Ankelrobotik efter slagtilfælde

Dette forslag undersøger en bærbar ankelrobot (AMBLE), der skal bruges under mobilitetstræning over jorden for at reducere fodfald og forbedre gangfunktionen hos hemiparetiske (halvkrop, delvist lammede slagtilfældepatienter med fodfald (manglende evne til at løfte og klare foden korrekt). under gang. Omkring 30% af de overlevende slagtilfælde efterlades med permanent ankelsvaghed, der hæmmer deres mobilitet og øger risikoen for fald. I øjeblikket lever slagtilfældeoverlevere med fodfald med en stok eller andet hjælpemiddel og ofte ankel-fodsbøjler (AFO'er) for sikkerheden. Disse hjælpemidler reverserer eller reducerer ikke det underliggende neurologiske fodfaldsproblem. I erkendelse af ankelfunktionens afgørende rolle i gang og balance, og i erkendelse af, at den distale del af underekstremiteten ofte lider den største skade efter et menneskeligt slagtilfælde, har efterforskerne fundet frem til en bærbar ankelrobot som et værktøj for terapeuter til at hjælpe med at forme genopretning af gang.

AMBLE, og dets underliggende kontrolsystem, bruger information om, hvordan patienter går fra et trin til et andet, til at hjælpe og forme fodløftning for at hjælpe med at genoptræne gangrestitution ved en proces, som neurovidenskabsmænd kalder motorisk læring. Det er kombinationen af ​​den delvist lammede slagtilfældes bevægelsesindsats med rettidig assistance "kun efter behov" fra robotten, som efterforskere og andre viser er nøglen til genopretning af bevægelser efter slagtilfælde. Således er ankelrobotten ikke en krykke, men en lærings- og måleanordning, der gradvist "kommer af vejen" for den lærende for at lette menneskelig robotindlæring, således at mennesket overtager mere af den frivillige læring.

Forskerholdet ved University of Maryland har demonstreret i 4 tidligere undersøgelser ved hjælp af siddende og løbebånd baseret robotunderstøttet træning ved hjælp af en omfangsrig laboratorierobot programmeret med en motorisk læringsformel, der kan forbedre ankelmotorik i både de tidlige og kroniske faser af slagtilfælde, og dette kan forbedre gående uden hjælp over jorden. En betydelig del af de overlevende af slagtilfælde viste session ved session genopretning af frivillige (ikke assisteret af robotten) ankelløft under gang på tværs af 6 uger af tre 30-45 minutters sessioner med robottræning, mens de gik på et løbebånd, selv år efter deres slagtilfælde. Faktisk har det vist sig, at to uger med 3 sessioner om ugen ankelrobottræning var tidsprofilen for de fleste motoriske restitutioner for at reducere fodfald. Disse oplysninger har været grundlaget for udformningen af ​​undersøgelsen beskrevet nedenfor.

Tidligere forskning blev udført ved hjælp af en omfangsrig, tung (~8 lbs) og dyr laboratorierobot, der kun tillod siddende eller løbebåndsbaseret træning, fordi den var tøjret med ledninger. Dette begrænser i høj grad, hvordan det kan bruges af fysioterapeuter, og det er ikke hensigtsmæssigt konfigureret, så det er nemt at bruge af fysioterapeuter i praksis. NextStep Robotics opfandt og byggede ankelrobotternes motoriske læringsprogrammer med en masse input fra fysioterapeuter og andre rehabiliteringsklinikere til en bærbar letvægtsrobot, der kan bruges over jorden overalt med blåtandskontroller, der også fortæller terapeuten præcist, hvor godt slagtilfældet er. overlevende lærer trin for trin. Det er denne nye bærbare ankelrobot, der er konfigureret til brug i praksis, som efterforskere søger at teste i undersøgelser med fysioterapeuter, der bruger den fuldt integreret i deres sædvanlige ambulante slagtilfælde mobilitetsgendannelsestræning ved University of Maryland Orthopaedic and Rehabilitation Institute.

Denne U44 Award fra National Institute of Neurological Disorders and Stroke (NINDS) er ikke et typisk enfaset randomiseret klinisk studie, men består af fase I, der fuldender kommercielt design af robotten det første år, efterfulgt af fase II randomiseret klinisk forsøg på tværs af år. 2-4 af en færdiggjort kommerciel version af ankelrobotten.

Fase II (efter afslutning af kommercielt design i fase I) er et randomiseret (tilfældigt gruppeopgave), blindet (resultattest udført af teknikere, der ikke er klar over patientgruppetildelingen), to-arms (2 grupper) undersøgelse, der undersøger hypotesen om, at i subakutte (6 uger til 6 måneder) patienter med slagtilfælde med fodfald, AMBLE integreret fysioterapi (PTR) bestående af 18 træningssessioner over ni uger er mere effektiv end sædvanlig fysioterapi (PT) til at forbedre udfald af fodfald målt ved bevægelsesanalyser af gang, og ved standardiserede kliniske vurderinger af gang, herunder specifikke fodfaldsudfald vurderet af en certificeret PT-kliniker (blindet til behandlingsopgave), krydstjekket ved blindet gennemgang af 2 andre klinikere af film af de standardiserede mobilitetsvurderinger for at give en uvildig konsensusvurdering. Dette fase II-studie fokuserer især på subakut genopretning af slagtilfælde (6 uger til 6 måneder), fordi det repræsenterer et terapeutisk vindue, hvori konventionel ambulant fysioterapi typisk frontlæses for at optimere resultaterne. Denne fase af slagtilfælderehabilitering er udvalgt til at teste AMBLE i den virkelige verden, når ambulant fysioterapi typisk forekommer, ved hjælp af en behandlingsfrekvens og -varighed (18 fysioterapisessioner over 9 uger), der er repræsentativ for praksis i Maryland og det meste af USA . Hvis det at bære AMBLE-robotten under fysioterapi inden for denne tidsramme reducerer fodfald og forbedrer langsigtede resultater målt 3 måneder efter, at al robotterapi er afsluttet, vil efterforskerne ansøge om FDA-godkendelse for den første robot-enhed til aktivt at behandle fodfald efter slag.