشي ، فقد ثبت أن الهياكل الخارجية الروبوتية (مثل Ekso) تزيد بشكل كبير من حجم العمل الذي يمكن أن تقوم به الأطراف السفلية المنخفضة أو غير العاملة ، مما يمثل ثورة في إعادة التأهيل [18].

يتم استخدام Ekso من قبل العديد من عيادات إعادة التأهيل في جميع أنحاء العالم وقد تم تقييمه في الدراسات التي نظرت في الميكانيكا الحيوية وسلامة المرضى [8 ، 11]. أظهرت الأبحاث العديد من الفوائد الجسدية للمرضى الذين يستخدمون جهاز Ekso بما في ذلك توازن أفضل ، وتقليل التشنج ، وتقوية العضلات الأساسية ، وتحسين الصحة العقلية ، وتحسين السيطرة على الأمعاء ، وتحسين المشي [15 ، 19-23]. Kolakowsky-Hayner et al. [7] أظهر أن جهاز Ekso آمن للاستخدام مع مرضى إصابات النخاع الشوكي ولا يسبب ألمًا أو كسورًا أو تورمًا أو تدهورًا في الجلد. Høyer et al. [23] وجد أن 8-9 جلسات تدريب على المشي باستخدام Ekso أدت إلى زيادات كبيرة في وقت المشي وعدد الخطوات وتحسين القوة والتحكم في الوضع للمرضى المصابين بالشلل النصفي بعد السكتة الدماغية (انظر أيضًا [24]). أبلغ المرضى أيضًا عن رضاهم الشديد عن جلسات Ekso [11]. كوزلوفسكي وآخرون. [25] وجد أن مسار التعلم يتنوع بناءً على خصائص المريض ومعظمه يحتاج إلى بعض المساعدة لاستخدام الجهاز. لاحظ المؤلفون أيضًا أن بعض المرضى أبلغوا عن حركات أمعاء أكثر انتظامًا ، وتحسنًا في التوازن والوضعية أثناء الجلوس ، ونومًا أفضل ، وقلل من الألم والتشنج ، وأن جميع المرضى أرادوا الاستمرار في المشي في Ekso بانتظام. وجد برينر [20] أن التأثيرات النفسية والاجتماعية لاستخدام Ekso لإعادة تأهيل قدامى المحاربين في دنفر ، كولورادو ، تشمل تحسن المزاج ، وانخفاض مستويات التوتر ، وزيادة الرضا عن النفس. كما ثبت أن استخدام Ekso يحسن الأداء البدني خارج جلسات العلاج ، بما في ذلك زيادة الوقت الذي يقضيه في المشي ، والتحكم بشكل أكبر في الموقف ، وتحويل الوزن ، والحركة وتقليل استخدام الوسائل غير العلاجية مثل عصى المشي [23]. بشكل عام ، تشير النتائج الأولية إلى أن هناك آثارًا فسيولوجية ونفسية اجتماعية مهمة لاستخدام Ekso للتدريب على المشي وإعادة التأهيل التي تحتاج إلى مزيد من الاستكشاف.

كما هو موصوف ، ركزت غالبية الدراسات التي أجريت على الهياكل الخارجية الروبوتية في العلاج الطبيعي حتى الآن على الميكانيكا الحيوية والسلامة والنتائج السريرية. درست القليل من الدراسات وجهات نظر المرضى ، وعدد أقل من تلك التي قامت بالتحقيق في وجهات نظر اختصاصي العلاج الطبيعي بشأن الهياكل الخارجية ، على الرغم من الدور المركزي والأساسي لأخصائيي العلاج الطبيعي في إعادة تأهيل المرضى الذين يعانون من ضعف في المشي. لا توجد دراسات منشورة ، على حد علمنا ، قد نظرت بوضوح في إعادة التأهيل باستخدام الهياكل الخارجية من وجهة نظر عملياتية. لم يتم استكشاف تأثير تدريب الهيكل الخارجي الروبوتي واستخدامه على حياة العمل وممارسة أخصائيي العلاج الطبيعي إلى حد كبير. في مراجعتنا للأدبيات ، وجدنا دراسة واحدة [7] أبلغت عن إجمالي متوسط ​​وقت إعداد Ekso للممارسين بما في ذلك إعداد الجهاز ، ونقل المشاركين ، وارتداء الملابس ، والخلع (18.13 دقيقة). ومع ذلك ، لم تستكشف الدراسة التجربة أو الآثار المترتبة على ممارسة المعالجين الفيزيائيين باستخدام Ekso. درست الدراسة الحالية كيف ينظر أخصائيو العلاج الطبيعي في مركز إعادة التأهيل في شرق كندا إلى عملهم مع التدريب الإسعافي فوق الأرض باستخدام الهيكل الخارجي Ekso GT بالإضافة إلى تصوراتهم عن تأثير استخدامه على مرضاهم.

