BRAVO-laboratoriet ved US Department of Veterans Affairs i hjertet av New York City gjør noen grep – og det er akkurat slik Cesar Jimenez, en 77 år gammel Vietnam-veteran og ivrig maratonløper som mistet høyre ben under kneet på grunn av en maskingeværskade.
Bosatt i North Plainfield, NJ, som ble født i Colombia og meldte seg frivillig som 18-åring for å bli med i tjenesten, er en aktiv håndsyklist og dyktig idrettsutøver, i stor grad takket være det fremste laboratoriet som har blitt gullstandarden innen protesepleie og forskning.
«Jeg fisker, jeg klatrer i fjell, jeg gjør alt,» sa den tidligere skiinstruktøren for de fysisk utfordrede som har taklet hver eneste kurveball som kastes. «Det er ikke et handikap – det er bare en utfordring.»
Omvisning på VISN2 BRAVO — Biomekanikkforskning for å fremme veteranresultater — Lab fremkaller sci-fi blandet med teknologi og post-militære mirakler, ettersom dets signatur 3D motion-capture-system analyserer alle vinkler av veteraners bevegelser for å bidra til å forbedre deres livskvalitet.
BRAVO, en del av VA New York Harbor Healthcare System, bygget fra bunnen av for omtrent 15 år siden, har blitt et eliteforsknings- og klinisk laboratorium.
Og Jimenez er et hemmelig våpen i Gait and Motion Analysis-laboratoriet som lar forskere studere bevegelsen hans for å hjelpe med å vurdere veteraneffektivitet og mobilitetsproblemer.
Laboratoriets syv-personers team – inkludert en forsker, biomedisinsk ingeniør, fysioterapeut, protesetekniker, klinisk koordinator og kinesiolog – fokuserer på høynivåforskning og klinisk pleie som hjelper veterinærer, mange med syn og tap av lemmer, skreddersy behandlinger, forstå funksjonshemmingsbiomekanikk og forbedre funksjonell mobilitet.
One-stop-butikken tilbyr tilgang til en rekke prosedyrer og rehabiliterende enheter samtidig som den produserer forskning på høyt nivå, hovedsakelig på biomekanikken ved tap av underekstremiteter for å evaluere hvordan folk beveger seg med forskjellige typer proteser og socket-teknologi for å fremme bildeteknikker.
3D-bevegelsesfangst registrerer bevegelsesmønstre for å animere, analysere og beskrive disse bevegelsene. Det er den samme teknologien som brukes i videospill og filmer, men i stedet for å lage animasjoner, ønsker laboratoriet å forstå biomekanikken i hvordan folk beveger seg.
Det skjer mens de går, gjennom golfanalyse, sykling, løping. Og «himmelen er grensen» for hva som kan analyseres, sa laboratoriets direktør, Jason Maikos, og la til at laboratoriet er et billedvev av de fineste elementene: de beste hodene, den ledende teknologien og de største hjertene.
«Dette er sannsynligvis det mest unike laboratoriet i VA i landet,» sa Maikos, og la merke til at i motsetning til landets andre gang- og bevegelseslaboratorier, er BRAVO både en klinisk og forskningstjeneste som ser noen av de mest komplekse tilfellene som finnes. «Så ikke bare er vi et eliteforskerteam, men vi gir denne virkelig spesialiserte, unike omsorgen for veteraner.»
Nøkkelteknologien gjør at teamet kan hjelpe til med å maksimere veterinærers effektivitet – hvordan de går og beveger seg – fordi, som Maikos uttrykker det, «det er en så viktig del av livet deres».
Med tverrfaglige, komplekse saker, understreket Maikos at teamet har «et veldig objektivt syn på hvordan kroppen deres beveger seg og hvilke måter vi kan forbedre den på, enten gjennom teknologi, gjennom fysisk rehabilitering eller en rekke forskjellige modaliteter.»
«Vår protesetjeneste gir sannsynligvis verdens beste behandling for tap av lemmer, uten tvil,» la han til; laboratoriet skiller seg ut med sin tilgang til den «nyeste og beste teknologien».
Siden teamet ikke er avhengig av Medicare, Medicaid eller privat forsikring, hvis en enhet vil være «medisinsk fordelaktig eller medisinsk nødvendig for noen, bekymrer vi oss ikke for hvordan det skal betales for eller hvem som kan foreskrive det.»
«Hvis vi føler at det kommer til å hjelpe den spesielle veteranen, er vi i stand til å gå gjennom de nødvendige medisinske trinnene for å sikre at de får den omsorgen,» sa Maikos stolt.
