Kortikal og biomekanisk dynamik af ankelrobotiktræning i slagtilfælde (AbotMot)

Efter informeret samtykke er opnået, vil denne pilotundersøgelse kræve mindst elleve besøg for alle forsøgspersoner. Det første besøg vil indebære screening og berettigelsestest, der varer omkring 3 timer og vil finde sted på VAMC (Veteran's Administration Medical Center) i Geriatric Assessment Clinic (GAC). Det andet og tredje besøg vil vare cirka 3 timer på VAMC Human Motor Performance Laboratory og vil involvere indsamling af ikke-invasiv EEG, overflade-EMG og EKG og øvelse af ankelbevægelser ved at bruge ankelrobotten til at spille videospil. Derudover vil mål for gang- og balancefunktion blive vurderet før og efter Anklebot-træningen. I de næste 3 uger vil forsøgspersonerne deltage i et derhjemme, overvåget (log) gangprogram. De næste syv besøg (træningsprogrammet) indebærer yderligere træning af ankelbevægelser ved at bruge ankelrobotten til at spille videospil, indsamling af motorisk kontroldata, men ikke indsamling af elektrofysiologiske data. Besøg elleve (endelig) er det samme som besøg 2 & 3.

Besøg 1: Screeningsevalueringer omfatter gennemgang af lægejournaler, medicinske og neurologiske undersøgelser for at bestemme berettigelse. Kliniske evalueringer vil også omfatte Mini Mental State Exam (MMSE) og Center for Epidemiologic Study (CES-D). Klinisk mistanke eller bevis på disse screeningsinstrumenter for demens, depression eller andre kognitive mangler, der kan forstyrre undersøgelsen, vil udelukke yderligere undersøgelsesevaluering og hurtig henvisning til psykiatrien eller anden passende sundhedsprofessionel for yderligere evaluering. Automated Neuropsychological Assessment Metrics (ANAM) administreres også som et omfattende neuropsykologisk værktøj til måling af flere facetter af neuropsykologiske processer, der vedrører kognitiv funktion og motorisk læring. Derudover vil deltagerne blive bedt om at gå 10 meter 3 gange hen over en gangmålemåtte med deres foretrukne hastighed, mens de er i en sikkerhedssele og ledsaget (ikke assisteret) af en erfaren forskningsassistent. Dette vil hjælpe med at bestemme deres underskudsgrad for gruppering under dataanalyse. Endelig udføres en standard neurologisk undersøgelse af medicinsk autoriseret personale.

Besøg 2 & 3 & 11: Efter studietilmelding og medicinsk screening vil forsøgspersoner blive testet med Anklebot, mens EEG, EMG og hjertefrekvens (EKG) registreres.

Først vil forsøgspersonerne blive udstyret med en stretch-lycra-hætte, der rummer 64 forsænkede EEG-sensorer dannet af tin. Deltagerens hud vil blive let slidt eller gnidet med enden af ​​en Q-spids på hvert sensorsted for at fjerne olie og dødt epidermalt væv for at etablere god ledningsevne af EEG-signalet. Huden vil ikke blive brudt. Ved hjælp af en stump applikator fastgjort til en sprøjte vil en FDA-godkendt ikke-giftig ledende gel derefter blive påført gennem en åbning i hver af de 64 optagesensorer for at etablere kontinuerlig kontakt af gelen mellem huden på optagelsesstederne og de tilsvarende sensorer . Optagesensorer vil også blive placeret på huden over og under venstre øje for at overvåge øjenbevægelser såvel som på begge øreflipper for at tjene som "ikke-hjerne"-referencesteder. Et jordelektrodested vil blive påført i frontalområdet. Øjenkanalen og referencestederne vil blive let slebet med en pude, gnides med alkohol og klargjort med den ledende gel for at muliggøre kontinuerlig forbindelse mellem hovedbunden og sensoroverfladen. Overflade-EMG-elektroder vil også blive påført tibialis anterior, gastrocnemius og, om nødvendigt, peronealmusklerne i det paretiske ben. Afledninger til EKG-optagelse vil blive påført bilateralt til steder, der er umiddelbart underordnet kravebenene.