2. الطرق

2.1. تصميم الدراسة

نظرًا لحداثة هذا البحث وقلة عدد المعالجين الفيزيائيين الذين يستخدمون Ekso ، تم استخدام تصميم بحث نوعي استكشافي باستخدام منهجية تحليل موضوعي بنائي [26] ، مما سمح لنا باكتساب فهم ثري لتجارب المشاركين ، باستخدام كلمات ووجهات نظر خاصة.

2.2. ضبط

أجريت الدراسة في مركز لإعادة التأهيل العصبي في شرق كندا. يحتوي هذا المرفق على برامج إكلينيكية وبحثية للمرضى الداخليين والخارجيين للبالغين والأطفال المصابين بأمراض عصبية.

2.3 مشاركون

تمت دعوة ثلاثة من المعالجين الفيزيائيين المتفرغين الذين عملوا مع المرضى البالغين (18 سنة وما فوق) في وحدات المرضى الداخليين والخارجيين في المركز ووافقوا على المشاركة في الدراسة البحثية. خضع جميع المشاركين لتدريب المستوى 1 والمستوى 2 مع Ekso في ربيع وصيف 2017 واستخدموه مع المرضى كجزء من أبحاثهم القائمة على الممارسة. كان هؤلاء المعالجون الفيزيائيون الوحيدون الذين استخدموا Ekso في هذا المرفق مما حد من عدد المشاركين المحتملين في الدراسة.

2.4 وصف التكنولوجيا

في هذه الدراسة ، كان المشاركون يستخدمون Ekso GT ، وهو هيكل خارجي آلي من صنع Ekso Bionics وتم اعتماده للاستخدام مع الأفراد المصابين بإصابات النخاع الشوكي وشلل نصفي بسبب السكتة الدماغية [27]. جهاز Ekso عبارة عن بدلة تعمل بالبطارية مصنوعة من ألياف الكربون وتستخدم نظام طاقة هيدروليكيًا [11 ، 28]. يتم تثبيته بالفرد عند جذعه بواسطة حقيبة ظهر ، عند الفخذ والساق والقدم من كل ساق ، ويحتوي على محركات في الوركين والركبتين لتمكين المستخدم من الوقوف والقفز فوق الأرض بحمل الوزن والمشي [11 ، 28]. يتم تضمين المستشعرات في الأقواس التي تلائم جسم المستخدم ، والتي تستجيب للإخراج العضلي من المستخدم [11]. إنه أسرع هيكل خارجي متوفر حاليًا بسرعة قصوى تبلغ 0.89 م / ث [11]. يعمل Ekso في عدد من الأوضاع اعتمادًا على مستوى المساعدة المطلوبة للمريض وأيضًا تدريب الحركات الانتقالية مثل الجلوس إلى الوقوف والوقوف إلى الجلوس [12].

2.5 تجميع البيانات وتحليلها

تم الحصول على موافقة أخلاقيات البحث للدراسة من الهيئة الصحية الإقليمية لمركز إعادة التأهيل العصبي وجامعة الباحثين. تمت دعوة أخصائيي العلاج الطبيعي الثلاثة الذين تم تدريبهم وعملوا مع Ekso في المرفق شخصيًا من قبل الباحث الرئيسي للمشاركة في مقابلة فردية في وقت يتفق عليه الطرفان. قبل البدء في كل مقابلة ، تم إعطاء المشاركين خطابًا يحتوي على معلومات حول الدراسة وموافقة كتابية على المشاركة. تم تسجيل جميع المقابلات بجهاز تسجيل صوتي رقمي وتم تدوينها حرفيًا. ثم تم تحليل النصوص للمواضيع الهامة.

قام باحثان بشكل مستقل بتعيين رموز لنصوص النصوص ثم التقيا لمناقشة التداخل والاختلاف وتنظيم الرموز في موضوعات شاملة. ركز التحليل في البداية على فهم البيانات ، متبوعًا بتعيين الرموز وتطوير موضوعات شاملة. تم استخدام الرموز المبنية بشكل استقرائي لتصنيف البيانات التي تشارك أفكارًا متشابهة بما في ذلك موضوعات المناقشة ردًا على الأسئلة ومجالات الاتفاق والخلاف بين المشاركين. أثناء المناقشة ، تم تعيين الرموز التي لا تتناسب مع أي مواضيع أكبر (أي لم تكن مرتبطة بأي رموز أخرى) إما لموضوعها الخاص أو تم التخلص منها اعتمادًا على ما إذا كان الباحثون قد حددوها كجزء لا يتجزأ من تجارب المعالجين الفيزيائيين. حيث اختلف الباحثون ، تمت مناقشة الرموز حتى تم التوصل إلى توافق في الآراء. قام الباحثون بعد ذلك بمراجعة النصوص بشكل مستقل مرة أخرى وتحققوا من الموضوعات لتحديد مدى ملاءمة كلمات المشاركين للمواضيع. التقى الباحثون مرة أخرى لمناقشة الموضوعات واستخلاص الأدلة لكل موضوع (على سبيل المثال ، الاقتباسات والمعاني الكامنة والتأكيد من الأدبيات). إذا أكدت الموضوعات أدلة من الأدبيات ، فقد قام الباحثون بتأطير مناقشتهم للمواضيع من حيث المصطلحات المستخدمة من قبل الباحثين الذين سبق لهم التعرف على الظواهر.

