Interaktion zwischen Patient und Therapeut während der robotischen Gangrehabilitation nach einer Rückenmarksverletzung (INTERROGAIT)

Die Wiederherstellung des Gangs ist ein Hauptziel bei der Rehabilitation von Personen mit inkompletter Querschnittlähmung (i-SCI). Moderne Ansätze bevorzugen eine aufgabenspezifische, repetitive Rehabilitation mit hoher Intensität und frühzeitiger multisensorischer Stimulation, wie beispielsweise das robotergestützte Gangtraining (RAGT). Das wachsende Interesse an der Robotertherapie hat die Aufmerksamkeit auf Mensch-Roboter-Interaktionen im Rehabilitationsrahmen gelenkt, und es bildet sich ein Konsens über die Bedeutung von Top-Down-Ansätzen in der Rehabilitation, insbesondere beim Umgang mit Robotergeräten. Die kritischen Aspekte von Top-Down-Ansätzen sind vielfältig und umfassen Motivation, aktive Teilnahme, Lernfähigkeiten und fehlergesteuertes Lernen, was die Schlüsselaspekte von Feedback-Informationen (FB) zur Steuerung und Verbesserung von HRI-Interaktionen verdeutlicht. Diese Erkenntnisse unterstreichen die entscheidende Funktion der aktiven Einbindung des Patienten (Pt) und die Bedeutung der Informationen, die der Physiotherapeut (PhT) dem Pt zur Unterstützung der Genesung zur Verfügung stellt. Darüber hinaus halten sich PTS, die sich an der Behandlung beteiligt fühlen und FB erhalten, eher an die Rehabilitation, und der PTS kann für Verstärkung sorgen, indem er positive Aufmerksamkeit, Lob und Ermutigung für die Bemühungen des PTS schenkt. Die Interaktion zwischen PhT und Pt ist ein Schlüsselaspekt für den Erfolg der Rehabilitation: Der physische, verbale und technische Austausch zwischen PhT und Pt hat großen Einfluss auf das Ergebnis. Bei der robotergestützten Gangrehabilitation hängt die Interaktion zwischen Pt und Pt von verschiedenen Aspekten ab, darunter der Menge und Qualität der zwischen Pt und Roboter sowie zwischen Pt und Roboter ausgetauschten Informationen in einer dreifachen Beziehung.

Aktuelle Daten zu Mensch-zu-Mensch-Interaktionen und neuronalen Korrelaten zwischenmenschlich koordinierten motorischen Verhaltens haben gezeigt, dass kooperatives motorisches Verhalten im Vergleich zur alleinigen Ausführung der Aufgabe bestimmte kortikale und subkortikale Bereiche des motorischen Systems beansprucht und so das Erlernen motorischer Strategien zur Unterstützung der Genesung fördert . Kürzlich wurde ein neuer konzeptioneller und methodischer Rahmen vorgeschlagen, um die neuronalen Grundlagen menschlicher sozialer Interaktion zu untersuchen: die Zwei-Personen-Neurowissenschaft. Der Schwerpunkt liegt auf der Untersuchung des dualen Austauschs und nicht nur auf dem individuellen Verhalten, indem gleichzeitige neurophysiologische Aufzeichnungen von zwei oder mehr Probanden verwendet werden, die üblicherweise als Hyperscanning oder Dual-Scanning bezeichnet werden. Ein Ansatz, der eine praktikable Möglichkeit bieten kann, die soziale Interaktion aus den Daten von zwei Personen zu entwirren, ist die Multi-Gehirn-Konnektivität (in einigen Studien auch als Hyperkonnektivität bezeichnet). Dabei werden zeitliche Korrelationen zwischen Signalen untersucht, die von den Gehirnregionen verschiedener Probanden während ihrer Interaktion abgeleitet werden, um zu verstehen, wie die Gehirnaktivität jedes Probanden mit der Aktivität im Gehirn des anderen Probanden korreliert. Die Konnektivität zwischen Subjekten wurde durch fMRT-, MEG- und EEG-Studien beschrieben, wobei letztere ein ökologisches Umfeld ermöglichten. Darüber hinaus ermöglicht die Verwendung von aus der Graphentheorie abgeleiteten Indizes die Charakterisierung des multiplen Gehirnsystems anhand seiner Eigenschaften. Die Literatur zu den Auswirkungen von RAGT auf die i-SCI-Gangleistung, insbesondere auf Geschwindigkeitsparameter, ist umfangreich. Allerdings wurde der Einfluss der Pht-Pt-Wechselwirkung auf das Gangergebnis zum Zeitpunkt dieses Vorschlags in diesem Zusammenhang noch nie untersucht. Die Kombination aus EEG-Hyperscanning und Multi-Gehirn-Konnektivität könnte ein leistungsstarkes Instrument sein, um die Pht-Pt-Interaktion objektiv zu messen und sie mit den Rehabilitationsergebnissen in Beziehung zu setzen. INTERROGAIT wird diesen Kontext untersuchen, indem es die Pht-Pt-Interaktion während der Gangrehabilitation mit dem Lokomat-Gerät bei iSCI-Patienten moduliert.

Die Haupthypothese ist, dass RAGT, das mit dem FB durchgeführt wird, sofern das Lokomat-Gerät ein hohes Maß an Pht-Pt-Interaktion aufweist, zu einem besseren funktionellen Ergebnis für Pts im Vergleich zu einer minimalen Interaktion führen kann. Darüber hinaus werden wir eine quantitative Bewertung der Pht-Pt-Interaktion (EEG-Hyperscanning-Studie) durchführen und nach Korrelationen zwischen neurophysiologischen Deskriptoren und dem klinischen Ergebnis suchen, um unsere Haupthypothese zu stützen.

Das Hauptziel dieser Studie besteht darin, die Auswirkungen der maximalen und minimalen PhT-Pt-Interaktion bei RAGT auf die klinische und funktionelle Leistung bei iSCI-Probanden durch eine einzelne, blinde, randomisierte, kontrollierte klinische Längsschnittstudie zu testen.

Darüber hinaus soll die Studie darauf abzielen, neurophysiologische Indizes zu identifizieren, die aus Hyperscanning-EEG-Daten abgeleitet werden, die den Aufbau und die Entwicklung der Pht-Pt-Interaktion während der RAGT überwachen, und die Korrelation zwischen der Etablierung einer erfolgreichen Pht-Pt-Interaktion anhand neurophysiologischer Indizes und psychologischer Indizes zu untersuchen Variablen und das Rehabilitationsergebnis. Aspekte im Zusammenhang mit der Akzeptanz und Benutzerfreundlichkeit der Ansätze werden bewertet. Im Detail werden für die Pt-Stimmung, Motivation und Zufriedenheit vor (Stimmung, Motivation) und nach (Zufriedenheit) RAGT-Sitzungen mittels visueller Analogskalen bewertet; Die Arbeitsbelastung wird am Ende der Trainingseinheiten anhand des Nasa-Task Load Index bewertet. Sowohl für Pht als auch für Pt werden die Empathie und die Fähigkeit, Emotionen zu erkennen oder auszudrücken, vor und nach dem Training anhand der Emotional Response Scale, Impression Scale, Interpersonal Reactivity Index, Empathie Quotient, Assertion Inventory und Responsibility Attitude Scale bewertet.