Aivohalvauksen nilkkarobotiikan aivokuoren ja biomekaaninen dynamiikka (AbotMot)

Kun tietoinen suostumus on saatu, tämä pilottitutkimus vaatii vähintään 11 ​​käyntiä kaikille koehenkilöille. Ensimmäinen käynti sisältää seulonta- ja kelpoisuustestejä, jotka kestävät noin 3 tuntia ja suoritetaan VAMC:ssä (Veteran's Administration Medical Center) Geriatric Assessment Clinicissä (GAC). Toinen ja kolmas käynti kestävät noin 3 tuntia VAMC Human Motor Performance Laboratoriossa ja sisältävät noninvasiivisen EEG:n, pinta-EMG:n ja EKG:n keräämisen sekä nilkan liikkeiden harjoittamisen käyttämällä nilkkarobottia videopelien pelaamiseen. Lisäksi mitataan kävely- ja tasapainotoimintoja ennen ja jälkeen Anklebot-harjoittelun. Seuraavan 3 viikon ajan koehenkilöt osallistuvat kotona suoritettavaan valvottuun (tuki)kävelyohjelmaan. Seuraavat seitsemän käyntiä (harjoitusohjelma) sisältävät nilkan liikkeiden lisäharjoittelun käyttämällä nilkkarobottia videopelien pelaamiseen, moottorin ohjaustietojen keräämistä, mutta ei sähköfysiologisten tietojen keräämistä. Vierailu yksitoista (lopullinen) on sama kuin vierailut 2 & 3.

Käynti 1: Seulontaarvioinnit sisältävät potilastietojen tarkastelun, lääketieteelliset ja neurologiset tutkimukset kelpoisuuden määrittämiseksi. Kliiniset arvioinnit sisältävät myös Mini Mental State Exam (MMSE) ja Center for Epidemiologic Study (CES-D). Kliininen epäily tai näyttö näissä seulontavälineissä dementiasta, masennuksesta tai muista kognitiivisista puutteista, jotka voisivat häiritä tutkimusta, estävät jatkotutkimuksen arvioinnin ja pikalähetteen psykiatrian tai muun asianmukaisen terveydenhuollon ammattilaisen puoleen lisäarviointia varten. Automated Neuropsychological Assessment Metrics (ANAM) toimii myös kattavana neuropsykologisena työkaluna kognitiiviseen toimintaan ja motoriseen oppimiseen liittyvien neuropsykologisten prosessien useiden näkökohtien mittaamiseen. Lisäksi osallistujia pyydetään kävelemään 10 metriä 3 kertaa askelmittausmaton yli haluamallaan nopeudella ollessaan turvavaljaissa ja kokeneen tutkimusavustajan seurassa (ei avusta). Tämä auttaa määrittämään niiden vajeen vakavuuden ryhmittelyä varten data-analyysin aikana. Lopuksi lääketieteellisesti valtuutettu henkilökunta suorittaa tavallisen neurologisen tutkimuksen.

Käynti 2, 3 ja 11: Tutkimukseen ilmoittautumisen ja lääketieteellisen seulonnan jälkeen koehenkilöt testataan Anklebotilla samalla, kun EEG, EMG ja syke (EKG) tallennetaan.

Ensin koehenkilöt varustetaan joustavalla lycra-korkilla, jossa on 64 upotettua tinasta muodostettua EEG-anturia. Osallistujan ihoa hierotaan kevyesti tai hierotaan Q-kärjen päässä kussakin anturikohdassa öljyn ja kuolleen epidermaalisen kudoksen poistamiseksi EEG-signaalin hyvän johtavuuden varmistamiseksi. Iho ei katkea. Käyttämällä ruiskuun kiinnitettyä tylppää applikaattoria FDA:n hyväksymä myrkytön johtava geeli levitetään sitten jokaisen 64 tallennusanturin aukon kautta, jotta geelin jatkuva kosketus ihon ja vastaavien antureiden välille saadaan aikaan. . Tallennusanturit sijoitetaan myös iholle vasemman silmän ylä- ja alapuolelle seuraamaan silmän liikkeitä sekä molempiin korvalehtiin toimimaan "ei-aivoina" referenssikohteina. Etualueelle asetetaan maadoituselektrodikohta. Silmäkanava ja vertailukohdat hiotaan kevyesti tyynyllä, hierotaan alkoholilla ja valmistetaan johtavalla geelillä mahdollistamaan jatkuva yhteys päänahan ja anturin pinnan välillä. Lisäksi pinta-EMG-elektrodeja kiinnitetään tibialis anterior-, gastrocnemius- ja tarvittaessa pareettisen jalan peroneaalisiin lihaksiin. EKG-tallennusjohdot liitetään kahdenvälisesti kohdissa, jotka ovat välittömästi solisluun alempana.