3. النتائج

ظهرت ستة موضوعات من البيانات: تطوير القدرات التنظيمية والاستخدام الأخلاقي للمزايا التكنولوجية لتحديات المعدات من عبء العمل المعرفي للمعدات والبيئة التكنولوجية.

3.1. تطوير القدرات التنظيمية

برزت عملية تطوير قدرة تنظيمية أكبر من خلال العمل مع Ekso كموضوع مهم. تحدث جميع المستجيبين الثلاثة عن كيفية تعزيز Ekso لممارستهم ، وزيادة ما يمكن القيام به في سياق علاج إعادة التأهيل العصبي. تشمل هذه المكاسب الخبرة المتخصصة في تقنية إعادة التأهيل المتطورة وقطعة من التكنولوجيا ، وقدرة بدنية أكبر للمعالجين على العمل مع العملاء (عدد أقل من المعالجين الفيزيائيين مطلوب ، خاصة مع المرضى الداخليين ، وقدرة أكبر على دعم المرضى جسديًا) ، وزيادة في ما يمكن للمرضى أن ينجزوا في جلساتهم.

أشارت النتائج أيضًا إلى أن Ekso يعزز ممارسة العلاج الطبيعي لإعادة التأهيل بعدة طرق. أولاً ، إن الحاجة إلى فريق من اثنين أو أكثر من أخصائيي العلاج الطبيعي ومساعدي العلاج الطبيعي يبني الشعور بالعمل الجماعي. على سبيل المثال ، لاحظ أحد المشاركين ذلك

[خلال] الجلسة الأولى ، ما زلنا نتمسك دائمًا بعمل ثلاثة منا من خلالها معًا لمجرد الحصول على منظور آخر ... شخص آخر لمناقشة الأمور معه.

يوفر هذا الفرصة لتطوير البروتوكولات بشكل تعاوني ومناقشة مدى ملاءمة Ekso لكل مريض وكذلك بناء الخبرة باستمرار في استخدام الجهاز. وأكد نفس المشارك أيضًا أن الممارسة والتكرار مهمان لتطوير خبراتهم والحفاظ عليها:

هذا شيء جيد حول ... عدم تدريب الكثير منا ، لقد انجذبت كثيرًا للقيام بذلك وهو التكرار ، ما أحتاجه للحفاظ على مهاراتي.

ثانيًا ، زاد Ekso من قدرة العمل البدني للمرضى وأخصائيي العلاج الطبيعي على حد سواء. لاحظ جميع المستجيبين الثلاثة أن Ekso يسمح للمرضى بالمشي لمسافة أطول من التدريب التقليدي فوق الأرض لأن كل من أخصائي العلاج الطبيعي والمريض لا يصابان بالإرهاق بالسرعة. على سبيل المثال ، لاحظ أحد المشاركين ذلك

يعد التكرار والممارسة الجماعية من أكبر الأشياء التي يمكننا القيام بها إذا كان لديك شخص ما يعاني من ضعف الأداء وبدأ للتو في الوقوف على أقدامه ، حيث إنه يتطلب الكثير من العمل للقيام بهذا التدريب على المشي معهم. نحن نتعب ، إنهم يتعبون ، وبعد ذلك قد تحصل على عشر خطوات في الجلسة ، لذلك ما نستمتع به حقًا مع Ekso هو أنه مع نفس العميل يمكنني وضعه في [Ekso] ويمكنني القيام بـ 400 خطوة ، لذلك هذا ضخمة ، لتخطيط المحرك والتكرار.

أشار نفس المشارك أيضًا إلى أن Ekso آمن للمرضى ، مما يسمح لهم بأخذ فترات راحة أثناء وجودهم في الجهاز دون الحاجة إلى إيقاف جلسة التدريب على المشي بأكملها.

بشكل عام ، تم الاعتراف بالاستثمار الكبير للوقت والموارد اللازمة لاستخدام Ekso واعتبر أنه مفيد بالنظر إلى عائد الاستثمار لمرضاهم وأنفسهم ولمؤسستهم.

3.2 الاستخدام الأخلاقي للتكنولوجيا

موضوع آخر برز من بيانات المقابلة هو أهمية الاستخدام الأخلاقي لتكنولوجيا Ekso. Participants reported that the Ekso has stimulated conversations centred on developing an ethical practice and managing the expectations of patients who would be using it. The physiotherapists conceptualized using the Ekso in their practice is a privilege, and they felt a strong sense of accountability regarding its use. This sense of privilege stems not only from the cost of the equipment but also from the major advance the Ekso represents for patient outcomes, the awareness that it is not available at most clinics and to most patients, and the opportunities that the physiotherapists have to be engaged in cutting-edge clinical research. The participants all indicated that developing ethically sound practices around the Ekso is built into their use of the technology and their practice as physiotherapists. Accountability includes giving students the opportunity to work with the Ekso, managing the patient-Ekso relationship to ensure appropriate use and expectations, and working out general guidelines for what constitutes appropriate patient goals for using the technology.