Forskning tyder på at det kan koste over en million dollar i løpet av en levetid med omsorg for noen med tap av underekstremiteter. Ikke slik med disse veterinærene. «De kommer aldri til å måtte betale noe, de har tjent det.»
Med rundt 1700 traumatiske amputasjoner etter 9/11, ser laboratoriet ingen mangel på kompliserte tilfeller.
En veteran er en dyktig golfspiller. Han er også amputert med to ben og for det meste blind fra aktiv tjeneste.
Aldri tell en veterinær ut. «Han er en utrolig golfspiller – det er en lidenskap, og han er veldig aktiv og motivert,» sa Maikos. 30-åringen hadde en golfkonsultasjon med laboratoriet. «Så han kan ikke bare spille med mindre smerte, ved å analysere golfsvingen hans kan han også forbedre den mekaniske svingen.»
Noe av den mest banebrytende forskningen har vært å se på underliggende beinbevegelse i protesesokler. Laboratoriet bruker dynamisk stereorøntgen, en spesiell teknikk som visualiserer, sporer og deretter modellerer selve beinbevegelsen i en protesesokkel.
Målet er å «hjelpe med å optimalisere protesepleie når det gjelder den faktiske tilpasningen og utviklingen av nye proteser,» ifølge John Chomack, en biomedisinsk ingeniør som driver en studie med nesten to dusin veteraner og sivile. «Vi håper å fortsette å bruke dette og utvikle teknologien slik at den kan bli en klinisk behandling i fremtiden, slik at du kan optimere protesetilpasningen.»
Pionerlaboratoriet har oppnådd 21 millioner dollar i finansiering gjennom årene – «fra føderale, industri og grunnleggende kilder,» sa Chomack – for forskjellige studier, hvorav de fleste ser på tap av nedre ekstremiteter.
Veteraner vil komme inn for en klinisk konsultasjon eller for en av mange pågående forskningsstudier, hvor teamet prøver å bedre forstå veterinærens gang og bevegelighet og hvilke asymmetrier som oppstår.
For de med en mobilitetsenhet som en tannregulering eller hjelpeteknologi, er målet å optimalisere den og analysere bevegelsen deres med og uten den.
«Kanskje et annet stykke teknologi vi føler kan hjelpe bedre gangarten eller mobiliteten deres,» sa Chomack, som har vært med VA i et tiår. «Det er delvis biomekanikk, men også subjektivt – vi vil sørge for at pasientene føler seg trygge, men også føler at de har den tilliten og evnen til å gjøre det de vil gjøre.»
Laboratoriet ser veterinærer fra 30-årene langt inn i 80-årene – som strekker seg over tjeneste i Vietnam og Korea til Irak og Afghanistan – med traumer eller en aktiv skade, som streber etter å forbedre hverdagen eller jakten på adaptiv sport eller søker løpevurderinger eller hjelp med balanse.
Mens noen veterinærer sier at de bare vil kunne gå med barnebarna, vil andre løpe maraton. De inkluderer en nasjonal mester i håndsykling og en profesjonell bryter som mistet et bein etter 9/11 under tjenesten og trengte et høyt spesialisert mikroprosessorkne som hjelper til med snublegjenoppretting.
Veterinærene streber etter et visst nivå av kroppslighet. «Universelt er det de alle ønsker å føle at de har uavhengighet. De har sin egen evne til å gjøre det de trenger, men også hva de vil gjøre,» sa Chomack.
Veterinærer kan ha muskel- og skjelettskader, som Parkinsons, men det er én fellesnevner: deres offer.
«Det er alltid en følelse av stolthet, og det viser seg i hvordan de bærer seg. De vil kanskje ikke snakke om nøyaktig hva som skjedde under tjenesten deres, men de har en utrolig stolthet over at de tjente, at de er en del av dette fellesskapet og at de er her, spesielt for forskning,» sa Chomack.
Han hører oftest: «Jeg hjelper deg med forskningen din, så denne forskningen kan hjelpe mine medbrødre.»
Maikos, laboratoriets første direktør, som sammen med Jonathan Glasberg og andre forvandlet plassen han arvet med en haug av gamle kraftplater for 15 år siden, forklarte platenes betydning.
Newtons tredje lov – for hver handling er det en reaksjon – betyr at hver gang noen tråkker på en tallerken, skyver den tilbake på personen. Teamet ser etter kreftene som går gjennom leddene, noe som lar dem forstå kreftene som produserer leddbevegelse.
Elleve motion-capture-kameraer samler 360-graders visninger av leddvinkler og mengden kraft folk bruker når de går rundt i laboratoriet, og fokuserer på de 78 infrarøde markørene festet til en veterinærs kropp fra topp til tå.
