Ein Exoskelett der oberen Extremität, um unerwünschte Gelenksynergien während des repetitiven Trainings bei Schlaganfallüberlebenden anzusprechen

Ein Schlaganfall führt zu erheblichen langfristigen Behinderungen und die Inzidenz von Schlaganfällen in der Veteranenbevölkerung ist hoch, mit etwa 6.000 VA-Einweisungen wegen akutem ischämischen Schlaganfall pro Jahr im Jahr 2014. Rehabilitationsprogramme, die die Funktion der oberen Extremitäten verbessern, haben das Potenzial, die Aktivitäten des Veteranen im täglichen Leben zu beeinflussen und ihre Berufung, Erholung und allgemeine Lebensqualität zu verbessern. Repetitives Aufgabentraining (RTT) ist eine aktive Übung einer aufgabenspezifischen motorischen Aktivität und ist bei der Verbesserung der Funktion der oberen Extremitäten nach der Behandlung wirksamer als einfache Gelenkbewegungen. RTT kann jedoch sowohl für den Arzt als auch für den Patienten anstrengend sein, da der Teilnehmer viele Wiederholungen derselben Aufgabe durchführen muss und diese Wiederholungen mit geeigneter Technik schwierig zu bewältigen sein können. Frühere Untersuchungen haben gezeigt, dass es für eine signifikante Beeinflussung der Genesung des Patienten von entscheidender Bedeutung ist, RTT im akuten und subakuten Stadium einzuleiten, die gesunde Gelenkkoordination aufrechtzuerhalten und die Patienten zu engagieren und herauszufordern. Robotergestützte RTT hat das Potenzial, die klinische Bereitstellung bewährter Rehabilitationsprogramme für bedürftige Veteranen zu erleichtern. Vor Kurzem wurde ein neues Exoskelett namens Harmony entwickelt, das eine bimanuelle 3D-Armtherapie durchführen kann. Derzeit mangelt es an Hilfsmitteln, um in den frühen Phasen der Genesung RTT durchzuführen und gleichzeitig die Gelenkkoordination während der 3D-Armbewegung aufrechtzuerhalten und sicherzustellen, dass die Unterstützung den Fähigkeiten des Patienten entspricht. Ziel dieses Projekts ist es daher, neuartige Controller zu entwickeln, die vielversprechende neurologische Grundlagen für das Training nutzen, um das Training repetitiver Aufgaben zu erleichtern und gleichzeitig korrekte Bewegungsmuster bei Schlaganfallpatienten im akuten und subakuten Stadium sicherzustellen. Konkret wird (1) der Controller zur Synergievermeidung (SA) Gelenkdrehmomente anwenden, um die Patienten von der maladaptiven Gelenkkoordination wegzudrängen, wobei er die Bewegungen erst dann stört, wenn das Subjekt eine solche maladaptive Bewegungsstrategie initiiert. (2) Der Task-Assistance-Controller (TA) wendet unterstützende Gelenkdrehmomente an, um Schlaganfallpatienten direkt dabei zu helfen, 3D-RTT-Aktivitäten mit korrekter Koordination und hoher Intensität (Wiederholungen/Sitzung) durchzuführen. Ziel 1: Entwicklung und Bestimmung der Machbarkeit eines RTT-Controllers. H1: SA- und TA-Controller sind machbar, wie aus (1) der Patientensicherheit und (2) der Fähigkeit von TA- und SA-Controllern hervorgeht, Oberkörpergelenke entlang von Aufgabentrajektorien bzw. weg von der synergistischen Koordination zu bewegen. Bis zu fünf Überlebende eines subakuten Schlaganfalls werden RTT-Aktivitäten mit den SA- und TA-Controllern absolvieren. H1 gilt als unterstützt, wenn das angelegte Drehmoment den im Kontrollgesetz festgelegten Anforderungen entspricht und die Machbarkeitskriterien für die TA- und SA-Controller bei zwei aufeinanderfolgenden Patienten erfüllt sind. Ziel 2: Bestimmen Sie die Machbarkeit von Controllern und quantifizieren Sie Änderungen in der gemeinsamen Koordination während einer dreiwöchigen Intervention. H2a: Ein 3-wöchiger Eingriff ist mit beiden Controllern machbar, was (1) die Patientensicherheit und (2) die Fähigkeit der TA- und SA-Controller betrifft, die Oberkörpergelenke in Richtung der gewünschten Flugbahnen für 3D-RTT-Aktivitäten zu bewegen und gleichzeitig Synergien zu vermeiden kompensatorische Koordination. H2b: Das Robotersystem wird Gelenksynergien bei Patienten mit akutem Schlaganfall vor und nach einem dreiwöchigen Eingriff genau verfolgen und jede Änderung der Kompensationsstrategien aufdecken. Es werden zwei Überlebende eines akuten Schlaganfalls rekrutiert. Die Teilnehmer werden entweder dem TA- oder SA-Controller zugewiesen und müssen einmal pro Tag zahlreiche Wiederholungen von Zielaufgaben absolvieren, während sie drei Wochen lang das Harmony-Exoskelett tragen. Gelenkkinematische und kinetische Daten werden in allen Sitzungen vom Robotersystem aufgezeichnet. Auch kinematische Daten werden in den Auswertungssitzungen vor und nach dem dreiwöchigen Eingriff in zwei Modalitäten aufgezeichnet: Roboter im Null-Drehmoment-Modus und unter Verwendung eines Infrarot-Bewegungsverfolgungssystems. Gemeinsame Synergien werden für die beiden Patienten mit akutem Schlaganfall vor und nach einer dreiwöchigen Intervention evaluiert. Hypothesen gelten als bestätigt, wenn zwischen den kinematischen Messungen des Robotersystems und des Bewegungserfassungssystems eine akzeptabel niedrige Fehlerrate besteht. Neue Rehabilitationsprogramme, die die funktionelle Leistung der oberen Extremitäten verbessern, haben das Potenzial, die ADL von Veteranen zu beeinflussen und ihre Berufung, Erholung und allgemeine Lebensqualität zu verbessern. Neue Rehabilitationsprogramme, die die Funktion der oberen Extremitäten verbessern, haben das Potenzial, die ADLs von Veteranen zu beeinflussen und ihre Berufung, Erholung und allgemeine Lebensqualität zu verbessern.