Un exoesqueleto de la extremidad superior para apuntar a sinergias articulares no deseadas durante el entrenamiento repetitivo en sobrevivientes de accidentes cerebrovasculares

El accidente cerebrovascular causa una discapacidad significativa a largo plazo y la incidencia de accidente cerebrovascular en la población de veteranos es alta, con aproximadamente 6000 admisiones al VA por accidente cerebrovascular isquémico agudo por año en 2014. Los programas de rehabilitación que mejoran la función de las extremidades superiores tienen el potencial de impactar las actividades de la vida diaria de los veteranos y mejorar su vocación, recreación y calidad de vida en general. El entrenamiento de tareas repetitivas (RTT) es la práctica activa de una actividad motora específica de la tarea y es más eficaz que los simples movimientos articulares para mejorar la función de las extremidades superiores después del tratamiento. Sin embargo, RTT puede ser agotador tanto para el médico como para el paciente, ya que requiere que el participante complete muchas repeticiones de la misma tarea y esas repeticiones pueden ser difíciles de lograr con la técnica adecuada. Investigaciones anteriores han demostrado que para afectar significativamente la recuperación del paciente, es fundamental iniciar RTT en las etapas aguda y subaguda, mantener la coordinación conjunta de la salud y mantener a los pacientes comprometidos y desafiados. La RTT mediada por robot tiene el potencial de facilitar la entrega clínica de programas de rehabilitación comprobados a los veteranos que lo necesitan y recientemente se desarrolló un nuevo exoesqueleto, llamado Harmony, con la capacidad de brindar terapia de brazo 3D bimanual. Actualmente, faltan herramientas para administrar RTT en las primeras etapas de la recuperación mientras se mantiene la coordinación articular durante el movimiento del brazo en 3D y se garantiza que la asistencia sea acorde con las capacidades del paciente. Por lo tanto, el objetivo de este proyecto es desarrollar controladores novedosos que utilicen una base neurológica prometedora para el entrenamiento para facilitar el entrenamiento de tareas repetitivas al tiempo que garantiza patrones de movimiento correctos en pacientes con accidente cerebrovascular en etapa aguda y subaguda. Específicamente, (1) el controlador de evitación de sinergia (SA) aplicará torques articulares para alejar a los pacientes de la coordinación articular desadaptativa, solo interfiriendo con los movimientos una vez que el sujeto inicia dicha estrategia de movimiento desadaptativa. (2) El controlador de asistencia de tareas (TA) aplicará pares de articulación de asistencia para ayudar directamente a los pacientes con accidente cerebrovascular a lograr actividades RTT 3D con la coordinación correcta a alta intensidad (repeticiones/sesión). Objetivo 1: desarrollar y determinar la viabilidad del controlador RTT. H1: Los controladores SA y TA son factibles, según lo visto por (1) la seguridad del paciente y (2) las habilidades de los controladores TA y SA para mover las articulaciones de la parte superior del cuerpo a lo largo de las trayectorias de tareas y lejos de la coordinación sinérgica, respectivamente. Hasta cinco sobrevivientes de accidentes cerebrovasculares subagudos completarán las actividades de RTT con los controladores SA y TA. Se considerará compatible H1 si el torque aplicado cumple con los requisitos definidos por la ley de control y se cumplen los criterios de factibilidad para los controladores TA y SA en dos pacientes consecutivos. Objetivo 2: determinar la viabilidad de los controladores y cuantificar el cambio en la coordinación conjunta durante la intervención de 3 semanas. H2a: una intervención de 3 semanas de duración es factible con ambos controladores según lo visto por (1) la seguridad del paciente y (2) las capacidades de los controladores TA y SA para mover las articulaciones de la parte superior del cuerpo hacia las trayectorias deseadas para las actividades 3D RTT mientras se evitan las sinergias. coordinación compensatoria. H2b: el sistema robótico rastreará con precisión las sinergias conjuntas en pacientes con accidente cerebrovascular agudo antes y después de una intervención de 3 semanas, revelando cualquier cambio en las estrategias compensatorias. Se reclutarán dos sobrevivientes de accidentes cerebrovasculares agudos. Los participantes serán asignados al controlador TA o SA y completarán muchas repeticiones de tareas de alcance una vez al día mientras usan el exoesqueleto Harmony durante tres semanas. Los datos cinemáticos y cinéticos conjuntos serán registrados por el sistema robótico en todas las sesiones. Los datos cinemáticos también se registrarán en las sesiones de evaluación antes y después de la intervención de 3 semanas en dos modalidades: robot en modo de par cero y utilizando un sistema de seguimiento de movimiento por infrarrojos. Se evaluarán las sinergias conjuntas para los dos pacientes con accidente cerebrovascular agudo antes y después de una intervención de tres semanas. Las hipótesis se considerarán respaldadas si existe una tasa de error aceptablemente baja entre las mediciones cinemáticas del sistema robótico y el sistema de captura de movimiento. Los nuevos programas de rehabilitación que mejoran el rendimiento funcional de las extremidades superiores tienen el potencial de impactar las AVD de los veteranos y mejorar su vocación, recreación y calidad de vida en general. Los nuevos programas de rehabilitación que mejoran la función de las extremidades superiores tienen el potencial de impactar las AVD de los veteranos y mejorar su vocación, recreación y calidad de vida en general.