Un esoscheletro dell'arto superiore per mirare alle sinergie articolari indesiderate durante l'allenamento ripetitivo nei sopravvissuti all'ictus

L'ictus causa una significativa disabilità a lungo termine e l'incidenza di ictus nella popolazione veterana è alta con circa 6.000 ricoveri VA per ictus ischemico acuto all'anno nel 2014. I programmi di riabilitazione che migliorano la funzione degli arti superiori hanno il potenziale per avere un impatto sulle attività della vita quotidiana dei veterani e migliorare la loro vocazione, attività ricreative e qualità generale della vita. Il Repetitive Task Training (RTT) è la pratica attiva di un'attività motoria specifica per un compito ed è più efficace dei semplici movimenti articolari nel migliorare la funzione degli arti superiori dopo il trattamento. Tuttavia, la RTT può essere estenuante sia per il medico che per il paziente poiché richiede al partecipante di completare molte ripetizioni dello stesso compito e tali ripetizioni possono essere difficili da eseguire con una tecnica appropriata. Precedenti ricerche hanno dimostrato che per influenzare in modo significativo il recupero del paziente è fondamentale avviare la RTT nelle fasi acute e sub-acute, mantenere la coordinazione articolare della salute e mantenere i pazienti impegnati e stimolati. La RTT mediata da robot ha il potenziale per facilitare l'erogazione clinica di comprovati programmi di riabilitazione ai veterani bisognosi e recentemente è stato sviluppato un nuovo esoscheletro, chiamato Harmony, con la capacità di erogare la terapia bimanuale 3D del braccio. Attualmente mancano strumenti per fornire RTT nelle prime fasi del recupero mantenendo la coordinazione articolare durante il movimento del braccio 3D e garantendo un'assistenza commisurata alle capacità del paziente. Pertanto, l'obiettivo di questo progetto è sviluppare nuovi controllori che utilizzino promettenti basi neurologiche per l'addestramento per facilitare l'addestramento a compiti ripetitivi, garantendo al tempo stesso schemi di movimento corretti nei pazienti con ictus in fase acuta e subacuta. In particolare, (1) il controller di evitamento della sinergia (SA) applicherà coppie articolari per allontanare i pazienti dalla coordinazione articolare disadattativa, interferendo solo con i movimenti una volta che il soggetto inizia una tale strategia di movimento disadattativa. (2) Il controller TA (Task Assistance) applicherà torsioni articolari assistive per aiutare direttamente i pazienti colpiti da ictus a raggiungere attività RTT 3D con una corretta coordinazione ad alta intensità (ripetizioni/sessione). Obiettivo 1: sviluppare e determinare la fattibilità del controller RTT. H1: I controllori SA e TA sono fattibili, come visto da (1) sicurezza del paziente e (2) capacità dei controllori TA e SA di muovere le articolazioni della parte superiore del corpo rispettivamente lungo le traiettorie del compito e lontano dal coordinamento sinergico. Fino a cinque sopravvissuti a ictus subacuto completeranno le attività RTT sia con i controllori SA che TA. H1 sarà considerato supportato se la coppia applicata soddisfa i requisiti definiti dalla legge di controllo e i criteri di fattibilità sono soddisfatti per i controllori TA e SA in due pazienti consecutivi. Obiettivo 2: determinare la fattibilità dei controllori e quantificare il cambiamento nel coordinamento congiunto durante l'intervento di 3 settimane. H2a: un intervento di 3 settimane è fattibile con entrambi i controllori come visto da (1) sicurezza del paziente e (2) abilità per i controllori TA e SA di muovere le articolazioni della parte superiore del corpo verso le traiettorie desiderate per le attività 3D RTT evitando sinergiche coordinamento compensativo. H2b: il sistema robotico traccerà accuratamente le sinergie articolari nei pazienti con ictus acuto prima e dopo un intervento di 3 settimane, rivelando qualsiasi cambiamento nelle strategie compensative. Saranno reclutati due sopravvissuti a ictus acuto. I partecipanti saranno assegnati al controller TA o SA e completeranno ripetizioni elevate di compiti di raggiungimento una volta al giorno indossando l'esoscheletro Harmony per tre settimane. I dati cinematici e cinetici congiunti saranno registrati dal sistema robotico in tutte le sessioni. I dati cinematici verranno registrati anche nelle sessioni di valutazione prima e dopo l'intervento di 3 settimane in due modalità: robot in modalità a coppia zero e utilizzando un sistema di tracciamento del movimento a infrarossi. Le sinergie congiunte saranno valutate per i due pazienti con ictus acuto prima e dopo un intervento di tre settimane. Le ipotesi saranno considerate supportate se esiste un tasso di errore accettabilmente basso tra le misurazioni cinematiche del sistema robotico e il sistema di motion capture. Nuovi programmi di riabilitazione che migliorano le prestazioni funzionali degli arti superiori hanno il potenziale per influenzare l'ADL dei veterani e migliorare la loro vocazione, attività ricreative e qualità generale della vita. Nuovi programmi di riabilitazione che migliorano la funzione degli arti superiori hanno il potenziale per avere un impatto sulle ADL dei veterani e migliorare la loro vocazione, attività ricreative e qualità generale della vita.