The Ekso was purchased for both research and eventual integration in rehabilitation practice, so the participants felt that they need to be cognizant of multiple goals and considerations when they recommend the Ekso to a patient. The participants each talked about managing patient expectations. One participant remarked that

people hear that we have it and they see it and … obviously people want to try it ‘cause it’s technology and it’s cool.

However, the participants felt that the use of the Ekso needed to be justified. Justifications for use were based on criteria developed collaboratively by the physiotherapists drawing on their expertise and experience and were continuously being updated and revisited in group discussions. These conversations appear to be an important source of peer support for using the Ekso as they provide guidelines, flexibility, and collegial feedback.

Our results suggest that the time it takes to develop this sense of ethics and code of accountability is substantial and involves significant collaboration with colleagues in an ongoing process. The sense of privilege seems to stem from the large degree of benefit that the respondents feel they and their patients receive from Ekso. Two respondents felt “fortunate” to have access to the Ekso, and one felt that their patients were very aware that the technology is not widely available and were “thankful.” This sense of gratitude to have access to the Ekso seems to be part of a larger feeling of accountability common to all three participants and a desire to give the best care possible to their patients.

3.3 Benefits of the Equipment

Respondents were all very clear that they felt the benefits of the Ekso were numerous and worth the investment of time and resources. Patients experienced the greatest benefits, which were severalfold. For example, patients could take many more steps with the Ekso than without, allowing much more opportunity to work on balance, gait, and core strengthening than would otherwise be possible. One participant felt that the Ekso gave patients the opportunity to concentrate on stepping instead of balance:

The Ekso gives them more balance so they’re not focusing so much on their balance. They can focus more on the gait aid … instead of having to put so much focus into where their feet are that they can’t even think about moving the walker ahead or moving the cane.

Patients also are able to remain upright longer before tiring and to rest in the Ekso suit safely. In addition to improving the quality and quantity of physical therapy, it was reported that some patients experienced physical gains in their activities of daily living as a result of using the Ekso.

The physiotherapists highlighted that there were psychological and emotional benefits for nonambulatory patients because Ekso allows them to walk upright this causes patients to look forward to their sessions. One participant spoke of a patient whose emotional wellbeing was improved by using the Ekso:

As soon as you would put him up in the Ekso his face would just light up. He would just be so happy.

The participant also noted that

[Patients are often] very proud at the end to see that they were able to do that 400 steps or whatever we did in that session it really plays a big key role in their emotions.

To a lesser extent, participants cited benefits to themselves. These included the ability to support patients using fewer people and the slower fatigue rate resulting from having to use less physical strength to support patients during gait training. This was especially true when working with inpatient clients. Another benefit was recognizing the possibility of doing research using the Ekso. All three participants acknowledged that the Ekso is more beneficial for some patients than for others it is particularly useful in cases where patients have recent injuries, whereas patients who have lived with immobility for longer periods are less likely to respond well. However, one participant felt that, even in the case of a patient who would never likely walk again, the Ekso strengthened core muscles not possible to work using a wheelchair, and the patient’s wheelchair tennis game improved significantly as a result.

3.4. Challenges of the Equipment

Respondents overwhelmingly cited the investment of time required to learn to use the device as the largest challenge of using the Ekso. One participant emphasized that the Ekso is “therapist-intensive, in terms of the training and the knowledge you have to have.” The training and certification to use the Ekso is more in-depth than other kinds of technology, and learning to use it continues after the training is over. While one respondent viewed the Ekso as “just another tool,” there is no doubt that managing the many dimensions of using the technology (skill acquisition and maintenance, management of patient expectations, physical demands, and assessment of patient needs) contributes to the cognitive workload of the physiotherapists using it.

Moreover, the Ekso requires a large block of time for a single session (60 min) and a larger block for the initial assessment (90–120 min), so time constraints on patients’ schedules sometimes cause difficulties. The highly technical aspect of the Ekso means that physiotherapists must dedicate a large amount of time to properly fit and adjust the device to the patient during assessments and in each session, in addition to the large amount of time required to be properly trained in the use of the Ekso. One participant noted that

Initially we were all maybe a bit overwhelmed by the amount of information and how different it was from anything that we have used in the past.

The participant went on to note that

The biggest time consumption is during the assessment phase.

Another challenge is that it can cause anxiety in some patients because it is a different mode of movement than they are used to and requires the patient to give up some motor control. Additionally, a poorly fitted Ekso can cause discomfort, as can a larger degree of patient spasticity—as, for instance, can be triggered when a patient is feeling anxious about the equipment. This means that physiotherapists need to acquire the skills to properly fit the device to each patient and to constantly monitor to make sure the patient can handle being in the device during each session. Also, the Ekso does not fit everyone, so only certain patients can use the technology. This means that physiotherapists need to manage patient expectations around whether the Ekso is appropriate.

