Astronauter og sengeliggende patienter har meget til fælles
En tur i rummet har cirka samme effekt på kroppen, som et længere ophold i sengen. Muskler, knogler og kredsløb svækkes. Derfor samarbejder Danish Aerospace Company A/S, som producerer træningsudstyr til astronauter med robotforsker fra SDU, som udvikler genoptræningsudstyr.
I 2015 blev Andreas Mogensen den første dansker i rummet. Nu er der endnu en mulighed for en dansk astronaut. European Space Agency (ESA) søger nemlig fire nye astronauter. Én ting er i hvert fald sikkert. De nye astronauter kommer ikke bare til at svæve vægtløst rundt i rummet, der skal også trænes hårdt på træningsudstyr fra Danish Aerospace Company A/S i Odense.
– Man plejer at sammenligne det at tage i rummet med at lægge sig i sengen i et halvt år. Hvis du lægger dig i sengen i et halvt år, så vil du derefter ikke kunne stå på benene. Det kan astronauterne heller ikke, hvis de ikke træner, mens de er i rummet, pointerer direktør Thomas A. E. Andersen fra Danish Aerospace Company, som er verdens førende indenfor træningsudstyr til astronauter:
– Astronauter oplever typisk 10-20 procents reduktion af knoglemasse i rummet. Derfor skal astronauterne hjem til Jorden inden 14 dage, hvis motionsudstyret går i stykker.
”Man plejer at sammenligne det at tage i rummet med at lægge sig i sengen i et halvt år.
ESA har da også tidligere kørt forsøg med sengeliggende raske mennesker for at måle, hvordan det påvirker muskler, knogler og kredsløb.
– Danish Aerospace Company’s ekspertise er at skabe belastning, hvor der ingen belastning er. Men når vi træner meget syge patienter med næsten ingen muskelstyrke gælder det om at fjerne belastning, siger lektor Anders Stengaard Sørensen fra Mærsk Mc-Kinney Møller Instituttet, som på trods af tyngdekraftforskelle mellem sygesengen og rummet samarbejder med Danish Aerospace Company A/S.
Anders Stengaard Sørensen har i 10 år arbejdet med at integrere robotteknologi i genoptræningsudstyr til svage ældre, hvor robotteknologi aktivt hjælper patienter og supplerer fysioterapeuters arbejde.
– Genoptræning beror dybest set på en masse gentagelser af forskellige øvelser. Det er lige et arbejde for en robot, smiler Anders Stengaard Sørensen, som har opfundet genoptræningsrobotten RoboTrainer.
Leger med tyngdekraften
RoboTraineren fungerer ved, at et snoretræk er forbundet med en computer, som automatisk indstiller sig til at hjælpe patienter med meget lille muskelkraft. Robotten hjælper for eksempel med at løfte patientens arm, når patienten ikke selv har muskelstyrke til det. På den måde genvinder patienter efterhånden følingen og styrken i kroppen.
– Astronauterne har brug for belastning i rummet, hvor der ingen belastning er. Det modsatte har patienter i et genoptræningsforløb behov for. Når vi træner folk, der er syge, er der for meget tyngdekraft, så vi skal ind med algoritmer og tilpasse patientens oplevelse af tyngdekraften, forklarer Anders Stengaard Sørensen:
– Med RoboTraineren piller vi ved folks opfattelse af tyngdekraften. Populært kan man sige, at vi skaber en form for virtual reality for kroppen.
”Med RoboTraineren piller vi ved folks opfattelse af tyngdekraften. Vi skaber en form for virtual reality for kroppen.
Danish Aerospace Company opdagede Anders Stengaards arbejde med at inkorporere robotudstyr og ny teknologi til genoptræning og kan se fordelen ved det intelligente snoretræk, fordi det ikke fylder meget og vil være et godt supplement til en motionscykel, så astronauter får mulighed for præcis træning af enkelte muskelgrupper.
– Vi har med interesse fulgt Anders’ arbejde med at integrere ny teknologi i træningsudstyr. Vi suger al den inspiration til os, vi kan, så vi sikrer vores position som førende på markedet. Kernen i vores produkt er en motionscykel, som vi har suppleret, ligesom RoboTrainer, med brugen af en motor og elektronisk regulering, siger Thomas A. E. Andersen fra Danish Aerospace Company A/S:
Inspireres af den nyeste viden
– Vi er også utroligt glade for de studerende fra SDU, som kommer i praktik hos os. Ved hjælp af dem får vi mulighed for at forfølge ideer, vi ellers ikke ville have resurser til, og de inspirerer os med den nyeste viden og teknologi til virksomheden. Giver et fagligt spark gennem kritiske spørgsmål, som kan få os til at gøre tingene smartere.
