Traditionel balance vs vibrotaktil feedback træning til vestibulær rehabilitering

Traumatisk hjerneskade (TBI) opstår, når fysisk traume forårsager midlertidig eller permanent neurologisk skade. I nogle tilfælde kan symptomer fortsætte over tid og bidrage til handicap. Svimmelhed og svimmelhed er forbundet med næsten alle rapporterede undersøgelser af mild traumatisk hjerneskade (mTBI) og er en væsentlig og funktionelt begrænsende komponent af det overordnede handicap.

TBI er en af ​​de mange risici, som militært personel står over for i kampaktiviteter. I en RAND Corporation-undersøgelse af tjenestemedlemmer, der var blevet udsendt til Irak eller Afghanistan, rapporterede 19% sandsynlig TBI. Svimmelhed og svimmelhed er forbundet med næsten alle rapporterede undersøgelser af mTBI og er en væsentlig og invaliderende komponent af det overordnede handicap. mTBI er i øjeblikket forårsaget af både eksplosions- og stødskader, der resulterer i variable handicap. Åbenlyse symptomer kan omfatte balance og rumlige desorienteringsproblemer (vertigo) relateret til vestibulær dysfunktion, synsforstyrrelser, ødem i det indre øre og/eller andre sensoriske integrationsmangler.

Behandling af denne særlige befolkningsgruppe har flere udfordringer, som omfatter: 1) vanskeligheder med tidlig og specifik skadesvurdering 2) fastlæggelse af passende tilbagevenden til tjeneste foranstaltninger 3) valg af effektive individualiserede balancerehabiliterings- og behandlingsværktøjer 4) Længerevarende genoptræning og usikre målbare endepunkter. Gruppen er også meget varierende i arten og omfanget af balanceunderskud og kognitive og/eller relaterede psykologiske svækkelser. Det ser ud til, at næsten alle forsøgspersoner med mTBI viser en vis modtagelighed for vestibulære eller vestibulære/okulære lidelser.

Efter vurdering af uligevægt er rehabilitering ofte et forløb med afhjælpende fysioterapi (PT). For at påvirke ændring i mobilitet ved standardfysioterapi, "tilvænnes" sensoriske og motoriske systemer gennem træning, med håb om at rehabilitere systemet og "kompenserer" ved at instruere patienten i at ændre færdighedssæt forbundet med en opgave. Kompensation (uden øjeblikkelig sensorisk feedback) er problematisk og tilbøjelig til patientens (og plejepersonalets) fortolkning og fejl, fordi den måske ikke løser de underliggende problemer og måske ikke har langsigtede terapeutiske fordele. Der er også en meget begrænset pulje af PT'er, der specialiserer sig i behandling af neurologiske problemer som følge af hjerneskader. Individuelle vestibulære rehabiliteringsbehandlingsprogrammer er designet af disse specialiserede PT'er, som også overvåger og deltager i hver patients bedring. Denne tilgang er arbejdskrævende, tidskrævende (op til 14 ugers behandling er ofte nødvendig), og nogle patienter bliver ikke helt raske.

Det overordnede formål med denne forskningsindsats er at bruge nye kombinationer af multimodal sensorisk styret feedback (især taktil) og traditionel vestibulær rehabilitering til at genoptræne militært personel, der lider af balanceforstyrrelser som følge af mTBI. Efterforskernes terapeutiske mål er at teste teknologi, der på kortest mulig tid vil bringe patienten tilbage til et niveau af balancepræstation, der er i overensstemmelse med tilbagevenden til samfundet og/eller militærtjeneste.

Følesansen er uløseligt forbundet med den neuro-motoriske kanal, både i refleks- og højere kognitive regioner, hvilket gør den unikt knyttet til orientering og lokalisering. Vibrotaktile arrays er derfor intuitive og er en effektiv sensorisk feedback-vej.

Nyere forskning har også vist, at taktil cueing giver betydeligt hurtigere og mere nøjagtig ydeevne end sammenlignelige rumlige auditive cues. Yderligere forskning har vist, at dette fund er relativt stabilt på tværs af en række forskellige kropsorienteringer, selv når rumlig oversættelse er påkrævet og under fysiologisk stress.

I løbet af en fase I SBIR og den nuværende fase II indsats har Engineering Acoustics Inc. udviklet det sensoriske kinetiske (SK) balancesystem. I SK-systemet bevæger patienter sig på en kraftplatform (se figur 1), mens bevægelses- og kropsholdningsdata fortolkes af avanceret software og kortlægges til et bærbart vibrotaktilt bæltearray og visuelt display. Vibrotaktile cueing giver kontinuerlig og øjeblikkelig feedback til patienten, der komplimenterer deres holdnings- og mobilitetsbeslutninger. Forskerne mener, at vibrotaktil feedback i høj grad kan øge den rumlige bevidsthed og dermed mobiliteten. Endvidere giver hjernens evne til at reorganisere og genlære funktionelle bevægelsesaktiviteter en spændende potentiel vej til fastholdelse af indlærte funktionelle mobilitetsstrategier. Vibrotaktile cueing involverer kortvarige udbrud af mekanisk vibration fra aktuatorer eller aktorer, der er monteret i en torso slidt bælte. Personens position måles og beregnes ved hjælp af en kraftpladesensor og kamerasensorer. Det computeriserede system bruges derefter som en del af fysioterapiens balancetræning for at forbedre patientens balance og potentielt reducere risikoen for at falde.