One important issue that emerged in the interviews is that the Ekso, and other technologies like it, cannot completely take the place of conventional therapies like stretching. Therapists must choose which strategy to pursue given the limited time they have with each patient. Because of this, they need to be clear about their rationale for using the Ekso as opposed to other therapies. All of the participants worked several patients using the Ekso but with many patients who did not use the Ekso, either because they did not fit the criteria or because other therapies were considered more appropriate. Our results suggest that developing criteria and protocols through discussion is the main way the participants deal with this issue.

3.5. Cognitive Workload

The participants each made reference to managing a complicated set of physical, ethical, and logistical factors in using the Ekso with patients. Although participants did not explicitly articulate any concept such as workload or burden, all three did describe an intimidating set of considerations in using it with patients. These include the requirement for Ekso-specific technical know-how, a concern with maintaining patient safety, the necessity of working within time constraints, a set of criteria for the appropriateness of the technology in a given situation, an ability to accurately measure the numerous measurements required for proper fit, a need to check and recheck that all is operating as it should, and an understanding of patient needs, all in addition to traditional PT knowledge, skill, and mental workload. They described the training sessions and the subsequent therapy sessions as an unspecified workload of “a lot,” “a lot of information,” “tiring,” or “challenging,” indicating that a great deal of multifaceted mental work was put into functioning as an Ekso expert and physiotherapist. As mentioned earlier, one participant also felt that learning to use the Ekso was “overwhelming,” and all three participants felt that maintaining the skills required for using the Ekso needs to be constantly maintained or they would have to reread the manuals. The requirement for skill maintenance and the physiotherapists’ feeling that they are always learning about the Ekso suggests that operating the Ekso with a client requires a high and sustained level of cognitive workload.

3.6. Technological Environment

The physiotherapists reported that they work within a technologically dense work environment into which the Ekso has been introduced. Ekso is somewhat like the other technologies in that it is a tool to be used in physiotherapy, but unlike other tools, it is more learning- and time-intensive. This technologically dense work environment is an important part of understanding the cognitive workload of physiotherapists. The Ekso was perceived as more or less intensive by physiotherapists depending on their technological skill, comfort level, and constellation of knowledge. One participant, comparing the skill levels of physiotherapists in using the Ekso, noted that some physiotherapists are more comfortable with controlling robotics, possibly due to their age and/or interests, such as playing video games. The fact that only some therapists have the opportunity to use and develop skills around technology appears to create two tiers of physiotherapy, and patients may seek out physiotherapy with technological options if it is available to them. This requires that physiotherapists manage patient expectations of the Ekso, which may not be appropriate for all patients.

4. Discussion

The results of our thematic analysis point to physiotherapists needing space and time to develop an ethical practice and clear protocols around using the Ekso. All three participants referred to discussions and collaboration that constitute a deliberate reflexive practice. Since using the Ekso is cognitively intensive and requires both formal training and practice-based learning, protocols can help lower the amount of mental workload required to use the device. The participants all referred to an ongoing effort to work out ethical considerations, sound but flexible criteria for using the Ekso, and strategies for managing patient expectations as part of an overall feeling of accountability. Our findings suggest that use of the Ekso requires significant time for physiotherapists to reflect on their practice and build discursive knowledge through collaboration and discussion. This requirement for organizational support (e.g., time for discussions) is consistent with the findings of Glegg et al. [29] who found that physiotherapists’ adoption of technology is dependent to some extent on the willingness of their organization to support them with additional resources including time for program development and troubleshooting.

The participants’ experiences confirmed many of the findings of other researchers about the benefits of the Ekso in gait training. In agreement with Androwis and Nolan [19] and others [6, 15], the participants noted improvements in gait, core strength, bowel control, balance, and mental health, and like Kolakowsky-Hayner [7], they found that the Ekso is safe. They also observed that the Ekso allows significantly more work to be done during a session, in agreement with much of the literature on robotic exoskeletons. The participants also cited benefits beyond biomechanical factors that have not been explored in the literature. The Ekso provides the participants with the opportunity to build teamwork and collaborative practices, to strengthen ethical practice, to introduce students to new technologies, and to provide extra motivation to patients with the “cool” factor [30]. The Ekso therefore appears to build capacity in organizations in ways that are harder to define yet nonetheless contribute to the strength of the practice.

