Robotti-avusteisen kävelykoulutuksen vaikutus motorisiin toimintoihin, hengitysparametreihin ja toimintakykyyn CP-oireyhtymässä

Yksityiskohtainen kuvaus

Cerebral Palsy (CP) on ryhmä pysyviä liikkeen, asennon ja motorisen hallinnan häiriöitä, jotka aiheutuvat kehittyvän aivojen ei-progressiivisista häiriöistä. Liikuntavammojen, kuten spastisuuden, lihasheikkouden ja tasapainohäiriöiden lisäksi CP:lla sairastavilla lapsilla on usein alentunut kardiopulmonaalinen kapasiteetti ja vähentynyt kestävyys päivittäisissä toimissa. Vartalon hallinnan rajoitukset, muuttuneet kävelymekaniikat ja alentuneet fyysisen aktiivisuuden tasot voivat ajan myötä vaikuttaa negatiivisesti hengitystoimintoon. Tästä syystä nykyaikaiset lasten kuntoutusmenetelmät korostavat yhä enemmän interventioita, jotka kohdistuvat sekä motoriseen suorituskykyyn että fysiologiseen kapasiteettiin.

Neurokehityksellinen hoito (NDT) on yksi yleisimmin käytetyistä terapeuttisista lähestymistavoista lasten neurokuntoutuksessa. Lähestymistapa keskittyy normaalien liikemallien edistämiseen, asennon hallinnan parantamiseen, toiminnallisen liikkuvuuden tehostamiseen ja osallistumisen edistämiseen päivittäisissä toimissa tehtäväkohtaisten harjoitteiden ja terapeutin ohjaamien liikestrategioiden avulla. Vaikka NDT-pohjaisia interventioita sovelletaan laajalti, täydentävät teknologiat, jotka lisäävät liiketoistoa ja tarjoavat rakenteellista kävelyharjoittelua, voivat edelleen parantaa kuntoutustuloksia.

Robottiassistoidun kävelykoulutuksen on kehitetty tarjoamaan toistuvaa, tehtäväkohtaista kävelyharjoittelua kontrolloiduilla parametreilla, kuten kävelynopeudella ja kehon asennolla. Nämä järjestelmät mahdollistavat neurologisia vammoja sairastavien yksilöiden harjoitella symmetrisiä kävelyjaksoja samalla kun he saavat ulkoista mekaanista tukea ja johdonmukaista sensorista syötettä. Tällainen toistuva lokomotorinen harjoittelu voi edistää motorista oppimista, parantaa kävelykykyä ja mahdollisesti lisätä kardiopulmonaalista osallistumista kuntoutuksen aikana. Kuitenkin todisteet robottiassistoidun kävelykoulutuksen ja perinteisen neurokehityksellisen hoidon yhdistetystä vaikutuksesta sekä motorisiin että hengitystuloksiin CP:lla sairastavilla lapsilla ovat edelleen rajalliset.

Tämä tutkimus selvittää robottiassistoidun kävelykoulutuksen lisäämisen vaikutuksia neurokehitykselliseen hoitoon perustuvaan kuntoutusohjelmaan liikkuvilla CP:lla sairastavilla lapsilla. Interventio-ohjelma on suunniteltu kohdistumaan useisiin toiminnallisen suorituskyvyn komponentteihin, mukaan lukien asennon hallintaan, tasapainoon, alaraajojen voimaan, koordinaatioon ja hengitysmekaniikkaan. Osallistujat jaetaan kahteen interventioryhmään: neurokehitykselliseen hoitoryhmään ja neurokehitykselliseen hoitoryhmään plus robottiassistoidun kuntoutuksen ryhmään. Molemmat interventiot toteutetaan lasten neurologisessa kuntoutuksessa kokeneen fysioterapeutin toimesta.

