Knöchelrobotik nach Schlaganfall

Dieser Vorschlag untersucht einen tragbaren Knöchelroboter (AMBLE), der während des oberirdischen Mobilitätstrainings verwendet werden soll, um den Fußabfall zu reduzieren und die Gehfunktion bei hemiparetischen (halbkörperlichen, teilweise gelähmten Schlaganfallpatienten mit Fußabfall (Unfähigkeit, den Fuß richtig anzuheben und freizugeben) zu verbessern beim Gehen. Etwa 30 % der Schlaganfall-Überlebenden bleiben mit einer dauerhaften Knöchelschwäche zurück, die ihre Mobilität beeinträchtigt und das Sturzrisiko erhöht. Derzeit leben Schlaganfall-Überlebende mit Fußheber mit einem Gehstock oder einem anderen Hilfsgerät und häufig mit Knöchel-Fuß-Orthesen (AFOs) zur Sicherheit. Diese Hilfsmittel können das zugrunde liegende neurologische Fallfußproblem nicht umkehren oder reduzieren. In Anerkennung der entscheidenden Rolle der Knöchelfunktion beim Gehen und Gleichgewicht und in der Erkenntnis, dass der distale Teil der unteren Extremität nach einem menschlichen Schlaganfall oft den größten Schaden erleidet, haben die Forscher einen tragbaren Knöchelroboter als Werkzeug entwickelt, das Therapeuten bei der Formgebung unterstützen können Wiederherstellung des Gehens.

Die AMBLE und ihr zugrunde liegendes Kontrollsystem verwenden Informationen darüber, wie Patienten von einem Schritt zum nächsten gehen, um das Anheben des Fußes zu unterstützen und zu formen, um die Geherholung durch einen Prozess neu zu trainieren, den Neurowissenschaftler als motorisches Lernen bezeichnen. Es ist die Kombination der Bewegungsbemühungen des teilweise gelähmten Schlaganfall-Überlebenden mit rechtzeitiger Unterstützung „nur bei Bedarf“ durch den Roboter, von der Ermittler und andere zeigen, dass sie der Schlüssel zur Wiederherstellung der Bewegung nach einem Schlaganfall ist. Der Knöchelroboter ist also keine Krücke, sondern ein Lern- und Messgerät, das dem Lernenden schrittweise „aus dem Weg geht“, um das Lernen des Mensch-Roboters zu erleichtern, so dass der Mensch mehr vom willentlichen Lernen übernimmt.

Das Forschungsteam der University of Maryland hat in 4 früheren Studien unter Verwendung von robotergestütztem Training auf Sitz- und Laufbandbasis unter Verwendung eines sperrigen Laborroboters gezeigt, der mit einer motorischen Lernformel programmiert ist, die die motorische Kontrolle des Knöchels sowohl in der frühen als auch in der chronischen Phase eines Schlaganfalls verbessern kann, und dies kann das oberirdische Gehen ohne fremde Hilfe verbessern. Ein signifikanter Anteil der Schlaganfall-Überlebenden zeigte Sitzung für Sitzung eine Wiederherstellung des gewollten (nicht vom Roboter unterstützten) Knöchelhebens während des Gehens über 6 Wochen mit drei 30-45-minütigen Robotertrainingssitzungen beim Gehen auf einem Laufband, sogar Jahre nach ihrem Schlaganfall. Tatsächlich wurde festgestellt, dass zwei Wochen mit 3 Sitzungen pro Woche Knöchelrobotik-Training das Zeitprofil für die meiste Erholung des motorischen Lernens war, um den Fußabfall zu reduzieren. Diese Informationen sind in das Design der unten beschriebenen Studie eingeflossen.

Frühere Forschungen wurden mit einem sperrigen, schweren (~ 8 lb) und teuren Laborroboter durchgeführt, der nur ein Training auf Sitz- oder Laufbandbasis ermöglichte, da er mit Kabeln verbunden war. Dies schränkt die Verwendung durch Physiotherapeuten stark ein und ist für eine einfache Verwendung durch Physiotherapeuten in der Praxis nicht geeignet konfiguriert. NextStep Robotics erfand und baute die motorischen Lernprogramme für Knöchelroboter mit viel Input von Physiotherapeuten und anderen Rehabilitationsklinikern in einen tragbaren, leichten Roboter, der überall oberirdisch eingesetzt werden kann, mit Bluetooth-Steuerung, die dem Therapeuten auch genau mitteilt, wie gut der Hub ist Überlebende lernen Schritt für Schritt. Es ist dieser neue tragbare Knöchelroboter, der für den Einsatz in der Praxis konfiguriert ist und den die Forscher in Studien mit Physiotherapeuten testen möchten, die ihn vollständig in ihr übliches ambulantes Mobilitätstraining für Patienten am Orthopädie- und Rehabilitationsinstitut der Universität von Maryland integrieren.

Dieser U44-Preis des National Institute of Neurological Disorders and Stroke (NINDS) ist keine typische einphasige randomisierte klinische Studie, sondern besteht aus Phase I, die das kommerzielle Design des Roboters im ersten Jahr abschließt, gefolgt von einer randomisierten klinischen Phase II-Studie über Jahre 2-4 einer fertiggestellten kommerziellen Version des Knöchelroboters.

Phase II (nach Abschluss des kommerziellen Designs in Phase I) ist eine randomisierte (zufällige Gruppenzuordnung), verblindete (Ergebnistests durch Techniker, die sich der Patientengruppenzuordnung nicht bewusst sind), zweiarmige (2 Gruppen) Studie, die die Hypothese untersucht, dass subakut (6 Wochen bis 6 Monate) Schlaganfallpatienten mit Fußheber, AMBLE integrierte Physiotherapie (PTR), bestehend aus 18 Trainingseinheiten über neun Wochen, ist wirksamer als übliche Physiotherapie (PT), um die Ergebnisse des Fußhebers zu verbessern, gemessen durch Bewegungsanalysen des Gehens, und durch standardisierte klinische Bewertungen des Gehens, einschließlich spezifischer Fußheber-Ergebnisse, bewertet von einem zertifizierten PT-Kliniker (blind für die Behandlungszuweisung), gegengeprüft durch verblindete Überprüfung von Filmen der standardisierten Mobilitätsbewertungen durch 2 andere Kliniker, um eine übereinstimmende, unparteiische Beurteilung zu ermöglichen. Insbesondere konzentriert sich diese Phase-II-Studie auf die subakute Schlaganfall-Erholung (6 Wochen bis 6 Monate), da sie ein therapeutisches Fenster darstellt, in das herkömmliche ambulante Physiotherapie typischerweise vorgezogen wird, um die Ergebnisse zu optimieren. Diese Phase der Schlaganfallrehabilitation wird ausgewählt, um die AMBLE in realen Umgebungen zu testen, wenn ambulante Physiotherapie typischerweise stattfindet, wobei eine Behandlungshäufigkeit und -dauer (18 Physiotherapiesitzungen über 9 Wochen) verwendet wird, die für die Praxis in Maryland und den meisten Vereinigten Staaten repräsentativ ist . Wenn das Tragen des AMBLE-Roboters während der Physiotherapie in diesem Zeitraum den Fußabfall reduziert und die längerfristigen Ergebnisse verbessert, gemessen 3 Monate nach Beendigung der gesamten Robotertherapie, werden die Prüfärzte die FDA-Zulassung für das erste Robotergerät beantragen, das danach aktiv den Fußabfall behandelt Schlaganfall.