The findings highlighted the importance of considering the technological environment and physiotherapists’ cognitive workloads when integrating the Ekso into an existing practice. Since exoskeletons are relatively new, many studies have focused on lab settings, smaller sample sizes, and limited outcome measures. Meta-analyses of these studies show that, though the technology is promising, insufficient data exists about the contexts in which exoskeletons achieve the best results [11]. The role physiotherapists play in the integration of technology and new practices is crucial, so providing physiotherapists with adequate training, time, and resources is likely a key factor in successful integration. Studies of physiotherapists’ workload have shown that this sector is vulnerable to work-related pain and injury, burnout, and workplace stress [14, 31, 32]. Physiotherapists usually operate within a technologically dense environment, so introducing new technology may not present the same difficulties for frontline workers as has been documented in other healthcare situations [33]. However, technology is often introduced into healthcare organizations without evaluating the impact on the healthcare workforce and patients holistically [33]. As a result, technology can ultimately act as a barrier between management and health practitioners [34], violate patients’ rights, or increase workplace stress and burnout (Selmanovic 2011). Additionally, physiotherapists are sometimes subjected to top-down management that does not take into consideration best practices and may result in workplace stress and burnout [32]. Studies of barriers to technology implementation often do not consider the needs of frontline workers in changing technological and operational environments, leading to negative outcomes, such as workers’ dislike for technology and disloyalty to an organization [33].

These organizational and human factors need to be considered in integrating the Ekso into an existing practice. Since the Ekso is cognitively intensive and requires significant investment during training and subsequently with patients, poor management of Ekso integration could result in poor patient outcomes and increased burden on physiotherapists. Rehabilitation practices are typically technology-rich work environments, requiring a high-level baseline of technological literacy and comfort from physiotherapists. Our findings highlighted the significant increase in technological know-how required of physiotherapists using the Ekso.

4.1 محددات

One limitation of our study is the small sample size. While the Ekso is being used at an increasing number of rehabilitation facilities worldwide, it is still a highly specialized and novel piece of technology that requires a significant investment. For this reason, there was only one Ekso and three physiotherapists trained to use it at our research site. In our experience, this is consistent with the number of devices and trained staff at other facilities. However, despite the small sample size, the findings of our pilot work demonstrate that physiotherapists’ experiences working with this technology are important to understand and consider when contemplating or planning its adoption into clinical rehabilitation practice. Future research using a multisite study design to increase the number of participants is recommended to increase the robustness of the findings and compare experiences across sites and internationally. We also feel that a cognitive task analysis of physiotherapists using the Ekso would uncover significantly more about the challenges and benefits of using the Ekso. Additionally, a study of the cognitive demands on patients using the Ekso would give further insights into successful integration into clinical practice.

5. الخلاصة

To our knowledge, this is the first study exploring the use of the Ekso from the perspective of physiotherapists. Our findings were consistent with past literature on exoskeletons concerning the benefits over conventional gait training such as the large increase in work that can be accomplished by a patient within a session, better balance and gait, improved bowel control, and improved mental health. Novel findings were that participants also discussed the collaborative aspect of using the Ekso and the space opened up for developing ethical practice and protocols, aspects that have not been explored in the literature on exoskeletons. The importance of group discussions and protocol development appears to lie in lowering the cognitive workload, such that PTs are able to follow protocols that have been collaboratively developed, seek feedback from colleagues, and revise protocols if they feel they have justification for doing so. Moreover, the findings suggest that organizational support and consideration of the technological environment and technology literacy are key factors to consider when adopting and integrating an exoskeleton into physiotherapists’ practice.

توافر البيانات

We do not currently have REB approval to share the interview transcripts with others outside of the research team.

Conflicts of Interest

We declare no conflict of interest in this research.

شكر وتقدير

This research was made possible by a CFI JELF grant (grant reference #35298) which provided the funding to purchase the Ekso GT.

