Vývoj zařízení FES pro ruční použití při činnostech paží po mrtvici

Jedinci se středně těžkou až těžkou mozkovou příhodou budou přijati pro laboratorní testování i domácí praxi:

1. Předtréninkové klinické hodnocení (založené v laboratoři). V tomto sezení výzkumný fyzioterapeut zhodnotí funkci paží účastníka a úroveň poškození pomocí standardizovaných klinických hodnocení, aby se zajistila způsobilost k účasti v této studii. Po potvrzení provede výzkumný fyzioterapeut soubor standardizovaných klinických hodnocení jako základní hodnocení funkce ruky/paže účastníka. Předpokládá se, že tato návštěva bude trvat přibližně 3 hodiny.
2. Nastavení předtréninkového zařízení (na základě laboratoře). Účastník bude náhodně přidělen k jednomu z rekrutovaných fyzikálních terapeutů (PT) nebo starších studentských fyzikálních terapeutů (SPT), kteří byli přijati a souhlasili s účastí v této studii. Přiřazené PT určí 1) polohy elektrod pro záznam svalových aktivit účastníka během provádění různých funkcí paže/ruky a 2) polohy stimulačních elektrod a intenzity stimulace pro dosažení nejlepšího otevření ruky s předloktím ve střední poloze jedince. rozsah dostupné supinace/pronace. Poté budou označeny odpovídající polohy elektrod a bude naskenováno předloktí/ruka s těmito značkami. Předpokládá se, že tato návštěva bude trvat přibližně 3 hodiny. Naskenované výsledky budou použity offline k vývoji ortézy předloktí-ruka (FHO), která se hodí na předloktí a ruku účastníka. Během této návštěvy vyšetřovatelé změří čas pro PT/SPT pro nastavení 1) záznamových elektrod, 2) pravidel detekce, 3) stimulačních elektrod a konfigurace a 4) doby skenování.
3. Předtréninkové výukové lekce používání zařízení (2 návštěvy, v laboratoři). Poté, co bude FHO připravena, bude účastník vyzván k účasti na 1. a 2. laboratorním školení pro použití zařízení ReIn-hand. Během těchto 2 návštěv přidělený PT/SPT (1. test) nebo výzkumný PT (2. test) vyškolí účastníka v používání FHO a softwaru ReIn-Hand na mobilním zařízení, dokud účastník neprokáže schopnost používat zařízení nezávisle dvakrát za sebou. Během těchto 2 návštěv vyšetřovatelé změří čas, kdy se účastník 1) naučí používat zařízení ReIn-Hand (od začátku sezení do doby, kdy je účastník schopen dvakrát prokázat schopnost samostatně používat zařízení v řadě), 2) připojte FHO, 3) použijte software pro 1 zkušební verzi (včetně připojení všech kabelů podle pokynů, spusťte software a dokončete 1 zkoušku) a 4) vyčistěte. Na konci 1. (pro PT) nebo 2. (pro jedince s cévní mozkovou příhodou) výukového sezení bude proveden 5minutový uživatelský průzkum s cílem oznámit úroveň snadnosti použití zařízení ReIn-Hand. Během 2. výukového sezení bude účastník také znovu testován z části klinických hodnocení, tentokrát však s pomocí zařízení ReIn-Hand. Očekává se, že každá z těchto 2 návštěv bude trvat přibližně 3 hodiny.
4. Předtréninková 2. základní klinická měření (založená v laboratoři). Během jednoho týdne před zahájením domácí praxe provede výzkumný PT 2. základní klinická měření, která zopakují 1. základní klinická měření s dodatečným kvantitativním měřením maximální plochy otevření ruky a síly zavírání (QMHOC). Pro QMHOC budou použity tlakové senzory (Pressure Profile Systems, Inc., Los Angeles, CA 90045) ve spojení s přenosnými kamerami Moire Phase Tracking (Metria Innovation, Inc., Wauwatosa, WI). Celé QMHOC bude trvat asi 10 minut a celé 2. základní klinické měření bude trvat asi 2 hodiny.

5. Předtréninková měření EEG (založená v laboratoři). Do jednoho týdne před zahájením domácí praxe a do jednoho týdne po dokončení 12týdenní domácí praxe se účastník zúčastní EEG experimentu. Během této relace bude na špičku každého prstu umístěna značka 9x9 mm a další na hřbet ruky jako referenční, což umožní změřit polohu a úhel prstů/ruky pomocí 2 přenosných fází moaré. Sledovací kamery (180 Hz; Metria Innovation Inc. Milwaukee, WI). Kromě toho budou povrchové elektrody EEG namontovány na roztažitelné látkové čepici založené na systému 10/20. Ruční skener Polaris Krios a reflexní markery (NDI, Ontario, Kanada) budou použity k záznamu pozic elektrod EEG ve srovnání se souřadnicovým systémem definovaným nasionálními, inionálními a preaurikulárními zářezy. Elektrody pro detekci pohybu oka budou také umístěny na supra- a infra-orbitálním okraji pro detekci vertikálního pohybu oka. EMG bude zaznamenáno z extensor carpi radialis, flexor carpi radialis a deltového svalu paže.

   Po přípravě bude účastník usazen na experimentální židli s: 1) nastavitelnými popruhy přes ramena a pas pro udržení správného držení těla, 2) paretickým předloktím připojeným k ortéze, která je spojena s ACT-3D, robotem, který poskytne požadovaná podpěra paže, 3) obejít válec s vlastní podložkou tlakového senzoru (Pressure Profile System Inc., CA). Účastník bude instruován, aby provedl 1 ze 2 pohybů: 1) otevření ruky při odpočinku na haptickém stole nebo 2) otevření ruky při zvedání proti 50 % jejich maximální síly abdukce ramene. Vyšetřovatel bude měřit záznamy pokožky hlavy a EMG záznamy pomocí 160kanálového systému EEG/EMG s ​​použitím aktivních elektrod (Biosemi, Inc., Active II, Amsterdam, Nizozemsko), oblasti otevírání ruky nebo síly ohýbání prstů.

6. Domácí praxe. Po výše 5 návštěvách v laboratoři si účastníci vezmou zařízení ReIn-Hand, včetně FHO, mobilní zařízení se softwarem ReIn-Hand a elektronický stimulátor (300 PV, Empi, Minnesota, USA, klinické zařízení schválené FDA) zpět doma. Doma budou účastníci provádět 20 zkoušek přednastavených úkolů, jako je dosahování a uchopování, za sezení (1 hodina), 1 sezení denně, 7 dní v týdnu po dobu 12 týdnů. Během těchto 12 týdnů bude účastník jednou týdně navštěvovat laboratoř, aby provedl nezbytné změny zařízení a provedl část klinických hodnocení a měření QMHOC bez ReIn-hand.
7. Potréninkové testy (laboratorní). Výše uvedená sezení č. 4 se budou opakovat jeden týden a 3 měsíce po 12týdenní domácí praxi. Sezení č. 5 se bude opakovat jeden týden po 12týdenním domácím cvičení. Všechny testy po tréninku budou provedeny bez zařízení ReIn-hand.