Rehabilitación asistida por robot - Evaluaciones multiarticulares (Aim1)

Las deficiencias sensoriomotoras posteriores a un accidente cerebrovascular pueden conducir a una discapacidad sustancial que afecte a la extremidad superior. Estas deficiencias a menudo implican cambios patológicos complejos en múltiples articulaciones y múltiples grados de libertad del brazo y la mano, lo que dificulta su diagnóstico y tratamiento. Muchos mecanismos potenciales, como la debilidad muscular, la hiperexcitabilidad motoneuronal y la impedancia articular pasiva elevada, pueden contribuir a las deficiencias, lo que dificulta discernir dónde enfocar mejor el tratamiento.

Objetivos: Los objetivos de este estudio son cuantificar la progresión de las propiedades neuromecánicas a lo largo de la extremidad superior durante la recuperación de un accidente cerebrovascular.

Objetivo específico 1: El objetivo específico es examinar las propiedades neuromecánicas en toda la extremidad superior y la excitabilidad corticomotora en supervivientes de un accidente cerebrovascular durante un período de 6 meses y durante la progresión de las fases de recuperación aguda a subaguda y crónica.

Hipótesis: Excesiva rigidez local y cruzada, reflejos heterónimos, excitabilidad corticomotora y disminución de la individuación y agudeza propioceptiva estarán presentes entre los múltiples grados de libertad del miembro superior. La rigidez y la espasticidad aumentarán con el tiempo posterior al accidente cerebrovascular.

El objetivo de este estudio se abordará a través de una evaluación longitudinal de los supervivientes de un accidente cerebrovascular durante los primeros 6 meses posteriores al accidente cerebrovascular. Específicamente, el control de las extremidades superiores y las propiedades neuromecánicas se medirán en 7 puntos de tiempo diferentes durante los seis meses.

Se reclutarán 36 sobrevivientes de accidentes cerebrovasculares de entre 18 y 85 años durante la duración del estudio. Se reclutará un grupo de 20 sujetos sanos para obtener los valores normales de las propiedades neuromusculares y biomecánicas.

En una sesión de selección inicial, después de que el sujeto haya dado su consentimiento, el personal de investigación verificará el estado de salud del sujeto y realizará exámenes clínicos para determinar si el sujeto cumple con los criterios de inclusión y exclusión. Durante la sesión de selección, el sujeto participará en varias evaluaciones clínicas. Las evaluaciones de detección durarán aproximadamente media hora.

Si el sujeto califica para el estudio, el sujeto participará en sesiones de evaluación en 7 puntos de tiempo espaciados a lo largo del estudio. Para cada sesión de evaluación, se solicitará a los participantes que acudan a nuestros laboratorios. La evaluación de los participantes tendrá componentes neuromecánicos y clínicos. Los componentes neuromecánicos de la evaluación tomarán aproximadamente 3 horas y la evaluación clínica necesitará alrededor de 2,5 horas.

Evaluaciones neuromecánicas: Al diagnosticar los cambios neuromecánicos de múltiples articulaciones y múltiples grados de libertad (DOF) en la extremidad superior afectada, el IntelliArm operará en los modos pasivo y activo. Durante las evaluaciones neuromecánicas, el sujeto se sentará erguido en una silla de barbero y se amarrará el tronco al respaldo de la silla. El brazo, el antebrazo y la mano del sujeto se sujetarán a los aparatos ortopédicos correspondientes que se sujetan al brazo robótico. Los ejes servomotores relevantes del IntelliArm están alineados con el brazo del sujeto en las articulaciones del hombro, el codo, la muñeca y la metacarpofalángica (MCP). Se realizarán los ajustes para que el brazo robótico funcione correctamente con cada sujeto.

El sistema de electromiografía (EMG) se puede emplear para registrar las actividades musculares en la extremidad superior afectada. La piel sobre el vientre del músculo se limpiará con una gasa con alcohol y se puede afeitar con navajas desechables. Se colocarán electrodos autoadhesivos en los sitios limpios y se conectarán al instrumento y la computadora. Los electrodos de superficie se pueden colocar en varios vientres musculares diferentes, incluidos Flexor digitorum superficialis (FDS), Extensor digitorum (ED), Flexor carpi radialis (FCR), Extensor carpi radialis longus (ECRL), Biceps brachii (BB), Triceps brachii long cabeza (TBLH), deltoides anterior (DA) y deltoides posterior (DP).

