Exoskelet og rygmarvsstimulering til SCI

I denne undersøgelse vil i alt 24 deltagere med en ufuldstændig rygmarvsskade (iSCI) blive tilfældigt tildelt en EAW+TLS-gruppe eller en EAW alene interventionsgruppe. Hver gruppe af subakut til kronisk sensorisk og motorisk iSCI vil være sammensat af 12 deltagere. I gennemsnit vil der blive trænet fem deltagere om året. Hver gruppe vil modtage 60 minutters robotinterventionstræning pr. session, i alt 80 sessioner (3 gange om ugen, i 28 uger). Gruppe 1: EAW + TLS-gruppen vil modtage 60 minutters exoskelet-assisteret gang over jorden med samtidig TLS efterfulgt af 15 minutters overjordisk træning uden exoskelet. Gruppe 2: EAW-gruppen alene (ingen stimulering) vil modtage 60 minutters exoskelet-assisteret gang over jorden træning efterfulgt af 15 minutters overgruppetræning. Der er ingen stimulering til denne gruppe på noget tidspunkt under træningen/gåturen.

Træningsparadigmer.

Gruppe 1: EAW+TLS:

Træningsprotokollerne for de 2 grupper vil være nøjagtig den samme struktur og timing, bortset fra at TLS-komponenten tilføjes under robot-assisteret gang i EAW +TLS-gruppen. Efter 3-5 sessioner vil den standardiserede træningsprotokol involvere et kredsløbstræningsformat for 55-60 minutters træning [5 minutter sidde at stå, 15 minutters gang på flade flisebelagte overflader, 10 minutters gang på forskellige overflader inklusive tæpper og keramiske fliser, 15 minutters gang af flisebelagte overflader, 10 minutters gang op og ned af ramper og passerer gennem døråbninger. I løbet af træningssessionen vil deltageren blive instrueret af PT'en i, hvordan han/hun forbedrer hans/hendes stå- og skridtkinematik. Varigheden af ​​gang-/ståtræningssessioner vil også blive bestemt af deltagerens træthed. Blodtrykket (BP) vil blive målt ved baseline siddende, stående og med regelmæssige intervaller under træningssessionen. Hvis deltageren klager over svimmelhed, ørhed i hovedet eller enhver form for uro i det autonome nervesystem, vil deltageren hvile siddende (fødderne hævet). Efter 5 minutters hvile, vil deltageren genoptage stående igen, og blodtrykket vil blive overvåget. Hvis en deltager ikke kan tåle træning i 60 minutter, vil han eller hun afslutte træningen, og træningstiden vil blive registreret til fremtidig analyse. Før hver træningssession vil BP blive evalueret (3 på hinanden følgende BP-målinger inden for 5 mmHg med 1 minuts intervaller). Når BP er stabil, begynder deltageren at træne.

Transkutan rygmarvsstimulering (TLS): TLS vil blive anvendt under EAW+TLS gruppetræningssessionerne. TLS vil blive påført ved hjælp af et par selvklæbende stimulerende elektroder (5 cm diameter) placeret bilateralt over T11/T12 spinøse processer. En konstantspændingsstimulator (RT™ 50 Sage-stimulatorer, RT-terapi, Baltimore, MD) vil levere ladningsbalancerede, symmetriske, bifasiske rektangulære impulser på 2 ms bredde (1 ms pr. fase). Under gangtiderne i alle træningspas i EAW +TLS-gruppen, TLS ved 30 Hz og ~18 V (vil blive justeret på grund af individuelle variationer), en intensitetsproducerende paræstesier i de fleste dermatomer i underekstremiteterne, men alligevel under motorisk tærskel for musklerne i underekstremiteterne (Hofstoetter et al. 2013).

Bemærk: Overfladestimulatorer vil være trådløse og vil fungere under alle aspekter af EAW på undertærskelniveauer, der ikke vil tillade muskelaktivering under EAW-træningen. Exoskeleton-enheden vil ikke forstyrre placeringen af ​​overfladestimuleringselektroder, og stimuleringsparametrene kan moduleres af den "nye" notesblokenhed, der er en del af systemet.

Forskerne vil også evaluere ændringerne i rumlige tidsmæssige karakteristika, kinematik og muskelaktivering og kvaliteten af ​​rygmarvsfiberkanalen (SCFT) forbindelse ved højopløsningsbilleddannelse som et resultat af den intensive træning, da disse også påvirker restitutionen for iSCI.

Gruppe 2: EAW-træning alene:

Træningen vil involvere brugen af ​​en samme exoskelet-enhed (Ekso Bionics, Berkeley, CA) for alle deltagerne. Påføringsanordning. Hver deltager vil gennemgå måling, dimensionering og "påføring" af eksoskeletanordningen. Hver deltager vil derefter blive instrueret i korrekt brug af enheden. Indledende evaluering. Alle personer vil gennemgå en standsevaluering. En træner, der er placeret bag deltageren, vil hjælpe med at stabilisere kroppen ved at påføre anteriore kræfter ved bækkenet og/eller posteriore kræfter ved skuldrene, hvilket sikrer, at trunken og bækkenet ikke er bøjet eller hyper-udstrakt. Trænere vil hjælpe med instruktion i at flytte krop og bækken for at gøre det lettere for robotten at træde.

Under de første 3 træningssessioner vil exoskelet-enheden være bundet til et overliggende remskivesystem under træningen for at give deltagerne mulighed for sikkert at tilpasse sig trunk-, balancegange-aktiviteter, mens de går i exoskeletet. Det overordnede mål med disse tidlige træningssessioner er at opretholde krops- og lemmerkontrol under stilling og sving, som minder om normal stående og gang.