A bokarobotika tréning agykérgi és biomechanikai dinamikája stroke-ban (AbotMot)

A tájékozott beleegyezés megszerzése után ez a kísérleti vizsgálat legalább tizenegy látogatást tesz szükségessé minden alany esetében. Az első látogatás szűrővizsgálatokat és alkalmassági teszteket foglal magában, amelyek körülbelül 3 óráig tartanak, és a VAMC-ben (Veteran's Administration Medical Center) a Geriatric Assessment Clinic (GAC) területén kerül sor. A második és harmadik látogatás körülbelül 3 órát vesz igénybe a VAMC Human Motor Performance Laboratoryban, és magában foglalja a noninvazív EEG, a felszíni EMG és az EKG gyűjtését, valamint a bokamozgások gyakorlását a bokarobot segítségével videojátékokhoz. Ezen túlmenően a járás és az egyensúly funkció mérésére kerül sor az Anklebot edzés előtt és után. Az elkövetkező 3 hétben az alanyok egy otthoni, monitorozott (napló) sétaprogramon vesznek részt. A következő hét látogatás (az edzésprogram) magában foglalja a bokamozgások további gyakorlását a bokarobot segítségével videojátékokhoz, a motorvezérlési adatok gyűjtését, de nem gyűjtenek elektrofiziológiai adatokat. A tizenegy látogatás (végső) megegyezik a látogatásokkal 2 és 3.

1. látogatás: A szűrési értékelések magukban foglalják az orvosi feljegyzések áttekintését, valamint a jogosultság megállapításához szükséges orvosi és neurológiai vizsgálatokat. A klinikai értékelések közé tartozik a Mini Mental State Exam (MMSE) és a Center for Epidemiological Study (CES-D) is. A demencia, depresszió vagy más kognitív hiányosságok klinikai gyanúja vagy bizonyítéka ezeken a szűrőeszközökön, amelyek megzavarhatják a vizsgálatot, kizárják a további vizsgálat értékelését és a pszichiátriához vagy más megfelelő egészségügyi szakemberhez történő azonnali utalást további értékelésre. Az Automated Neuropsychological Assessment Metrics (ANAM) átfogó neuropszichológiai eszközként is szolgál a kognitív funkciókhoz és a motoros tanuláshoz kapcsolódó neuropszichológiai folyamatok több aspektusának mérésére. Ezenkívül a résztvevőket arra kérik, hogy 3-szor 10 métert sétáljanak át egy járásmérő szőnyegen az általuk kívánt sebességgel, miközben biztonsági hevederben vannak, és tapasztalt kutatói asszisztens kíséretében (nem segítve). Ez segít meghatározni a hiány súlyosságát az adatelemzés során történő csoportosításhoz. Végül egy standard neurológiai vizsgálatot végeznek orvosi képesítéssel rendelkező személyzet.

2., 3. és 11. látogatás: A vizsgálatba való felvétel és az orvosi szűrés után az alanyokat az Anklebottal tesztelik, miközben rögzítik az EEG-t, az EMG-t és a pulzusszámot (EKG).

Először is, az alanyokat egy sztreccs lycra sapkával látják el, amely 64 süllyesztett ónból kialakított EEG-érzékelőt tartalmaz. A résztvevő bőrét enyhén megdörzsölik vagy dörzsölik egy Q-csúcs végével az egyes szenzorok helyén, hogy eltávolítsák az olajat és az elhalt hámszövetet, és így biztosítsák az EEG-jel jó vezetőképességét. A bőr nem fog eltörni. A fecskendőhöz csatlakoztatott tompa applikátor segítségével az FDA által jóváhagyott, nem toxikus vezető gélt alkalmaznak a 64 rögzítő érzékelő nyílásán keresztül, hogy a gél folyamatos érintkezést hozzon létre a rögzítési helyeken lévő bőr és a megfelelő érzékelők között. . Rögzítő érzékelőket helyeznek el a bal szem feletti és alatti bőrön is a szemmozgások figyelésére, valamint mindkét füllebenyre, hogy „nem agyi” referenciahelyként szolgáljanak. Az elülső régióban földelektródát helyeznek el. A szemcsatornát és a referenciahelyeket enyhén ledörzsöljük egy párnával, bedörzsöljük alkohollal, és előkészítjük a vezető géllel, hogy folyamatos kapcsolat legyen a fejbőr és az érzékelő felülete között. Ezenkívül felületi EMG elektródákat alkalmaznak a tibialis anteriorra, a gastrocnemiusra és szükség esetén a pareticus láb peroneális izmaira. Az EKG-rögzítéshez szükséges elvezetéseket kétoldalian a kulcscsontok alatti helyekre vezetik.