Når opsætningen er fuldført, vil forsøgspersonerne blive bedt om at gå 10 m over en instrumenteret gangmåtte for at registrere gangparametre under 3 foretrukne og 3 hurtigste gangforsøg. Forsøgspersonerne vil blive bedt om at gentage disse gangopgaver, mens de udfører en samtidig kognitiv opgave bestående af at løse og verbalt rapportere svar på simple regneproblemer. De vil bære et gangbælte og blive fulgt tæt af forskningspersonale, når de går og modtager siddende hviler efter behov for at forhindre træthed. En anden test vil måle balancekontrol ved at registrere 30 sekunders forsøg med posturalt svaj under stille stående på en kraftplade. Tre balanceforhold omfatter åbne øjne, lukkede øjne og åbne øjne, mens du udfører en samtidig kognitiv opgave bestående af at løse og verbalt rapportere svar på simple regneproblemer. Siddende hviler vil blive leveret efter behov.

Efter baseline funktionstestning vil deltagerne blive siddende i en stol, og ankelrobotten vil blive fastgjort til deres paretiske ben ved hjælp af en ortopædisk knæbøjle og en ortopædisk sko. Puder og polstring vil blive påført efter behov for korrekt pasform, og knæstøtten vil blive monteret på stolen for stabilitet. Benet vil hvile på en polstret støtte med knæet i 45 grader og foden fri til at bevæge sig.

Når opsætningen er fuldført, vil forsøgspersoner blive bedt om at "spille" en række videospil ved at bøje den paretiske ankel plantar eller dorsi for at flytte en tilsvarende markør på en computerskærm for at ramme langsomt bevægende mål. Det første spil varer cirka to minutter og spilles uden robothjælp til at vurdere forsøgspersoners grundlæggende motoriske kontrol og evner. Efterfølgende vil 6 spil af ca. 4 minutters varighed give forskellige niveauer af robotstøtte til at guide eller opmuntre forsøgspersonerne til at gennemføre de foreskrevne ankelbevægelser. Arten og mængden af ​​robotstøtte vil blive varieret på tværs af sessionen for at fremme kortsigtet motorisk indlæring og kontrol af den paretiske ankel. Efter afslutningen af ​​den præstationsbaserede træningsserie fuldender en gentagelse af det to minutter lange spil uden assistance sessionen.' Til sidst vil forsøgspersonerne blive bedt om at gentage posturale svaj- og gangtests som før.

Besøg 4-10: Deltagerne sætter sig i en stol, og ankelrobotten fastgøres til deres paretiske ben ved hjælp af en ortopædisk knæbøjle og en ortopædisk sko. Puder og polstring vil blive påført efter behov for korrekt pasform, og knæstøtten vil blive monteret på stolen for stabilitet. Benet vil hvile på en polstret støtte med knæet i 45 grader og foden fri til at bevæge sig.

Når opsætningen er fuldført, vil forsøgspersoner blive bedt om at "spille" en række videospil ved at bøje den paretiske ankel plantar eller dorsi for at flytte en tilsvarende markør på en computerskærm for at ramme langsomt bevægende mål. Det første spil varer cirka to minutter og spilles uden robothjælp til at vurdere forsøgspersoners grundlæggende motoriske kontrol og evner. Efterfølgende vil 6 spil af ca. 4 minutters varighed give forskellige niveauer af robotstøtte til at guide eller opmuntre forsøgspersonerne til at gennemføre de foreskrevne ankelbevægelser. Arten og mængden af ​​robotstøtte vil blive varieret på tværs af sessionen for at fremme kortsigtet motorisk indlæring og kontrol af den paretiske ankel. Efter afslutningen af ​​den præstationsbaserede træningsserie fuldender en gentagelse af det to minutter lange spil uden assistance sessionen. Under disse træningssessioner vil der ikke blive indhentet elektrofysiologiske data, kun motoriske kontroldata erhvervet af Anklebot selv.