Robotika kotníku po mrtvici

Tento návrh zkoumá přenosný kotníkový robot (AMBLE), který má být použit během tréninku pozemní mobility ke snížení poklesu nohy a zlepšení funkce chůze u hemiparetických pacientů (pacienti s částečnou ochrnutím po mrtvici s poklesem nohy (neschopnost správně zvednout a vyčistit nohu). během chůze. Asi 30 % pacientů, kteří přežili mrtvici, má trvalou slabost kotníků, která zhoršuje jejich pohyblivost a zvyšuje riziko pádu. V současné době lidé, kteří přežili mozkovou příhodu s poklesem nohy, žijí s holí nebo jiným pomocným zařízením a často pro bezpečnost ortézou kotníku (AFO). Tato pomocná zařízení nezvrátí ani nesníží základní neurologický problém pádu nohy. Vědci si uvědomili klíčovou roli funkce kotníku při chůzi a rovnováze a uznali, že distální část dolní končetiny často utrpí největší poškození po lidské mrtvici, přišli s přenosným kotníkovým robotem jako nástrojem pro terapeuty, který pomáhá tvarovat obnova chůze.

AMBLE a jeho základní řídicí systém využívá informace o tom, jak pacienti chodí z jednoho kroku na druhý, aby napomáhal a tvaroval zvedání nohou, aby pomohl znovu trénovat zotavení z chůze procesem, který neurovědci nazývají motorické učení. Právě kombinace pohybového úsilí částečně ochrnutého pacienta, který přežil mrtvici, s včasnou pomocí robota „pouze v případě potřeby“, jak vyšetřovatelé a další ukazují, je klíčem k obnově pohybu po mrtvici. Kotníkový robot tedy není berlička, ale zařízení pro učení a měření, které postupně "uhýbá" studentovi, aby usnadnilo učení lidského robota tak, že člověk převezme více z dobrovolného učení.

Výzkumný tým z University of Maryland prokázal ve 4 předchozích studiích využívajících robotický trénink v sedě a na běžícím pásu pomocí objemného laboratorního robota naprogramovaného pomocí motorického učení, který může zlepšit kontrolu motoriky kotníku v časné i chronické fázi mrtvice. může zlepšit nadzemní chůzi bez pomoci. Významná část pacientů, kteří přežili mrtvici, vykazovala zotavení po sezení dobrovolného (bez pomoci robota) zvedání kotníku během chůze během 6 týdnů tří 30–45 minutových lekcí tréninku robota při chůzi na běžeckém pásu, a to i roky po jejich mrtvici. Ve skutečnosti bylo zjištěno, že dva týdny po 3 lekcích týdně robotický trénink kotníku byl časovým profilem pro většinu regenerace motorického učení, aby se snížilo poklesnutí nohy. Tyto informace ovlivnily návrh studie popsané níže.

Předchozí výzkum byl proveden pomocí objemného, ​​těžkého (~ 8 liber) a drahého laboratorního robota, který umožňoval trénink pouze v sedě nebo na běžícím pásu, protože byl připoután dráty. To značně omezuje způsob, jakým jej mohou fyzioterapeuti používat, a není vhodně nakonfigurováno pro snadné použití fyzioterapeuty v praxi. NextStep Robotics vynalezla a vytvořila programy motorického učení kotníkových robotů s velkým množstvím podnětů od fyzioterapeutů a dalších rehabilitačních lékařů do přenosného lehkého robota, který lze použít kdekoli nad zemí s ovládacími prvky modrých zubů, které také terapeutovi přesně sdělí, jak dobře je mrtvice přeživší se učí krok za krokem. Právě tento nový přenosný kotníkový robot, který je nakonfigurován pro použití v praxi, se vyšetřovatelé snaží otestovat ve studiích s fyzioterapeuty, kteří jej plně integrují do svého obvyklého ambulantního tréninku obnovy mobility po mrtvici na Ortopedickém a rehabilitačním institutu University of Maryland.

Tato cena U44 od National Institute of Neurological Disorders and Stroke (NINDS) není typickou jednofázovou randomizovanou klinickou studií, ale skládá se z fáze I, která dokončuje komerční design robota v prvním roce, po níž následuje fáze II randomizované klinické studie v průběhu let. 2-4 dokončené komerční verze kotníkového robota.

Fáze II (po dokončení komerčního návrhu ve Fázi I) je randomizovaná (náhodné přiřazení skupin), zaslepená (testování výsledků prováděné techniky, kteří si nejsou vědomi přiřazení skupiny pacientů), dvouramenná (2 skupiny) studie, která zkoumá hypotézu, že u subakutní (6 týdnů až 6 měsíců) pacientů s mozkovou příhodou s poklesem nohy, integrovaná fyzikální terapie AMBLE (PTR) sestávající z 18 tréninkových lekcí po dobu devíti týdnů je účinnější než obvyklá fyzikální terapie (PT), aby se zlepšily výsledky pádů nohy měřené pohybovými analýzami chůze, a standardizovaným klinickým hodnocením chůze včetně specifických výsledků poklesu nohy, jak bylo hodnoceno certifikovaným PT klinikem (zaslepeným k léčebnému přiřazení), křížově zkontrolováno zaslepenou kontrolou filmů standardizovaných hodnocení mobility 2 dalších lékařů, aby bylo dosaženo konsensuálního nestranného úsudku. Tato studie fáze II se zaměřuje na subakutní zotavení po cévní mozkové příhodě (6 týdnů až 6 měsíců), protože představuje terapeutické okno, do kterého je konvenční ambulantní fyzikální terapie obvykle zaměřena na optimalizaci výsledků. Tato fáze rehabilitace po cévní mozkové příhodě je vybrána k testování AMBLE v reálných podmínkách, kdy se obvykle vyskytuje ambulantní fyzikální terapie, s použitím frekvence a trvání léčby (18 sezení fyzikální terapie v průběhu 9 týdnů), která je reprezentativní pro praxi v Marylandu a většině Spojených států. . Pokud nošení robota AMBLE během fyzikální terapie v tomto časovém rámci sníží pád nohy a zlepší dlouhodobé výsledky měřené 3 měsíce po ukončení veškeré robotické terapie, pak vyšetřovatelé požádají o schválení FDA pro první robotické zařízení, které aktivně léčí pád nohy po mrtvice.