Kun asetukset on tehty, koehenkilöitä pyydetään kävelemään 10 metriä instrumentoidun kävelymaton päällä kävelyparametrien kirjaamiseksi kolmen suositumman ja kolmen nopeimman kävelykokeen aikana. Koehenkilöitä pyydetään toistamaan nämä kävelytehtävät suorittaessaan samanaikaista kognitiivista tehtävää, joka koostuu yksinkertaisten aritmeettisten tehtävien vastausten ratkaisemisesta ja suullisesta raportoinnista. He käyttävät kävelyvyötä, ja tutkimushenkilöstö seuraa heitä tiiviisti kävellessä ja saavat tarvittaessa istumalevähdyksen väsymyksen estämiseksi. Toinen testi mittaa tasapainon hallintaa tallentamalla 30 sekuntia asennon heilahtelun koetta hiljaisen seisomisen aikana voimalevyllä. Kolme tasapainoehtoa ovat silmät auki, silmät kiinni ja silmät auki suoritettaessa samanaikaista kognitiivista tehtävää, joka koostuu yksinkertaisten aritmeettisten tehtävien vastausten ratkaisemisesta ja suullisesta raportoinnista. Istuvia lepopaikkoja järjestetään tarpeen mukaan.

Perustason toimintatestauksen jälkeen osallistujat istutetaan tuolille ja nilkkarobotti kiinnitetään heidän pareettiseen jalkaansa ortopedisen polvituen ja ortopedisen kengän avulla. Pehmusteet ja pehmusteet asetetaan tarpeen mukaan oikean istuvuuden varmistamiseksi, ja polvituki kiinnitetään tuoliin vakauden takaamiseksi. Jalka lepää pehmustetulla tuella polvi 45 asteen kulmassa ja jalka vapaasti liikkuvassa.

Kun asennus on valmis, koehenkilöitä pyydetään "pelaamaan" sarja videopelejä taivuttamalla pareettista nilkkaa plantaari- tai dorsi-taivuttamalla vastaavaa kohdistinta tietokoneen näytöllä osuakseen hitaasti liikkuviin kohteisiin. Ensimmäinen peli kestää noin kaksi minuuttia ja sitä pelataan ilman robottiapua koehenkilöiden motorisen hallinnan ja kyvyn arvioimiseksi. Myöhemmin kuusi peliä, jotka kestävät noin 4 minuuttia, tarjoavat eritasoista robottitukea ohjaamaan tai rohkaisemaan koehenkilöitä suorittamaan määrätyt nilkan liikkeet. Robottituen luonne ja määrä vaihtelevat koko istunnon aikana lyhytaikaisen motorisen oppimisen ja pareettisen nilkan hallinnan edistämiseksi. Suorituskykyyn perustuvan harjoitussarjan päätyttyä kahden minuutin avustuksettoman pelin toisto päättää istunnon. Lopuksi koehenkilöitä pyydetään toistamaan asennon heilautus- ja kävelytestit kuten ennenkin.

Vierailut 4-10: osallistujat istutetaan tuolille ja nilkkarobotti kiinnitetään heidän pareettiseen jalkaansa ortopedisen polvituen ja ortopedisen kengän avulla. Pehmusteet ja pehmusteet asetetaan tarpeen mukaan oikean istuvuuden varmistamiseksi, ja polvituki kiinnitetään tuoliin vakauden takaamiseksi. Jalka lepää pehmustetulla tuella polvi 45 asteen kulmassa ja jalka vapaasti liikkuvassa.

Kun asennus on valmis, koehenkilöitä pyydetään "pelaamaan" sarja videopelejä taivuttamalla pareettista nilkkaa plantaari- tai dorsi-taivuttamalla vastaavaa kohdistinta tietokoneen näytöllä osuakseen hitaasti liikkuviin kohteisiin. Ensimmäinen peli kestää noin kaksi minuuttia ja sitä pelataan ilman robottiapua koehenkilöiden motorisen hallinnan ja kyvyn arvioimiseksi. Myöhemmin kuusi peliä, jotka kestävät noin 4 minuuttia, tarjoavat eritasoista robottitukea ohjaamaan tai rohkaisemaan koehenkilöitä suorittamaan määrätyt nilkan liikkeet. Robottituen luonne ja määrä vaihtelevat koko istunnon aikana lyhytaikaisen motorisen oppimisen ja pareettisen nilkan hallinnan edistämiseksi. Suorituskykyyn perustuvan harjoitussarjan päätyttyä kahden minuutin avustuksettoman pelin toisto päättää istunnon. Näiden harjoitusten aikana ei hankita sähköfysiologisia tietoja, vaan ainoastaan ​​Anklebotin itsensä hankkimia motorisia ohjaustietoja.