ロボット支援リハビリテーション - 多関節評価 (Aim1)

脳卒中後の感覚運動障害は、上肢を含む実質的な障害につながる可能性があります。 これらの障害は、多くの場合、複数の関節にわたる複雑な病理学的変化と、腕と手の複数の自由度を伴うため、診断と治療が困難になります。 筋力低下、運動ニューロンの過興奮性、受動関節インピーダンスの上昇など、多くの潜在的なメカニズムが障害の一因となる可能性があるため、どこに治療を集中させるのが最適かを判断することが困難になります。

目的: この研究の目的は、脳卒中からの回復中の上肢全体の神経機械的特性の進行を定量化することです。

特定の目的 1: 具体的な目的は、脳卒中生存者の上肢全体と皮質運動興奮性全体の神経機械的特性を 6 か月間にわたって、また急性から亜急性、慢性回復期への進行全体にわたって調べることです。

仮説: 上肢の複数の自由度の中で、過度の局所的および交差結合した硬直、異音反射、皮質運動興奮性、および個体化と固有受容性視力の低下が見られます。 こわばりと痙性は、脳卒中後の時間とともに増加します。

この研究の目的は、脳卒中後の最初の6か月にわたる脳卒中生存者の縦断的評価を通じて対処されます。 具体的には、上肢のコントロールと神経機械的特性が、6 か月にわたって 7 つの異なる時点で測定されます。

18〜85歳の36人の脳卒中生存者が、研究期間にわたって募集されます。 神経筋および生体力学的特性の正常値を取得するために、20 人の健康な被験者のグループが募集されます。

最初のスクリーニングセッションでは、被験者が同意した後、研究担当者が被験者の健康状態をチェックし、被験者が包含基準と除外基準を満たしているかどうかを判断するために臨床検査を実施します。 スクリーニングセッション中、被験者はいくつかの臨床評価に参加します。 スクリーニング評価には約 30 分かかります。

被験者が研究に適格である場合、被験者は、研究全体で間隔を空けた7つの時点で評価セッションに参加します。 各評価セッションでは、参加者は私たちの研究室に来るよう求められます。 参加者の評価には、神経機械的および臨床的要素があります。 評価の神経機械的要素には約 3 時間かかり、臨床評価には約 2.5 時間かかります。

神経力学的評価: 障害のある上肢の多関節および多自由度 (DOF) の神経力学的変化を診断する際に、IntelliArm はパッシブ モードとアクティブ モードの両方で動作します。 神経機械的評価の間、被験者は床屋の椅子に直立して座り、胴体は椅子の背もたれに縛り付けられます。 被験者の腕、前腕、手は、ロボット アームに取り付けられた対応するブレースに固定されます。 関連する IntelliArm のサーボモーター車軸は、肩、肘、手首、および中手指節 (MCP) 関節で被験者の腕と位置合わせされます。 ロボットアームが各被験者で適切に動作するように調整が行われます。

障害のある上肢の筋活動を記録するために、筋電図（EMG）システムを使用することができます。 筋肉腹の上の皮膚はアルコール パッドで洗浄され、使い捨てカミソリで剃ることができます。 自己接着電極は、洗浄部位に配置され、機器とコンピュータに接続されます。 表面電極は、浅趾屈筋 (FDS)、趾伸筋 (ED)、橈側手根屈筋 (FCR)、橈側手根伸筋 (ECRL)、上腕二頭筋 (BB)、上腕三頭筋長など、いくつかの異なる筋肉腹に配置することができます。頭部 (TBLH)、三角筋前部 (DA)、および三角筋後部 (DP)。

すべての準備が整った後、評価はまず受動的な動きから始まります。 パッシブ モードでは、多関節アーム ロボットは、多軸のトルクと位置を使用して、適切に制御された空間的および時間的パターンで、同時におよび個別に、ROM 全体で脳卒中生存者の障害のある腕の肩、肘、手首、および指を動かします。肩、肘、手首、MCP 関節で測定。 これらの関節を 1 つずつ動かすか、すべてをランダムにまとめて動かすかを、各条件で最大 5 回まで繰り返します。 他動運動の評価を終えた後、参加者は無作為に上肢の各関節を動かすか、上肢全体をある場所から別の場所に動かすように求められ、各参加者はそれぞれの動きを最大 5 回繰り返す必要があります。状態。 各神経機械的評価には約 3 時間かかります。

各関節の関節トルクと角変位が記録されます。 評価セッション中、参加者の反射反応と筋肉活動 (屈筋の過興奮性、各関節の主動筋と拮抗筋の随意収縮など) が記録され、ワイヤレス EMG システムを備えた皮膚電極を介して監視されます。 電極は、筋肉によって生成された信号を記録するためだけに使用され、参加者は評価中にショックを感じることはありません。 非侵襲的脳波計 (EEG) 電極を頭皮に取り付けて、脳活動信号を記録することができます。 評価中の動きのパターンを評価するためのオプションとして、ビデオまたはいくつかの写真を撮ることができます。

指/手首屈筋の硬直および過興奮性、すなわち痙性および弛緩時間の測定も、研究者が過去に成功裏に実施した技術を使用して行われます。 手首/手の筋肉の痙縮は、手首関節の強制回転に対する反射反応として測定されます。 サーボモーターは、手首を高速回転させて伸展反射を引き起こすか、一定速度で低速回転させて名目上受動的な剛性を測定します。 手首の角度、角速度、およびトルクは、痙性を分析するために記録されます。 EMG 記録は、選択した表在筋の表面電極で取得されます。 弛緩時間は、屈筋の活動を調べることによって定量化されます。 被験者は、可聴音が聞こえたら最大限に握るように指示されます。 次に被験者は、2 番目のトーンが聞こえたら、できるだけ早くグリップを緩めます。 弛緩時間は、第 2 緊張から屈筋の大きさがベースライン レベルに戻るまでの経過時間 + 3 標準偏差として定義されます。

臨床評価: 臨床評価の間、被験者は一連の標準化された臨床評価を受けます。 これらの評価では、被験者が腕と手を使って機能的な動きとタスクを完了する必要があります。 実施される臨床評価には、以下に挙げるものが含まれます。

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