Når ESA sender de næste astronauter op, står der med sikkerhed Danish Aerospace Company på det motionsudstyr, som vedkommende skal bruge til at motionere. Danish Aerospace Company har i dag kontrakt med både ESA og NASA om levering af rumcykler og helbredsovervågningsudstyr, men markedet vokser.
Stadigt flere rummissioner
– Hvis du havde spurgt mig for 10 år siden, så var der kun ESA og NASA, som potentielle kunder, men nu oplever vi et voksende marked, også indenfor den private rumfartsindustri. Der bliver flere og flere bemandede rumfartsmissioner.
ESA søger nye astronauter
- For første gang i 11 år er European Space Agency, ESA på udkig efter nye astronauter.
- Fra den 31. marts 2021 åbner ESA for ansøgninger.
- For at øge kønsdiversiteten opfordrer ESA kraftigt kvinder til at søge.
- Fra 31. marts til 28. maj 2021 vil man kunne indsende sin ansøgning til ESA. Derefter starter udvælgelsesprocessen, som forventes afsluttet i oktober 2022.
Kilde: ESA
Læs mere på blivastronaut.dk
- Indien planlægger landets første bemandede rumflyvning i 2022, mens Kina stiler efter en bemandet måneflyvning i år 2024, siger Thomas A. E. Andersen:
– Men der er også behov for genoptræning i andre ekstreme miljøer, for eksempel Antarktis eller i ubåde, hvor der er samme behov for komprimeret træningsudstyr, der ikke fylder for meget.
Men selvom der er mange analogier mellem at træne astronauter og genoptræne patienter, som har mistet muskelstyrke efter et længere ophold i sengen, så er det ikke et marked, som Danish Aerospace Company endnu har konkrete planer om at forfølge.
– Vi har ikke aktivt forfulgt det marked, men måske en dag, siger Thomas A. E. Andersen.Topbillede: Ritzau-Scanpix
Q&A: Sådan påvirkes kroppen af at være i rummet
Vi har spurgt postdoc i muskelfysiologi og biomekanik, Jakob Lindberg Nielsen fra Institut for Idræt og Biomekanik.
Hvordan påvirker det kroppen at være i rummet sammenlignet med at ligge længere tid i sengen?
Der sker nogle af de samme ting i kroppen, man taber muskel- og knoglemasse. Når du er i rummet eller ligger længere tid i sengen, udsættes muskel- og knoglevæv ikke for den samme mekaniske belastning, der forekommer, når musklerne modvirker tyngdekraften. Uden at vi lægger mærke til det, arbejder vores muskler konstant mod tyngdekraften, når vi står, går eller rejser os. Når vi ligger i sengen eller er i rummet udsættes kroppens muskler ikke for den samme mekaniske belastning, og derfor vil de gradvist henfalde. Det er også det man oplever, når man har haft gips på i længere tid. Når gipsen kommer af, har man typisk mistet en stor del af muskelmassen, fordi man ikke har haft mulighed for at aktivere og dermed belaste muskulaturen omkring det pågældende led.
Hvor stopper lighederne mellem astronauter og sengeliggende?
I forhold til nedbrydning af muskel-, knogle- og sene-væv er der store ligheder, men i forhold til blodomløbet er det lidt anderledes. På Jorden sørger tyngdekraften for, at vi normalt har en stor del af blodet i benene, men det ændrer sig under lav tyngdepåvirkning. Astronauter kan opleve at få mere blod end normalt til hjernen og fald i blodtryk. Det kan give akutte gener som hovedpine, svimmelhed og i yderste konsekvens besvimelse. Over tid tilpasser kroppen sig den reducerede tyngdepåvirkning, og de akutte symptomer forsvinder. Kroppen tilpasser sig ved at mængden af blod i kroppen reduceres, samtidig bliver hjertet mindre. Det samme ser man over tid hos sengeliggende patienter.
Hvor hurtigt mister man muskelmasse?
Det går relativt hurtigt. Nogle af mine kollegaer har i studier observeret et henfald af muskelmasse på op til 30 procent på 7-14 dage. Det går hurtigere hos unge og langsommere hos ældre. Knogle- og senevæv nedbrydes også, det går bare langsommere.
Mød forskeren
Anders Stengaard Sørensen er lektor ved SDU Sundhedsteknologi, Mærsk Mc-Kinney Møller Instituttet. Han står bag robottræningsudstyret RoboTrainer Light til genoptræning af svage patienter.
Mød forskeren
Jakob Lindberg Nielsen er postdoc i muskelfysiologi og biomekanik ved Institut for Idræt og Biomekanik. Har arbejdet sammen med Anders Stengaard Sørensen i udviklingen af robottræningsudstyr til patienter.