Exoskeleton horní končetiny k zacílení nežádoucích kloubních synergií během opakovaného tréninku u pacientů, kteří přežili mrtvici

Cévní mozková příhoda způsobuje významnou dlouhodobou invaliditu a incidence cévní mozkové příhody v populaci veteránů je vysoká s přibližně 6 000 hospitalizacemi pro akutní ischemickou cévní mozkovou příhodu ročně v roce 2014. Rehabilitační programy, které zlepšují funkci horních končetin, mají potenciál ovlivnit aktivity veteránů v každodenním životě a zlepšit jejich povolání, rekreaci a celkovou kvalitu života. Repetitive task training (RTT) je aktivní procvičování motorické aktivity specifické pro daný úkol a je účinnější než jednoduché pohyby kloubů při zlepšování funkce horních končetin po léčbě. RTT však může být vyčerpávající jak pro lékaře, tak pro pacienta, protože vyžaduje, aby účastník dokončil mnoho opakování stejného úkolu a tato opakování může být obtížné provést vhodnou technikou. Předchozí výzkum ukázal, že k významnému ovlivnění zotavení pacienta je kritické zahájit RTT v akutním a subakutním stadiu, udržovat koordinaci zdravotních kloubů a udržovat pacienty v zapojení a výzvě. Roboticky zprostředkovaná RTT má potenciál usnadnit klinické poskytování osvědčených rehabilitačních programů veteránům v nouzi a nedávno byl vyvinut nový exoskelet, nazvaný Harmony, se schopností dodávat bimanuální 3D terapii paží. V současné době chybí nástroje pro poskytování RTT v raných fázích rekonvalescence při zachování koordinace kloubů během 3D pohybu paží a zajištění pomoci úměrné schopnostem pacienta. Proto je cílem tohoto projektu vyvinout nové ovladače, které využívají slibný neurologický základ pro trénink k usnadnění nácviku opakujících se úkolů a zároveň zajišťují správné pohybové vzorce u pacientů s akutním a subakutním stádiem mrtvice. Konkrétně, (1) regulátor vyhýbání se synergii (SA) bude aplikovat kloubní momenty, aby odtlačil pacienty od maladaptivní koordinace kloubů, přičemž bude interferovat s pohyby pouze tehdy, když subjekt zahájí takovou strategii maladaptivního pohybu. (2) Ovladač Task Assistance (TA) použije pomocné momenty kloubu, aby přímo pomohl pacientům s cévní mozkovou příhodou dosáhnout 3D RTT aktivit se správnou koordinací při vysoké intenzitě (opakování/relace). Cíl 1: vyvinout a určit proveditelnost regulátoru RTT. H1: Ovladače SA a TA jsou proveditelné, jak je patrné z (1) bezpečnosti pacienta a (2) schopnosti ovladačů TA a SA pohybovat klouby horní části těla po trajektoriích úkolů a pryč od synergické koordinace. Až pět osob, které přežily subakutní mozkovou příhodu, dokončí aktivity RTT s ovladači SA i TA. H1 bude považován za podporovaný, pokud aplikovaný točivý moment splňuje požadavky definované zákonem o kontrole a jsou splněna kritéria proveditelnosti pro ovladače TA a SA u dvou po sobě jdoucích pacientů. Cíl 2: určit proveditelnost kontrolorů a kvantifikovat změnu ve společné koordinaci během 3týdenní intervence. H2a: 3týdenní intervence je proveditelná s oběma ovladači, jak je vidět z (1) bezpečnosti pacienta a (2) schopnosti ovladačů TA a SA pohybovat klouby horní části těla směrem k požadovaným trajektoriím pro aktivity 3D RTT a zároveň se vyhnout synergickému efektu kompenzační koordinace. H2b: robotický systém bude přesně sledovat synergie kloubů u pacientů s akutní cévní mozkovou příhodou před a po 3týdenním zásahu a odhalí jakoukoli změnu v kompenzačních strategiích. Budou přijati dva pacienti, kteří přežili akutní mrtvici. Účastníci budou přiřazeni buď k TA nebo SA ovladači a budou provádět vysoké opakování úkolů jednou denně, přičemž budou mít na sobě exoskeleton Harmony po dobu tří týdnů. Společná kinematická a kinetická data budou zaznamenávána robotickým systémem ve všech relacích. Kinematická data budou také zaznamenávána ve vyhodnocovacích relacích před a po 3týdenním zásahu ve dvou modalitách: robot v režimu nulového točivého momentu a pomocí infračerveného systému sledování pohybu. Společné synergie budou hodnoceny u dvou pacientů s akutní mrtvicí před a po třítýdenní intervenci. Hypotézy budou považovány za podpořené, pokud existuje přijatelně nízká míra chyb mezi kinematickými měřeními robotického systému a systémem zachycování pohybu. Nové rehabilitační programy, které zlepšují funkční výkonnost horních končetin, mají potenciál ovlivnit ADL veteránů a zlepšit jejich povolání, rekreaci a celkovou kvalitu života. Nové rehabilitační programy, které zlepšují funkci horních končetin, mají potenciál ovlivnit ADL veteránů a zlepšit jejich povolání, rekreaci a celkovou kvalitu života.