Teamet samler bevegelsen med kameraene med 120 bilder per sekund, «en enorm mengde data,» forklarte Maikos.
Det lar teamet analysere hva disse markørene, arrangert på spesifikke steder – som ledd, leddsentre og kroppssegmenter – gjør.
«Vi har et veldig omfattende syn på hva disse markørene gjør og hvordan leddene beveger seg,» la han til.
Siden røntgenstråler ikke lar deg se huden, lar de spesielle røntgentette markørene – små, synlige indikatorer som brukes i medisinsk bildebehandling – teamet se hva beinet gjør på røntgenstrålene og hvordan huden oppfører seg. Det hjelper å evaluere enhver form for hudbelastning når personen går i laboratoriet.
Og den største implikasjonen er på sockets design – og suspensjonsmetodene for hvordan sockets holdes på det gjenværende lemmen – og hvordan det vil påvirke huden, som kanskje ikke er bygget for lastbæring.
Når markørene er påført personen, blir de oversatt i et 3D-rom digitalt. Teamet kan deretter koble sammen prikkene og lage modellen for å analysere golfsvingen hans, en favorittsport blant veterinærer.
BRAVOs forskning bruker kommersielt tilgjengelig teknologi, slik at «mennesker og forskere utenfor VA og føderale omgivelser kan bruke disse funnene og bruke dem til deres pasientbehandling eller fremtidig forskning,» sa Chomack, en av de fremste ekspertene innen dynamisk stereo røntgenteknologi (DSX eller optisk bevegelsesfangst) som har jobbet med rundt syv forskjellige forskningsstudier i løpet av årene ved VA.
Den ene undersøker de biomekaniske forskjellene til de med nedsatt syn og blindhet og adaptive sporters effekter på dem.
En kommende studie av ankel-fot-proteser – ansett som en av de største i sitt slag – vil sannsynligvis bli publisert til våren.
Anvendelsen av noe av laboratoriets teknologi – for eksempel DSX – er ikke allment kjent eller brukt til proteseforskning og pasientbehandling, noe som skiller BRAVO fra de fleste andre forskningsgrupper og hjelper med klinisk implementering.
Og det har blitt en game-changer.
Forskningen sipper ned til privat sektor. For implantasjon piloterer VA generelt osseointegrasjonskirurgi for veteraner med transfemoral – over kneet – tap av lem, noe som bidrar til å gi lemtap omsorg for de som har osseointegrasjon.
3D-utskrift, relativt nytt i helsevesenet, er en signaturdel av laboratoriet – spesielt med dens enestående 3D-printer. For veterinærer uten armer lager skriveren munnstykker eller adaptere som ligner på videospillkontrollere. «Så hvis en veteran ikke har bruk av en arm, kan vi lage en 3D-printet del tilpasset hans kontrollere som lar ham kontrollere alt med én hånd,» sa forskningsingeniør David Herlihy.
William Alvarez, en 80 år gammel manhattanitt, er en ivrig maratonløper som er en del av Freedom Team for kampskadde veteraner og Purple Heart-mottakere.
«Jeg var ung og kjekk,» sa den vemodige militærveterinæren som er en dobbel amputert under kneet fra en boobytrap i Vietnam.
«Jeg havnet i en lavkonjunktur en stund, men ville ikke være en sofapotet lenger.» Han oppdaget adaptiv sport gjennom laboratoriet og rader i regattaer.
«De hjelper meg med holdning, selv med håndsykling, og det hjelper meg å bli mer effektiv med slaget. Jeg hadde spesialføtter laget for et fyldigere slag, og jeg var i stand til å bruke årene bedre fordi føttene ville bøye seg,» sa han, og la merke til at ankelen ville bøyes tilbake mer naturlig og kunne » delta fullt ut.»
Når det gjelder Jimenez, kan han bare delvis klandre BRAVO for å ha hjulpet ham å ha muligheten til komfortabelt å måke snø i vinter og delta i hans elskede Achilles Freedom Team for sårede veterinærer.
Fast bestemt på ikke å overgi seg til skaden som noen andre veterinærer han har sett forverres, fortsatte Jimenez med å klatre i fjell og bli skiinstruktør.
Bortsett fra trening for det kommende Boston Marathon, planlegger han allerede å delta i neste studie.
«Det er en enorm hjelp for de amputerte,» sa han og la til at han har brukt tid i laboratoriet på å teste forskjellige føtter for å maksimere balansen. «De gjør virkelig flott arbeid.»