Neurokehityksellinen hoito-ohjelma koostuu rakenteellisesta harjoitussarjasta, joka on suunniteltu parantamaan vartalon vakautta, tasapainon hallintaa ja toiminnallista liikkuvuutta. Harjoitusprotokolla sisältää palleahengityskoulutusta, jonka tarkoituksena on edistää hengityslihasten aktivaatiota ja parantaa hengitysmalleja. Tasapainoon ja kävelyyn liittyvät tehtävät sisällytetään tandemkävelyn ja askelpituusharjoittelun kautta, joiden tavoitteena on parantaa dynaamista vakautta ja kävelyn symmetriaa. Toiminnalliset voimaharjoitukset sisältävät toistettuja istuma-asennosta seisoma-asentoon -toimintoja tuetulla tasapainopinnalla, jotka kohdistuvat alaraajojen lihasaktivaatioon ja asennonmuutoksiin, joita käytetään yleisesti päivittäisissä toimissa.

Lisäharjoitukset keskittyvät vartalon ja lantion hallintaan. Lantion nosto (silta) -harjoituksia käytetään lonkkanojantajien vahvistamiseen ja lantion vakautuksen parantamiseen, samalla kun nelinkontiasennon tasapainotehtävät vastakkaisen puolen ulottumisen kanssa haastavat vartalon koordinaatiota ja asennon hallintaa. Portaalta suoritettavat toiminnalliset astumistoiminnot tarjoavat tehtäväkohtaista harjoittelua astumisliikkeille ja painonsiirrolle. Lopuksi istuma-asennossa suoritettavia painonsiirtotoimintoja tehdään terapeutin antaman approksimaation avulla stimuloimaan proprioceptiivista syötettä ja parantamaan vartalon asentoa.

Koehenkilöryhmän osallistujat suorittavat muokatun version samasta neurokehityksellisestä harjoitussekvenssistä vähennetyillä toistomäärillä ylläpitääkseen samanlaista kokonaistuntikestoa. Näiden harjoitusten suorittamisen jälkeen osallistujat käyvät läpi robottiassistoidun kävelykoulutuksen robottikävelyjärjestelmällä. Robottikoulutuksen aikana lapsi kävelee laitteen tarjoaman mekaanisen ohjauksen avulla, joka tukee alaraajoja ja helpottaa toistuvia kävelyjaksoja. Robottikävelysessio suoritetaan kontrolloiduissa olosuhteissa kävelynopeudella 0,08 km/h ja ilman juoksumaton kaltevuutta. Intervention robottikomponentti tarjoaa lisää lokomotorista harjoittelua ja pyrkii vahvistamaan koordinoituja kävelymalleja korkean toiston harjoittelun kautta.

Kuntoutustunnit on suunniteltu tarjoamaan yhdistelmän hengitysaktivaatiota, asennon hallintaharjoituksia ja toiminnallisia kävelyyn liittyviä toimintoja. Toistuvan altistumisen kautta näille toiminnoille ohjelma pyrkii stimuloimaan neuromuskulaarista sopeutumista ja parantamaan liikkeen tehokkuutta. Robottikävelykoulutuksen integrointi voi edelleen lisätä kävelyharjoittelun määrää samalla varmistaen turvalliset ja johdonmukaiset liikemallit.

Keuhkotoimintaa arvioidaan digitaalisella spirometrilla saadakseen objektiivisia mittauksia hengityssuorituskyvystä. Spirometrinen arviointi tarjoaa kvantitatiivisia arvoja, jotka heijastavat hengitysteiden toimintaa ja hengityskapasiteettia. Tutkimus keskittyy keskeisiin spirometrisiin indikaattoreihin, joita käytetään yleisesti keuhkotoiminnan arviointiin kliinisissä ja tutkimusasetelmissa. Nämä objektiiviset hengitysmittaukset mahdollistavat mahdollisten fysiologisten muutosten tarkastelun, jotka liittyvät kävelykoulutukseen ja lisääntyneeseen fyysiseen osallistumiseen.

Yhdistämällä perinteinen neurokehityksellinen terapia robottilokomotoriseen koulutukseen tämä tutkimus pyrkii selvittämään, voiko teknologiaa tukevan kuntoutuslähestymistavan parantaa toiminnallisia tuloksia perinteisen terapian yksin saavuttamia tuloksia pidemmälle. Tulosten odotetaan osallistuvan kasvavaan tutkimuskirjallisuuteen, joka tutkii robottiteknologioiden integrointia lasten neurokuntoutukseen, ja ne voivat tarjota näkemyksiä niiden mahdollisesta vaikutuksesta sekä motoriseen että hengityssuorituskykyyn CP:lla sairastavilla lapsilla.