A beállítás befejezése után az alanyokat arra kérik, hogy menjenek 10 métert egy műszeres járásszőnyegen, hogy rögzítsék a járásparamétereket a 3 preferált és 3 leggyorsabb járási próba során. Az alanyokat arra kérik, hogy ismételjék meg ezeket a gyaloglási feladatokat, miközben egy párhuzamos kognitív feladatot hajtanak végre, amely egyszerű számtani feladatok megoldásából és válaszok szóbeli jelentéséből áll. Járásövet viselnek, és a kutatószemélyzet szorosan kíséri őket járás közben, és szükség szerint ülő pihenőket kapnak a fáradtság megelőzése érdekében. A második teszt az egyensúlyszabályozást méri úgy, hogy rögzíti a 30 másodperces testtartási kilengési próbát az erőtányéron történő csendes állás közben. A három egyensúlyi feltétel közé tartozik a nyitott szem, a csukott szem és a nyitott szem, miközben egy párhuzamos kognitív feladatot hajt végre, amely egyszerű számtani feladatok megoldásából és válaszainak szóbeli jelentéséből áll. Igény szerint ülő pihenőket biztosítunk.

Az alapszintű funkcionális tesztelés után a résztvevőket egy székre ültették, és a bokarobotot ortopéd térdmerevítővel és ortopéd cipővel a paretikus lábukhoz rögzítik. A megfelelő illeszkedés érdekében a párnákat és a párnázást szükség szerint alkalmazzák, a térdmerevítőt pedig a székre rögzítik a stabilitás érdekében. A láb egy párnázott támaszon nyugszik úgy, hogy a térd 45 fokos szögben van, és a láb szabadon mozoghat.

A beállítás befejezése után az alanyokat arra kérik, hogy "játsszanak le" egy sor videojátékot a pareticus boka talpi vagy háti hajlításával, hogy a megfelelő kurzort mozgassák a számítógép képernyőjén, hogy eltalálják a lassan mozgó célpontokat. Az első játék körülbelül kétperces időtartamú, és robot segítsége nélkül játsszák, hogy felmérjék az alanyok alapvető motoros irányítását és képességeit. Ezt követően 6, körülbelül 4 perces játék különböző szintű robottámogatást nyújt, hogy az alanyokat az előírt bokamozgások elvégzésére irányítsák vagy ösztönözzék. A robottámogatás jellege és mennyisége a foglalkozás során változó lesz, hogy elősegítse a rövid távú motoros tanulást és a paretikus boka szabályozását. A teljesítmény alapú edzéssorozat befejezése után a két perces segédjáték megismétlése teszi teljessé az edzést. Végül az alanyokat megkérik, hogy ismételjék meg a testtartási lengés- és járásteszteket, mint korábban.

4-10. látogatások: a résztvevőket egy székre ültetik, és a bokarobotot ortopéd térdmerevítővel és ortopéd cipővel rögzítik a paretikus lábukra. A megfelelő illeszkedés érdekében a párnákat és a párnázást szükség szerint alkalmazzák, a térdmerevítőt pedig a székre rögzítik a stabilitás érdekében. A láb egy párnázott támaszon nyugszik úgy, hogy a térd 45 fokos szögben van, és a láb szabadon mozoghat.

A beállítás befejezése után az alanyokat arra kérik, hogy "játsszanak le" egy sor videojátékot a pareticus boka talpi vagy háti hajlításával, hogy a megfelelő kurzort mozgassák a számítógép képernyőjén, hogy eltalálják a lassan mozgó célpontokat. Az első játék körülbelül kétperces időtartamú, és robot segítsége nélkül játsszák, hogy felmérjék az alanyok alapvető motoros irányítását és képességeit. Ezt követően 6, körülbelül 4 perces játék különböző szintű robottámogatást nyújt, hogy az alanyokat az előírt bokamozgások elvégzésére irányítsák vagy ösztönözzék. A robottámogatás jellege és mennyisége a foglalkozás során változó lesz, hogy elősegítse a rövid távú motoros tanulást és a paretikus boka szabályozását. A teljesítmény alapú edzéssorozat befejezése után a két perces segédjáték megismétlése teszi teljessé az edzést. Ezeken az edzéseken semmilyen elektrofiziológiai adatot nem gyűjtünk, csak maga az Anklebot által gyűjtött motorvezérlési adatokat.