Kortikální a biomechanická dynamika nácviku robotiky kotníku při cévní mozkové příhodě (AbotMot)

Po získání informovaného souhlasu bude tato pilotní studie vyžadovat alespoň jedenáct návštěv u všech subjektů. První návštěva bude zahrnovat screening a testy způsobilosti, které trvají asi 3 hodiny a budou probíhat ve VAMC (Veteran's Administration Medical Center) na Geriatric Assessment Clinic (GAC). Druhá a třetí návštěva potrvá přibližně 3 hodiny v VAMC Human Motor Performance Laboratory a bude zahrnovat odběr neinvazivního EEG, povrchového EMG a EKG a procvičování pohybů kotníku pomocí kotníkového robota při hraní videoher. Kromě toho budou před a po tréninku kotníků hodnoceny míry chůze a rovnováhy. Následující 3 týdny se subjekty budou účastnit domácího monitorovaného (logového) programu chůze. Následujících sedm návštěv (tréninkový program) zahrnuje další procvičování pohybů kotníku pomocí kotníkového robota při hraní videoher, sběr dat o ovládání motoru, ale ne sběr jakýchkoli elektrofyziologických dat. Jedenáctá (konečná) návštěva je stejná jako návštěvy 2 a 3.

Návštěva 1: Screeningová hodnocení zahrnují kontrolu lékařských záznamů, lékařská a neurologická vyšetření k určení způsobilosti. Klinická hodnocení budou také zahrnovat Mini Mental State Exam (MMSE) a Centrum epidemiologických studií (CES-D). Klinické podezření nebo důkazy na těchto screeningových nástrojích demence, deprese nebo jiných kognitivních deficitů, které by mohly interferovat se studií, zabrání dalšímu hodnocení studie a urychlí odeslání na psychiatrii nebo jinému vhodnému zdravotnickému odborníkovi k dalšímu hodnocení. Automated Neuropsychological Assessment Metrics (ANAM) je také spravován jako komplexní neuropsychologický nástroj pro měření různých aspektů neuropsychologických procesů, které se týkají kognitivních funkcí a motorického učení. Kromě toho budou účastníci požádáni, aby ušli 3x 10 metrů přes podložku pro měření chůze svou preferovanou rychlostí v bezpečnostním postroji a v doprovodu (bez pomoci) zkušeného výzkumného asistenta. To pomůže určit závažnost jejich deficitu pro seskupování během analýzy dat. Nakonec je provedeno standardní neurologické vyšetření lékařsky pověřeným personálem.

Návštěva 2 & 3 & 11: Po zařazení do studie a lékařském screeningu budou subjekty testovány Anklebotem, zatímco se zaznamenává EEG, EMG a srdeční frekvence (EKG).

Nejprve budou subjekty opatřeny strečovým krytem z lycry, který obsahuje 64 zapuštěných EEG senzorů vyrobených z cínu. Kůže účastníka bude lehce obroušena nebo otřena koncem Q-tipu na každém místě senzoru, aby se odstranila mastnota a odumřelá epidermální tkáň, aby se vytvořila dobrá vodivost EEG signálu. Kůže se neporuší. Pomocí tupého aplikátoru připojeného ke stříkačce se pak otvorem v každém ze 64 záznamových senzorů aplikuje netoxický vodivý gel schválený FDA, aby se vytvořil kontinuální kontakt gelu mezi kůží v místech záznamu a odpovídajícími senzory. . Záznamové senzory budou také umístěny na kůži nad a pod levým okem, aby monitorovaly pohyby očí, a také na obou ušních boltcích, aby sloužily jako „nemozková“ referenční místa. Zemnící elektroda bude aplikována ve frontální oblasti. Oční kanál a referenční místa se lehce obrousí podložkou, potře se alkoholem a připraví se vodivým gelem, aby bylo umožněno kontinuální spojení mezi pokožkou hlavy a povrchem senzoru. Také povrchové EMG elektrody budou aplikovány na tibialis anterior, gastrocnemius a v případě potřeby na peroneální svaly paretické nohy. Svody pro záznam EKG budou aplikovány bilaterálně do míst bezprostředně pod klíčními kostmi.

