Dosahování v mrtvici

Účel:

U pacientů, kteří přežili mrtvici, může použití kompenzačních pohybů vést ke snížení rozsahu pohybu, bolesti a vzoru „naučeného nepoužívání“. Běžným kompenzačním pohybem přítomným při dosahování horní končetiny je posun trupu. Ačkoli byl tento pohyb identifikován jako důležitý, který je třeba omezit, bylo zvažováno jen málo strategií pro řešení tohoto problému. Stávající strategie vyžadují fyzické omezení osoby na opěradle židle, což je činí nežádoucími pro použití v terapii bez dozoru. V důsledku toho existuje současná potřeba alternativních metod, které podporují používání správných pohybových vzorů jak na klinice, tak v domácnosti. V tomto smyslu může technologie fungovat jako prostředek umožňující vytvářet nové způsoby snižování kompenzace kmenů. V literatuře však stále existuje mezera, protože kompenzace trupu byla zkoumána pouze jako sekundární téma v robotické a počítačově podporované rehabilitaci. Následně se v tomto projektu vyšetřovatelé zaměří na snížení kompenzace trupu pomocí robotických zařízení a komerčně dostupné technologie, aby bylo možné zaměřit se na kvalitu pohybů v terapii bez dozoru. Potenciální výsledky z tohoto projektu by mohly být později aplikovány a zobecněny na jiné způsoby kompenzace u pacientů s cévní mozkovou příhodou a jinými neurologicky postiženými populacemi.

Objektivní:

Naším cílem je demonstrovat, že zpětnovazební podněty lze použít ke snížení kompenzačních pohybů trupu v terapii bez dozoru.

Výzkumná otázka:

Dosáhne použití silových podnětů podobných výsledků ve srovnání s vizuální zpětnou vazbou ke snížení kompenzace trupu?

Zařízení:

• 1 Bezznačkový systém snímání pohybu Kinect (Microsoft, Inc.).
• 2 Asistenční robotická ramena Kinova Jaco. Tato zařízení se používají k pomoci postiženým lidem při každodenních úkolech. Ramena jsou navržena pro bezpečnou interakci (nízké síly) s uživatelem.
• 1 Stolní počítač a monitor poskytující vizuální zpětnou vazbu.

Metoda:

Vyšetřovatelé navrhnou podněty se zpětnou vazbou pomocí dvou robotických zařízení Kinova Jaco, která je doručí. Vyšetřovatelé pak budou zkoumat, zda by silové podněty mohly dosáhnout podobných nebo lepších výsledků ve srovnání s vizuální zpětnou vazbou (pomocí monitoru počítače k ​​poskytnutí zpětné vazby), aby se snížily kompenzační pohyby.

I když jsou robotická zařízení schopna vyvíjet silové podněty, tato zařízení může být obtížné implementovat v domácím prostředí kvůli jejich složitosti a ceně. Následně budou v tomto projektu vyšetřovatelé studovat využití komerčně dostupné technologie k poskytování zpětné vazby o kompenzačních pohybech uživatelů. Vyšetřovatelé budou porovnávat použití síly a vizuální zpětné vazby, aby studovali jejich účinek na snížení kompenzačních úrovní. Vyšetřovatelé se rozhodli použít vizuální zpětnou vazbu, protože ji mohou poskytovat systémy snadno dostupné v domácnosti (např. televizory a osobní počítače) bez nutnosti nákupu složitějších robotických zařízení. Pokud výsledky tohoto projektu podpoří použití komerčně dostupné technologie, poskytne to další důkaz o potenciálním využití této technologie pro nahrazení nebo doplnění robotických zařízení, jakmile budou uživatelé pokračovat ve svých terapeutických programech doma.

Náznaky silové zpětné vazby budou poskytnuty jako odpor k pohybu rukojetí robotů. Tyto podněty budou aplikovány, když se uživatel dostane mimo určité chybové pásmo na základě "normálního" vzoru dosahu. Kromě toho bude velikost podnětu úměrná velikosti kompenzace kmene. V tomto projektu budou porovnány dvě podmínky: vizuální zpětná vazba a silová zpětná vazba.

Vizuální stav bude pomocí monitoru zobrazovat dva kurzory (prázdné kruhy), které budou představovat ruce účastníka, a kruhy se zaplní červeným inkoustem, jakmile uživatel začne kompenzovat. Jak se zvyšuje velikost kompenzace, množství červeného inkoustu se bude postupně zvyšovat, aby indikovalo úroveň, na které uživatel kompenzuje.

Shrnutí procedur:

(Celkový čas: 2–2,5 hodiny):

1. Proběhne nábor účastníků.
2. Představte studii a vybavení. Účastníci budou požádáni, aby informovali zkoušejícího, pokud se kdykoli během experimentu cítí nepohodlně nebo unaveně, a dostanou tolik přestávek, kolik je potřeba.
3. Požádejte účastníky, aby vyplnili formuláře souhlasu, nebo pokud nemohou poskytnout souhlas kvůli svému zdravotnímu stavu, jejich pečovatelé / opatrovníci poskytnou souhlas a subjekt poskytne souhlas.