مراجع

  1. L. K. King, T. Kendzerska, E. J. Waugh, and G. A. Hawker, “Impact of osteoarthritis on difficulty walking: a population-based study,” Arthritis Care & Research، المجلد. 70, no. 1, pp. 71–79, 2018. View at: Publisher Site | Google Scholar
  2. S. B. O’Sullivan and T. J. Schmitz, Improving Functional Outcomes in Physical Rehabilitation, F.A. Davis Company, Philadelphia, PA, 2nd edition, 2016.
  3. H. Lee, B. Lee, W. Kim, M. Gil, J. Han, and C. Han, “Human-robot cooperative control based on pHRI (Physical Human-Robot Interaction) of exoskeleton robot for a human upper extremity,” International Journal of Precision Engineering and Manufacturing، المجلد. 13, no. 6, pp. 985–992, 2012. View at: Publisher Site | Google Scholar
  4. S. L. James, A. Theadom, R. G. Ellenbogen et al., “Global, regional, and national burden of traumatic brain injury and spinal cord injury, 1990-2016: a systematic analysis for the Global Burden of Disease Study 2016,” The Lancet Neurology، المجلد. 18, no. 1, pp. 56–87, 2019. View at: Publisher Site | Google Scholar
  5. P. Langhorne, F. Coupar, and A. Pollock, “Motor recovery after stroke: a systematic review,” The Lancet Neurology، المجلد. 8, no. 8, pp. 741–754, 2009. View at: Publisher Site | Google Scholar
  6. L. E. Miller, A. K. Zimmermann, and W. G. Herbert, “Clinical effectiveness and safety of powered exoskeleton-assisted walking in patients with spinal cord injury: systematic review with meta-analysis,” Medical Devices: Evidence and Research، المجلد. 9, pp. 455–466, 2016. View at: Publisher Site | Google Scholar
  7. S. A. Kolakowsky-Hayner, J. Crew, S. Moran, and A. Shah, “Safety and feasibility of using the Ekso™ bionic exoskeleton to aid ambulation after spinal cord injury,” Journal of Spine، المجلد. 4, p. 003, 2013. View at: Google Scholar
  8. D. R. Louie, J. J. Eng, and T. Lam, “Gait speed using powered robotic exoskeletons after spinal cord injury: a systematic review and correlational study,” Journal of Neuroengineering and Rehabilitation، المجلد. 12, no. 1, p. 82, 2015. View at: Publisher Site | Google Scholar
  9. S. Rajsic, H. Gothe, H. H. Borba et al., “Economic burden of stroke: a systematic review on post-stroke care,” The European Journal of Health Economics، المجلد. 20, no. 1, pp. 107–134, 2019. View at: Publisher Site | Google Scholar
  10. H. H. Kyu, D. Abate, K. H. Abate et al., “Global, regional, and national disability-adjusted life-years (DALYs) for 359 diseases and injuries and healthy life expectancy (HALE) for 195 countries and territories, 1990-2017: a systematic analysis for the Global Burden of Disease Study 2017,” المشرط، المجلد. 392, no. 10159, pp. 1859–1922, 2018. View at: Publisher Site | Google Scholar
  11. V. Lajeunesse, C. Vincent, F. Routhier, E. Careau, and F. Michaud, “Exoskeletons’ design and usefulness evidence according to a systematic review of lower limb exoskeletons used for functional mobility by people with spinal cord injury,” Disability and Rehabilitation: Assistive technology، المجلد. 11, no. 7, pp. 535–547, 2016. View at: Publisher Site | Google Scholar
  12. G. Chen, C. K. Chan, Z. Guo, and H. Yu, “A review of lower extremity assistive robotic exoskeletons in rehabilitation therapy,” Critical Reviews in Biomedical Engineering، المجلد. 41, no. 4-5, pp. 343–363, 2013. View at: Publisher Site | Google Scholar
  13. S. Federici, F. Meloni, M. Bracalenti, and M. L. De Filippis, “The effectiveness of powered, active lower limb exoskeletons in neurorehabilitation: a systematic review,” NeuroRehabilitation، المجلد. 37, no. 3, pp. 321–340, 2015. View at: Publisher Site | Google Scholar
  14. M. A. Campo, S. Weiser, and K. L. Koenig, “Job strain in physical therapists,” Physical Therapy، المجلد. 89 ، لا. 9, pp. 946–956, 2009. View at: Publisher Site | Google Scholar
  15. L. J. Holanda, P. M. Silva, T. C. Amorim, M. O. Lacerda, C. R. Simão, and E. Morya, “Robotic assisted gait as a tool for rehabilitation of individuals with spinal cord injury: a systematic review,” Journal of Neuroengineering and Rehabilitation، المجلد. 14 ، لا. 1, p. 126, 2017. View at: Publisher Site | Google Scholar
  16. K. J. Nolan, K. K. Karunakaran, N. Ehrenberg, and A. G. Kesten, “Robotic exoskeleton gait training for inpatient rehabilitation in a young adult with traumatic brain injury,” in 2018 40th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society (EMBC), 17–21 July 2018, Honolulu, HI, pp. 2809–2812, IEEE Engineering in Medicine and Biology Society, New York, NY, 2018. View at: Google Scholar
  17. R. Bogue, “Exoskeletons and robotic prosthetics: a review of recent developments,” Industrial Robot، المجلد. 36, no. 5, pp. 421–427, 2009. View at: Publisher Site | Google Scholar
  18. B. M. Fleerkotte, B. Koopman, J. H. Buurke, E. H. van Asseldonk, H. van der Kooij, and J. S. Rietman, “The effect of impedance-controlled robotic gait training on walking ability and quality in individuals with chronic incomplete spinal cord injury: an explorative study,” Journal of Neuroengineering and Rehabilitation، المجلد. 11, no. 1, p. 26, 2014. View at: Publisher Site | Google Scholar
