Interaktív Exoskeleton Robot gyalogláshoz

Az agyvérzést koponyán belüli vérzés vagy trombózis okozza, amely megszakítja az agyszövet artériás ellátását, és általában károsítja a központi idegrendszer motoros pályáját, amely a test egyik oldalát érinti. Az érintett oldal felé irányuló csökkenő idegi hajtás hemiplegiához vezethet, ami jelentősen befolyásolja a stroke túlélők mindennapi életvitelét (ADL) (Singam, Ytterberg, Tham és von Koch, 2015). Míg a felső végtag motoros károsodása kompenzálható az ellenoldali oldal használatával tárgyak felvételére vagy manipulálására, az alsó végtag motoros funkcióinak elvesztése jelentősen korlátozza a mobilitást és a test egyensúlyát. Sok szélütést túlélő járást segítő eszközöktől vagy a gondozók kézi támogatásától függ az állásban és a járásban, különben nagy a kockázata annak, hogy súlyos következményekkel járjon az elesésnek (Tasseel-Ponche, Yelnik és Bonan, 2015).

A legújabb tanulmányok azt sugallják, hogy a stroke-betegek újratanulhatják a járásképességet alternatív idegi áramkörök kifejlesztésével, hosszú távú alkalmazkodási folyamaton keresztül, amelyet neuroplaszticitásnak neveznek. A nagy intenzitású, ismétlődő és feladat-specifikus járástréning a kulcsa a hemiplegikus stroke-os betegek járási helyreállításának fokozásának (Kreisei, Hennerici és Bäzner, 2007; Kleim és Jones, 2008). A robottal támogatott alsó végtagi exoskeleton eszközök fejlesztése nagy klinikai potenciállal rendelkezik a stroke rehabilitációjában. Számos alsó végtagi exoskeleton robot klinikailag elérhető a nem ambuláns stroke-betegek számára, hogy passzív asszisztenciával gyakorolhassák a járást testtömeg-támasztott futópados edzésen (BWSTT) (Morone et al., 2017).

A meglévő robot-asszisztált járástréning (RAGT), mint például a Lokomat és az elektromechanikus Gait Trainer, automatikus, ritmikus és ismétlődő, meghajtású segítséget nyújt a fő alsó végtagok csípő- és térdízületeinek bilaterálisan (Poli, Morone, Rosati és Masiero, 2013). Ezeknek a RAGT-nek a hagyományos terápiákkal kombinált nagyszabású randomizált kontrollált vizsgálatai (RCT) azt mutatják, hogy a krónikus stroke-ban szenvedő betegeknél szignifikánsan több javult a funkcionális járásfüggetlenség és az ADL, mint a hagyományos terápiák önmagukban (Pohl és mtsai, 2007; Schwartz és mtsai, 2009). Hidler és mtsai, 2009; Mehrholz és mtsai, 2013). Hesse, Schmidt, Werner és Bardeleben (2003) azonban azt sugallják, hogy a robotok integrálása a járásrehabilitációba csupán egy segédeszköz lehet a terapeuták számára az edzés intenzitásának és biztonságának növelése érdekében anélkül, hogy növelné a munkaterhelésüket. A legtöbb klinikailag elérhető RAGT passzív segítséggel futópadhoz kötődik (van Peppen és mtsai, 2004; Morone és mtsai, 2017), de a kutatások azt mutatják, hogy a feladat-változatok és a járástréningben való aktív részvétel javíthatja az újonnan tanultak megtartását. készségeket, és elősegítheti a képzési hatások általánosítását (Salbach et al., 2004; Kwon, Woo, Lee és Kim, 2015). A hordozható RAGT, amely lehetővé teszi az aktív föld feletti járásképzést, ígéretesebb lenne, különösen az ambuláns stroke-os betegek számára.

A robot által támogatott bokaláb-ortézis (AFO) és a térdmerevítő jó jelöltek a hordozható exoskeleton eszközöknek a hemiplegikus stroke-os betegek RAGT-jére (Duerinck et al., 2012; Zhang, Davies & Xie, 2013; Mehrholz és mtsai, 2017). . A hagyományos AFO-t főként a láb leejtős járási rendellenességeinek kezelésére tervezték passzív támogatással a boka dorsiflexiójában, a láb szabaddá tétele érdekében a lendítési fázisban és az ütéselnyelés érdekében a terhelési reakcióban. A hagyományos térdmerevítőt elsősorban a testtartás támasztására tervezték. A robottámogatás integrálása az érintett boka- és/vagy térdízületbe olyan aktív erőrásegítést biztosíthat, amely szinkronizálódik a betegek önkéntes maradék boka- és/vagy térdmozgásával. A hosszú távú aktív erősegítés serkentheti a tapasztalatvezérelt járás helyreállítását, vagy kompenzáló járásmintát alakíthat ki a járás megkönnyítése érdekében (Kleim és Jones, 2008).

A robotrehabilitációs kutatás klinikai alkalmazásra való átültetéséhez bizonyítékokon alapuló klinikai kutatást kell végezni, hogy teszteljék az új eszközök vagy beavatkozások biztonságosságát és hatékonyságát stroke betegeken (Backus, Winchester és Tefertiller, 2010). Különböző kutatócsoportok számos robottal segített AFO- és térdmerevítő-tervet javasoltak, de legtöbbjük csak megvalósíthatósági tesztek eredményeiről számolt be, főleg egészséges alanyokon, kis mintamérettel (Dollar & Herr, 2008; Shorter et al. , 2013; Alam, Choudhury és Bin Mamat, 2014). A korábbi tanulmányok többsége a robot által támogatott AFO-k és térdmerevítők járás közbeni viselésének azonnali hatásaival foglalkozott, de kevés tanulmány vizsgálta a stroke-betegek RAGT-eszközeinek viselésének hosszú távú terápiás hatásait (Lo, 2012). Különösen Mehrholz és munkatársai szisztematikus áttekintése. (2017) azt mutatja, hogy csak egy RCT értékelte a bokatréning hatékonyságát robot-asszisztált AFO-val, de ülő helyzetben, egyetlen RCT sem értékelte a robot-asszisztált AFO-t használó járástréninget föld feletti séta és lépcsős járás során.

Ebben a tanulmányban az Exoskeleton Ankle Robotot és a Knee Robotot javasolták és értékelték, mint robot által támogatott AFO-t és térdmerevítőt olyan stroke-betegek járástréningjeként, akiknek járási rendellenességei vannak. A robot által támogatott AFO és térdmerevítő stroke-os betegeken történő klinikai alkalmazása során néhány fontos kihívást le kell küzdeni, például csökkenteni kell a lábra nehezedő terhelést, valamint el kell érni a hordozhatóságot és a különféle járási környezetekhez való alkalmazkodóképességet. Az Exoskeleton bokarobot és térdmerevítő célja: (1) szinkronizált aktív boka- és/vagy térderő-támogatás biztosítása a járás megkönnyítése érdekében, (2) pontos és megbízható módszer kifejlesztése a felhasználó gyaloglási szándékának osztályozására a föld feletti séta és lépcsőzés során, (3) képzési protokoll készítése RAGT-hez olyan stroke-betegek számára, akiknél a láb leesett járása van. Az Exoskeleton Boka Robot és Knee Brace megvalósíthatósági tesztjei és RCT-je igazolhatja ennek az új rehabilitációs robotnak a klinikai értékét, és potenciálisan új beavatkozást hozhat létre a stroke-os betegek járásrehabilitációjában.