Et øvre ekstremitetseksoskelet til at målrette mod uønskede ledsynergier under gentagen træning hos slagtilfældeoverlevere

Slagtilfælde forårsager betydelig langvarig invaliditet, og forekomsten af ​​slagtilfælde i veteranbefolkningen er høj med cirka 6.000 VA-indlæggelser for akut iskæmisk slagtilfælde om året i 2014. Rehabiliteringsprogrammer, der forbedrer den øvre ekstremitets funktion, har potentiale til at påvirke veteranernes daglige aktiviteter og forbedre deres kald, rekreation og generelle livskvalitet. Repetitiv opgavetræning (RTT) er aktiv udøvelse af en opgavespecifik motorisk aktivitet og er mere effektiv end simple ledbevægelser til at forbedre overekstremitetsfunktionen efter behandling. Imidlertid kan RTT være drænende for både klinikeren og patienten, da det kræver, at deltageren udfører mange gentagelser af den samme opgave, og disse gentagelser kan være vanskelige at udføre med passende teknik. Tidligere forskning har vist, at for at påvirke patientens helbredelse væsentligt, er det afgørende at påbegynde RTT i de akutte og subakutte stadier, vedligeholde sundhedsledskoordinationen og holde patienterne engageret og udfordret. Robot-medieret RTT har potentialet til at lette den kliniske levering af dokumenterede rehabiliteringsprogrammer til veteraner i nød, og for nylig er et nyt eksoskelet blevet udviklet, kaldet Harmony, med evnen til at levere bimanuel 3D-armterapi. I øjeblikket mangler der værktøjer til at levere RTT i de tidlige stadier af restitution, samtidig med at ledkoordinationen opretholdes under 3D-armbevægelse og sikre, at assistance står mål med patientens evner. Derfor er formålet med dette projekt at udvikle nye controllere, der anvender et lovende neurologisk grundlag for træning for at lette repetitiv opgavetræning og samtidig sikre korrekte bevægelsesmønstre hos patienter med akut og subakut apopleksi. Specifikt vil (1) regulatoren til synergiundgåelse (SA) anvende ledmomenter for at skubbe patienterne væk fra den maladaptive ledkoordination, hvilket kun forstyrrer bevægelserne, når forsøgspersonen indleder en sådan maladaptiv bevægelsesstrategi. (2) Task assistance (TA) controller vil anvende assisterende ledmomenter for direkte at hjælpe slagtilfældepatienter med at opnå 3D RTT-aktiviteter med korrekt koordination ved høj intensitet (gentagelser/session). Mål 1: at udvikle og bestemme gennemførligheden af ​​RTT controller. H1: SA- og TA-controllere er mulige, som det ses af henholdsvis (1) patientsikkerhed og (2) evner hos TA- og SA-controllere til at flytte overkroppens led langs opgavebaner og væk fra synergistisk koordination. Op til fem overlevende af subakut slagtilfælde vil gennemføre RTT-aktiviteter med både SA- og TA-controllere. H1 vil blive betragtet som understøttet, hvis det anvendte drejningsmoment opfylder kravene defineret af kontrolloven, og gennemførlighedskriterierne er opfyldt for TA- og SA-controllere i to på hinanden følgende patienter. Mål 2: bestemme gennemførligheden af ​​controllere og kvantificere ændringer i fælles koordinering under 3-ugers intervention. H2a: en 3-ugers lang intervention er mulig med både controllerne set ud fra (1) patientsikkerhed og (2) evner for TA- og SA-controllere til at bevæge overkroppens leddene mod de ønskede baner for 3D RTT-aktiviteter og samtidig undgå synergisme kompenserende koordinering. H2b: robotsystemet vil nøjagtigt spore ledsynergier hos patienter med akut slagtilfælde før og efter en 3-ugers intervention, og afsløre enhver ændring i kompenserende strategier. To personer, der overlever akut slagtilfælde, vil blive rekrutteret. Deltagerne vil blive tildelt enten TA- eller SA-controlleren og vil gennemføre høje gentagelser af at nå opgaver én gang om dagen, mens de bærer Harmony-eksoskeletet i tre uger. Fælles kinematiske og kinetiske data vil blive registreret af robotsystemet i alle sessionerne. Kinematiske data vil også blive optaget i evalueringssessionerne før og efter den 3-ugers intervention i to modaliteter: robot i nul-drejningsmomenttilstand og ved hjælp af et infrarødt bevægelsessporingssystem. Fælles synergier vil blive evalueret for de to akutte apopleksipatienter før og efter en tre ugers intervention. Hypoteser vil blive betragtet som understøttede, hvis der er en acceptabel lav fejlrate mellem de kinematiske målinger af robotsystemet og motion capture-systemet. Nye genoptræningsprogrammer, der forbedrer overekstremiteternes funktionelle ydeevne, har potentialet til at påvirke Veteraners ADL og forbedre deres kald, rekreation og generelle livskvalitet. Nye rehabiliteringsprogrammer, der forbedrer overekstremitetsfunktionen, har potentiale til at påvirke veteranernes ADL'er og forbedre deres kald, rekreation og generelle livskvalitet.