Jakmile je nastavení dokončeno, budou subjekty požádány, aby ušly 10 m přes přístrojovou podložku pro chůzi, aby se zaznamenaly parametry chůze během 3 preferovaných a 3 nejrychlejších pokusů chůze. Subjekty budou požádány, aby opakovaly tyto úkoly chůze při provádění souběžného kognitivního úkolu sestávajícího z řešení a verbálního podávání odpovědí na jednoduché aritmetické problémy. Budou nosit pás pro chůzi a budou je pozorně sledovat výzkumní pracovníci při chůzi a dostávají opěrky v sedě podle potřeby, aby se zabránilo únavě. Druhý test bude měřit kontrolu rovnováhy záznamem 30sekundových pokusů posturálního kývání během klidného stání na silové desce. Tři stavy rovnováhy zahrnují oči otevřené, oči zavřené a oči otevřené při provádění souběžného kognitivního úkolu sestávajícího z řešení a verbálního podávání odpovědí na jednoduché aritmetické problémy. Opěrky k sezení budou zajištěny dle potřeby.

Po základním funkčním testování budou účastníci usazeni na židli a kotníkový robot bude připevněn k jejich paretické noze pomocí ortopedické kolenní ortézy a ortopedické boty. Vycpávky a polstrování budou aplikovány podle potřeby pro správné usazení a kolenní ortéza bude připevněna k židli kvůli stabilitě. Noha bude spočívat na polstrované podložce s kolenem pod úhlem 45 stupňů a chodidlem volně pohyblivým.

Jakmile je nastavení dokončeno, budou subjekty požádány, aby „hrály“ sérii videoher plantárním nebo dorzálním ohýbáním paretického kotníku, aby pohybovaly odpovídajícím kurzorem na obrazovce počítače, aby zasáhly pomalu se pohybující cíle. První hra trvá asi dvě minuty a hraje se bez pomoci robota, aby se vyhodnotila základní motorická kontrola a schopnosti subjektů. Následně 6 her v délce asi 4 minut poskytne různé úrovně robotické podpory, aby vedly nebo povzbudily subjekty, aby dokončily předepsané pohyby kotníku. Povaha a množství robotické podpory se bude v průběhu sezení lišit, aby se podpořilo krátkodobé motorické učení a kontrola paretického kotníku. Po dokončení série tréninku založeného na výkonu je relace dokončena opakováním dvouminutové hry bez asistence.“ Nakonec budou subjekty požádány, aby opakovaly testy posturálního houpání a chůze jako dříve.

Návštěvy 4-10: účastníci budou usazeni na židli a kotníkový robot jim bude připevněn k paretické noze pomocí ortopedické kolenní ortézy a ortopedické boty. Vycpávky a polstrování budou aplikovány podle potřeby pro správné usazení a kolenní ortéza bude připevněna k židli kvůli stabilitě. Noha bude spočívat na polstrované podložce s kolenem pod úhlem 45 stupňů a chodidlem volně pohyblivým.

Jakmile je nastavení dokončeno, budou subjekty požádány, aby „hrály“ sérii videoher plantárním nebo dorzálním ohýbáním paretického kotníku, aby pohybovaly odpovídajícím kurzorem na obrazovce počítače, aby zasáhly pomalu se pohybující cíle. První hra trvá asi dvě minuty a hraje se bez pomoci robota, aby se vyhodnotila základní motorická kontrola a schopnosti subjektů. Následně 6 her v délce asi 4 minut poskytne různé úrovně robotické podpory, aby vedly nebo povzbudily subjekty, aby dokončily předepsané pohyby kotníku. Povaha a množství robotické podpory se bude v průběhu sezení lišit, aby se podpořilo krátkodobé motorické učení a kontrola paretického kotníku. Po dokončení série tréninku založeného na výkonu je cvičení ukončeno opakováním dvouminutové hry bez pomoci. Během těchto tréninků nebudou získávána žádná elektrofyziologická data, pouze data řízení motoru získaná samotným Anklebotem.