4. Účastník vyplní podkladový dotazník a registrovaný fyzioterapeut provede klinické hodnocení založené na uznávaných škálách poškození (Fugl-Meyerovo hodnocení horních končetin a škála dosahování výkonu), aby skóre použil jako základ pro srovnání, která budou provedena v statistické analýzy na konci této fáze. Škála dosaženého výkonu vyžaduje použití videozáznamu hodnocení pro bodování.

   Pokud chce účastník znát výsledky svého klinického hodnocení, na konci sezení poskytne terapeut fotokopii výsledků a poskytne účastníkovi vysvětlení těchto výsledků a odpoví na jakékoli otázky, které účastník může mít ohledně těchto škál. . V případě škály dosaženého výkonu, protože se bodování provádí po studii, mohl účastník obdržet své skóre později prostřednictvím telefonního hovoru.

5. Všechny studijní sezení budou probíhat v Point Grey Campus University of British Columbia (UBC). Během testu budou účastníci požádáni o interakci s počítačem pomocí následujících vstupních technologií: 2 robotická ramena Jaco Kinova a Microsoft Kinect. Pomocí těchto technologií budou účastníci provádět bimanuální symetrické pohyby paží/rukami pro ovládání jednoduchého kurzoru/cílové videohry. Kinect bude měřit pohyb účastníka jako datové body pro každý kloub, nebude zaznamenáváno žádné video. Robotická zařízení budou sloužit k záznamu pohybů rukou a zvýší jejich odpor vůči pohybu na základě úrovně kompenzace trupu účastníka. Monitor bude sloužit k poskytování vizuální zpětné vazby o kompenzaci trupu účastníka a k zobrazení cílové hry.
6. Požádejte účastníky, aby se posadili na židli a upravili si opěrku nohou tak, aby měli chodidla plně podepřená, kolena v úhlu 90 stupňů a záda opřená o židli.
7. Požádejte účastníky, aby se drželi rukojetí dvou robotických zařízení.
8. V případě, že účastníci nemohou držet rukojeť z důvodu slabosti ruky, bude jim kolem dlaně připevněna nastavitelná tkanina a elastický pásek, který drží ruku na rukojeti.
9. Maximální síla, kterou může uživatel vyvinout k tlačení robotů, bude měřena načtením senzorů robota.
10. Požádejte účastníka, aby provedl sérii jednoručních tahů za účelem kalibrace systému na základě délky paže účastníka.
11. Požádejte účastníka, aby provedl 5 cvičných bimanuálních zásahů, aby se seznámil se systémem a mapováním pohybu.
12. Požádejte účastníka, aby provedl 15 základních (bez zpětné vazby) bimanuálních zásahů k měření kompenzace trupu. Vyšetřovatelé použijí hodnotu průměrné kompenzace kmene k nastavení pásem chyb pro vizuální a silovou zpětnou vazbu.
13. Požádejte účastníka, aby provedl 5 cvičných bimanuálních hmatů, aby se seznámil s vizuální nebo silovou zpětnou vazbou (v závislosti na randomizaci subjektů).
14. Požádejte účastníka, aby provedl 60 pokusů bimanuálního dosahu na 1 cíl ve výšce kolen s plně nataženými pažemi. Účastníci získají zpětnou vazbu o své kompenzaci prostřednictvím monitoru počítače nebo jako zvýšenou odolnost robotů proti pohybu.
15. Účastník bude moci odpočívat mezi cíli, pokud o to požádá. Navíc bude 1 minuta pauza po každých 15 terčích.
16. Účastník provede 15 zásahů bez jakékoli zpětné vazby (po měření)
17. Účastníci budou mít 5 minut přestávku před zahájením druhé podmínky zpětné vazby.
18. Opakujte kroky 14, 15 a 16, ale s jiným typem zpětné vazby (vizuální nebo silovou).
19. Záznamník zaznamená výskyt překážek, s nimiž se účastníci během studie setkali.
20. Data sledování pohybu a hodnotící videa budou uložena v počítačovém souboru, zálohována na souborovém serveru založeném na UBC a na optickém médiu.
21. Na konci sezení účastník odpoví na dotazník použitelnosti.
22. Data z poznámkového bloku, záznamů pohybu, hodnotících videí a dotazníků budou použita k provedení kvantitativní a kvalitativní analýzy, aby bylo možné získat další pohled na to, jak může rozšířená zpětná vazba snížit kompenzační pohyby trupu, a na snadnost použití a funkčnost systému. Všechny údaje budou identifikovány pomocí čísel účastníků.
23. Videonahrávky budou vymazány/zničeny 5 let po zveřejnění výsledků.

Studovat design:

Vyšetřovatelé budou postupovat podle návrhu křížení mezi subjekty, přičemž nezávislou proměnnou bude typ zpětné vazby a úrovně budou: vynucená zpětná vazba a vizuální zpětná vazba. Primární závislou proměnnou bude míra kompenzace kmene. Vyšetřovatelé budou postupovat podle vyvážené strategie, aby snížili přenosové efekty z provádění dvou podmínek v určitém pořadí.

Sběr dat bude zahrnovat soubory záznamů pohybu, skóre ze hry, diskuse s účastníky a výstupní průzkumy.