脳卒中における足首ロボティクストレーニングの皮質および生体力学的ダイナミクス (AbotMot)

インフォームド コンセントが得られた後、このパイロット研究では、すべての被験者に対して少なくとも 11 回の訪問が必要になります。 最初の訪問には、約 3 時間続くスクリーニングと適格性テストが必要で、老年医学評価クリニッ​​ク (GAC) の VAMC (退役軍人管理医療センター) で行われます。 2 回目と 3 回目の訪問は、VAMC Human Motor Performance Laboratory で約 3 時間続き、非侵襲的な EEG、表面 EMG および ECG の収集、足首ロボットを使用したビデオゲームによる足首の動きの練習が含まれます。 さらに、歩行とバランス機能の測定は、Anklebot トレーニングの前後に評価されます。 次の3週間、被験者は自宅で監視された（ログ）ウォーキングプログラムに参加します。 次の 7 回の訪問 (トレーニング プログラム) では、足首ロボットを使用してビデオ ゲームをプレイし、運動制御データを収集しますが、電気生理学的データは収集しません。訪問 11 (最終) は訪問と同じです。 2＆3。

訪問 1: スクリーニング評価には、資格を判断するための医療記録のレビュー、医学的および神経学的検査が含まれます。 臨床評価には、Mini Mental State Exam (MMSE) および Center for Epidemiologic Study (CES-D) も含まれます。 認知症、うつ病、または研究を妨げる可能性のあるその他の認知障害のこれらのスクリーニング手段に関する臨床的疑いまたは証拠は、さらなる研究評価を妨げ、さらなる評価のために精神科医または他の適切な医療専門家への紹介を促します. Automated Neuropsychological Assessment Metrics (ANAM) は、認知機能と運動学習に関連する神経心理学的プロセスの複数の側面を測定するための包括的な神経心理学的ツールとしても管理されています。 さらに、参加者は、歩行測定マットの上を 10 メートル 3 回、安全ハーネスを着用し、経験豊富な研究アシスタントが同行 (補助なし) しながら、好みの速度で歩くよう求められます。 これは、データ分析中にグループ化するための赤字の重大度を判断するのに役立ちます。 最後に、医学的に資格のあるスタッフによって標準的な神経学的検査が行われます。

訪問 2 & 3 & 11: 研究登録と医学的スクリーニングの後、EEG、EMG、および心拍数 (ECG) が記録されている間、被験者は Anklebot でテストされます。

まず、スズで形成された 64 個の凹型 EEG センサーを収容するストレッチ ライクラ キャップを被験者に装着します。 参加者の皮膚は、脳波信号の良好なコンダクタンスを確立するために、オイルと死んだ表皮組織を除去するために、各センサー部位で Q チップの端で軽く擦るか、こすります。 皮が破れません。 注射器に取り付けられたブラント アプリケーターを使用して、FDA 承認の非毒性の導電性ゲルを 64 個の記録センサーのそれぞれの開口部から塗布し、記録部位の皮膚と対応するセンサーの間にゲルの連続的な接触を確立します。 . 記録センサーは、眼の動きを監視するために左目の上下の皮膚にも配置され、「非脳」参照サイトとして機能するために両方の耳たぶにも配置されます。 接地電極サイトは、前頭領域に適用されます。 アイ チャネルと参照サイトは、パッドで軽く擦り、アルコールでこすり、頭皮とセンサー表面の間の連続的な接続を可能にするために導電性ゲルで準備されます。 また、表面EMG電極を前脛骨筋、腓腹筋、および必要に応じて麻痺した脚の腓骨筋に適用します。 心電図記録用のリードは、鎖骨のすぐ下の位置に両側に適用されます。

セットアップが完了すると、被験者は 3 つの優先歩行試験と 3 つの最速歩行試験中に歩行パラメータを記録するために、インストルメント化された歩行マットの上を 10 m 歩くように求められます。 被験者は、単純な算数の問題を解決し、口頭で答えを報告することからなる認知タスクを同時に実行しながら、これらの歩行タスクを繰り返すように求められます。 彼らは歩行ベルトを着用し、疲労を防ぐために必要に応じて歩き、座って休む際には研究スタッフが密接に付き添います。 2 番目のテストでは、フォース プレートに静かに立っているときの姿勢の揺れを 30 秒間記録することにより、バランス コントロールを測定します。 3 つのバランス条件には、単純な算数の問題を解決し、口頭で答えを報告することからなる同時認識タスクを実行しながら、目を開いている、目を閉じている、目を開いていることが含まれます。 座椅子は必要に応じてご用意いたします。

ベースラインの機能テストの後、参加者は椅子に座り、足首ロボットは整形外科用膝ブレースと整形外科用靴によって麻痺した脚に取り付けられます。 適切なフィッティングのために必要に応じてパッドとクッションが適用され、安定性のために膝ブレースが椅子に取り付けられます。 膝は 45 度、足は自由に動かせるように、脚をクッション付きのサポートに乗せます。

セットアップが完了すると、被験者は一連のビデオゲームを「プレイ」するように求められます。これには、麻痺した足首を底屈または背屈させて、コンピューター画面上の対応するカーソルを動かし、ゆっくりと移動するターゲットを攻撃します。 最初のゲームは約 2 分間で、被験者のベースラインの運動制御と能力を評価するためにロボットの支援なしでプレイされます。 続いて、約 4 分間の 6 つのゲームで、さまざまなレベルのロボット サポートを提供して、被験者が規定の足首の動きを完了するようにガイドまたは奨励します。 短期間の運動学習と麻痺した足首の制御を促進するために、ロボットによるサポートの性質と量はセッション全体で変化します。 パフォーマンス ベースのトレーニング シリーズが完了すると、アシストなしで 2 分間のゲームを繰り返すことでセッションが完了します。 最後に、被験者は前と同じように姿勢の揺れと歩行のテストを繰り返すように求められます。

訪問 4 ～ 10: 参加者は椅子に座り、整形外科用膝ブレースと整形外科用靴を使用して足首ロボットを麻痺した脚に取り付けます。 適切なフィッティングのために必要に応じてパッドとクッションが適用され、安定性のために膝ブレースが椅子に取り付けられます。 膝は 45 度、足は自由に動かせるように、脚をクッション付きのサポートに乗せます。

セットアップが完了すると、被験者は一連のビデオゲームを「プレイ」するように求められます。これには、麻痺した足首を底屈または背屈させて、コンピューター画面上の対応するカーソルを動かし、ゆっくりと移動するターゲットを攻撃します。 最初のゲームは約 2 分間で、被験者のベースラインの運動制御と能力を評価するためにロボットの支援なしでプレイされます。 続いて、約 4 分間の 6 つのゲームで、さまざまなレベルのロボット サポートを提供して、被験者が規定の足首の動きを完了するようにガイドまたは奨励します。 短期間の運動学習と麻痺した足首の制御を促進するために、ロボットによるサポートの性質と量はセッション全体で変化します。 パフォーマンス ベースのトレーニング シリーズが完了すると、2 分間のアシストなしのゲームの繰り返しでセッションが完了します。 これらのトレーニングセッションでは、電気生理学的データは取得されず、Anklebot 自体によって取得された運動制御データのみが取得されます。