  19. G. J. Androwis and K. J. Nolan, “Evaluation of a robotic exoskeleton for gait training in acute stroke: a case study,” J. Onzález-Vargas, J. Ibáñez, J. Contreras-Vidal, H. Kooij, and J. Pons, Eds., pp. 9–13, Springer International Publishing. View at: Google Scholar
  20. L. Brenner, “Exploring the psychosocial impact of Ekso bionics technology,” Archives of Physical Medicine and Rehabilitation، المجلد. 97, no. 10, article e113, 2016. View at: Publisher Site | Google Scholar
  21. C. Krzysztof, The influence of EKSO GT exoskeleton-based rehabilitation on step length and gait line length in patients with cerebral palsy, February 2016, https://www.researchgate.net/profile/Krzysztof_Cygon/publication/299509883_The_influence_of_EKSO_GT_exoskeleton-based_rehabilitation_on_step_length_and_gait_line_length_in_patients_with_Cerebral_Palsy/links/56fcc2ec08ae1b40b8064b2a/The-influence-of-EKSO-GT-exoskeleton-based-rehabilitation-on-step-length-and-gait-line-length-in-patients-with-Cerebral-Palsy.pdf.
  22. A. S. Gorgey, R. Wade, R. Sumrell, L. Villadelgado, R. E. Khalil, and T. Lavis, “Exoskeleton training may improve level of physical activity after spinal cord injury: a case series,” Topics in Spinal Cord Injury Rehabilitation، المجلد. 23, no. 3, pp. 245–255, 2017. View at: Publisher Site | Google Scholar
  23. E. Høyer, G. S. Ingebretsen, S. L. Hansen, T. Glott, and A. Opheim, “Can Ekso™ be a safe and feasible training device for walking training in patients with hemiplegia after stroke?” Annals of Physical and Rehabilitation Medicine، المجلد. 57, article e27, 2014. View at: Publisher Site | Google Scholar
  24. R. S. Calabrò, A. Naro, M. Russo et al., “Shaping neuroplasticity by using powered exoskeletons in patients with stroke: a randomized clinical trial,” Journal of Neuroengineering and Rehabilitation، المجلد. 15, no. 1, p. 35, 2018. View at: Publisher Site | Google Scholar
  25. A. Kozlowski, T. Bryce, and M. Dijkers, “Time and effort required by persons with spinal cord injury to learn to use a powered exoskeleton for assisted walking,” Topics in Spinal Cord Injury Rehabilitation، المجلد. 21, no. 2, pp. 110–121, 2015. View at: Publisher Site | Google Scholar
  26. V. Braun and V. Clarke, “Using thematic analysis in psychology,” Qualitative Research in Psychology، المجلد. 3, no. 2, pp. 77–101, 2006. View at: Publisher Site | Google Scholar
  27. United States Department of Health and Human Services: Food and Drug Administration, Pre-market approval letter, Silver Springs, MD, 2016.
  28. P. Gad, Y. Gerasimenko, S. Zdunowski et al., “Weight bearing over-ground stepping in an exoskeleton with non-invasive spinal cord neuromodulation after motor complete paraplegia,” الحدود في علم الأعصاب، المجلد. 11 ، ص. 333, 2017. View at: Publisher Site | Google Scholar
  29. S. M. Glegg, L. Holsti, S. Stanton et al., “Evaluating change in virtual reality adoption for brain injury rehabilitation following knowledge translation,” Disability and Rehabilitation: Assistive Technology، المجلد. 12, no. 3, pp. 217–226, 2017. View at: Publisher Site | Google Scholar
  30. K. J. Kim, D.-H. Shin, and E. Park, “Can coolness predict technology adoption? Effects of perceived coolness on user acceptance of smartphones with curved screens,” Cyberpsychology, Behavior and Social Networking، المجلد. 18, no. 9, pp. 528–533, 2015. View at: Publisher Site | Google Scholar
  31. R. Blau, S. Bolus, T. Carolan et al., “The experience of providing physical therapy in a changing health care environment,” Physical Therapy، المجلد. 82, no. 7, pp. 648–657, 2002. View at: Publisher Site | Google Scholar
  32. U. Pustułka-Piwnik, Z. J. Ryn, Ł. Krzywoszański, and J. Stożek, “Burnout syndrome in physical therapists-demographic and organizational factors,” Medycyna Pracy، المجلد. 65, no. 4, pp. 453–462, 2014. View at: Publisher Site | Google Scholar
  33. S. Timmons, “Nurses resisting information technology,” Nursing Inquiry، المجلد. 10, no. 4, pp. 257–269, 2003. View at: Publisher Site | Google Scholar
  34. A. Bhattacherjee and N. Hikmet, “Physicians’ resistance toward healthcare information technology: a theoretical model and empirical test,” European Journal of Information Systems، المجلد. 16, no. 6, pp. 725–737, 2007. View at: Publisher Site | Google Scholar

Copyright

Copyright © 2020 Emily Read et al. This is an open access article distributed under the Creative Commons Attribution License, which permits unrestricted use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited.


شاهد الفيديو: Exoskelet - iførelses- og justeringsguide (يوليو 2022).


تعليقات:

  1. Gouveniail

    خيار مثالي

  2. Valen

    إنه لأمر مؤسف أنني لا أستطيع التحدث الآن - ليس هناك وقت فراغ. سيتم إطلاق سراحي - سأعبر بالتأكيد عن رأيي في هذه القضية.

  3. Ardolph

    يا له من فكرة مثيرة للاهتمام ..

  4. Yigol

    أعتذر أنني لا أستطيع مساعدتك. لكنني متأكد من أنك ستجد الحل الصحيح.

  5. Machum

    ما الكلمات ... عظمى ، فكر عظيم



اكتب رسالة