Después de hacer todos los preparativos, la evaluación comenzará primero con el movimiento pasivo. En el modo pasivo, el robot de brazo multiarticular moverá el hombro, el codo, la muñeca y los dedos del brazo dañado de los supervivientes de un accidente cerebrovascular a lo largo de los ROM de forma simultánea e individual en patrones espaciales y temporales bien controlados con pares y posiciones multieje. medido en las articulaciones del hombro, codo, muñeca y MCP. Esas articulaciones se moverán una a la vez o todas juntas al azar, y los movimientos se repetirán hasta 5 veces en cada condición. Después de terminar la evaluación del movimiento pasivo, se le pedirá al participante que mueva aleatoriamente cada articulación de la extremidad superior o que mueva toda la extremidad superior de un lugar a otro, y necesitará que cada participante repita el movimiento hasta 5 veces en cada uno. condición. Cada evaluación neuromecánica tomará aproximadamente 3 horas.

Se registrará el par de torsión y el desplazamiento angular de cada articulación. Durante las sesiones de evaluación, las respuestas reflejas y las actividades musculares de los participantes, como la hiperexcitabilidad de los flexores y las contracciones voluntarias de los músculos agonistas y antagonistas en cada articulación, se registrarán y monitorearán a través de los electrodos de piel con un sistema EMG inalámbrico. Los electrodos solo se utilizan para registrar la señal generada por los músculos y el participante no sentirá ninguna descarga durante las evaluaciones. Se pueden colocar electrodos de electroencefalografía (EEG) no invasivos en el cuero cabelludo para registrar las señales de actividad cerebral. Se puede tomar un video o algunas fotos como opción para evaluar los patrones de movimiento durante las evaluaciones.

También se realizarán medidas de rigidez y de hiperexcitabilidad de los músculos flexores de los dedos/muñeca, a saber, espasticidad y tiempo de relajación, usando técnicas que los investigadores han implementado con éxito en el pasado. La espasticidad de los músculos de la muñeca/mano se medirá como la respuesta refleja a la rotación impuesta de la articulación de la muñeca. Un servomotor creará una rotación rápida de la muñeca para invocar un reflejo de estiramiento o una rotación lenta de velocidad constante para medir la rigidez pasiva nominal. El ángulo de la muñeca, la velocidad angular y el torque se registran para el análisis de la espasticidad. Los registros de EMG se obtendrán con electrodos de superficie de músculos superficiales seleccionados. El tiempo de relajación se cuantificará examinando la actividad de los músculos flexores. Se le indicará al sujeto que agarre al máximo al escuchar un tono audible. Luego, el sujeto debe relajar el agarre lo más rápido posible después de escuchar un segundo tono. El tiempo de relajación se define como el tiempo transcurrido desde el segundo tono hasta el punto en que la magnitud del músculo flexor vuelve al nivel de referencia + tres desviaciones estándar.

Evaluaciones clínicas: Durante las evaluaciones clínicas, los sujetos se someterán a una batería de evaluaciones clínicas estandarizadas. Estas evaluaciones requieren que los sujetos completen movimientos y tareas funcionales utilizando los brazos y las manos. Las evaluaciones clínicas que se administrarán incluyen las que se enumeran a continuación.

Miniexamen de detección del estado mental Chedoke McMaster Evaluación de accidentes cerebrovasculares: Inventario de deterioro del brazo y la mano

Sesiones de evaluación completa Prueba de función motora de Wolf calificada (WMFT) Fugl-Meyer Upper Extremity (FMUE) Chedoke McMaster Stroke Assessment: Inventario de deterioro de brazo y mano Action Research Arm Test (ARAT) Evaluación sensorial de Nottingham Escala de Ashworth modificada (MAS) Fuerza de agarre y pellizco Fortaleza