Nilkkarobotiikan harjoittelu aivohalvauksen jälkeen

Veteraanit ja muut aivohalvauksesta selviytyneet amerikkalaiset kohtaavat usein vammauttavia motorisia häiriöitä, jotka estävät päivittäisen elämän suorittamisen ja rajoittavat vapaata elämää. Näistä merkittäviä ovat heikentyneet liikuntatoiminnot ja heikentynyt tasapaino, jotka paitsi edistävät istumista elämäntapaa ja fyysistä kunnostamista, myös lisäävät kaatumisten aiheuttamien vammojen riskiä. Viimeaikaiset tutkimukset ovat osoittaneet, kuinka motoriseen oppimiseen perustuvat interventiot voivat muuttaa aivotoimintaa ja parantaa motorisia toimintoja henkilöillä, joilla on aivohalvaus. Nyt on suuri tutkimusmahdollisuus edistää näiden interventioiden tehokkuutta soveltamalla uusia robotiikkateknologioita parantamaan olennaisten toimintojen, kuten kävelyn ja tasapainon, neuromotorista ohjausta. Yksi kriittinen alue kävelyn ja seisomisen tasapainon suorituskyvylle on nilkkojen hallinta, koska ne ovat tärkein mekaanisen voiman kanava kävelyssä ja myös moduloivat vääntömomentteja, jotka vaikuttavat koko kehon massakeskuksen liikkeisiin tasapainotettaessa. Siten nykyinen ehdotus on suunniteltu tutkimaan kahta lähestymistapaa impedanssiohjatun nilkkarobotin käyttämiseksi parantamaan kävelyä ja tasapainotoimintoja aivohalvauksesta selviytyneiden kroonista alaraajojen hemipareesia sairastavien keskuudessa. Yksi lähestymistapa käyttää nilkkarobottia istuvassa visuomotorisessa harjoitusohjelmassa, joka keskittyy parantamaan pareettisen nilkan moottorin ohjausta, joka voi siirtyä kävely- ja tasapainotoimintoihin. Toinen lähestymistapa noudattaa hallitsevaa kuntoutusparadigmaa tehtäväkohtaisessa harjoittelussa integroimalla nilkkarobotin käyttö juoksumattoharjoittelun aikana arvioimaan vaikutuksia samoihin tuloksiin. Molempien robotiikan lähestymistapojen tehokkuutta verrataan juoksumattoharjoitusohjelmaan ilman robotiikkaa.

Tutkimuksessa testataan hypoteesia, jonka mukaan henkilöillä, joilla on krooninen alaraajojen hemipareesi, 6 viikon istuva nilkkarobottiharjoittelu parantaa pareettisen nilkan moottorin hallintaa parantaen merkittävästi seisontatasapainoa ja parantaen kohtalaista kävelyä, kun taas sama määrä harjoittelua juoksumatolla nilkkarobotti parantaa kävelyä enemmän kuin tasapainoa. Molemmat robottikoulutetut ryhmät ovat parempia kuin vain juoksumatto -ryhmä tasapainossa, kun taas juoksumatto + robotti -ryhmä saavuttaa suurimmat askeleet ja istuva robottiryhmä parantaa kävelyä jonkin verran, mutta nilkan moottorin hallinta ja tasapaino paranevat.

Tavoitteet: 6 viikon interventiossa (18 hoitokertaa) kroonista alaraajojen hemipareesia sairastaville henkilöille 1) Vertaa istuvan visuomotorisen nilkkarobotin harjoittelun ja juoksumatto + robottiharjoittelun vaikutuksia pareettisen nilkan vajavuuksiin ja motoriseen hallintaan; 2) Vertaa istuvan robotin vs. juoksumatto + robottiharjoittelun vaikutuksia toiminnalliseen liikkuvuuteen ja tasapainoon; ja 3) Vertaa molempien robotiikkalähestymistapojen tehokkuutta samanpituiseen juoksumaton harjoitusprotokollaan. Tämä ehdotus määrittää kahden motoriseen oppimiseen perustuvan lähestymistavan alkuperäisen vertailevan tehokkuuden, jossa käytetään modulaarista impedanssiohjattua nilkkarobottia ja kontrastimoottorin ohjausta sekä toiminnallisia kävely- ja tasapainotuloksia. Pilottitutkimuksena luomme myös alustavat alijäämäprofiilit käyttäjille, jotka vastaavat jokaiseen toimenpiteeseen kuuden viikon aikana.