SCIのための外骨格および脊髄刺激

この研究では、不完全な脊髄損傷 (iSCI) を持つ合計 24 人の参加者が、EAW + TLS グループまたは EAW のみの介入グループにランダムに割り当てられます。 亜急性から慢性の感覚および運動 iSCI の各グループは、12 人の参加者で構成されます。 平均して、年間 5 人の参加者がトレーニングを受けます。 各グループは、セッションごとに 60 分間のロボット介入トレーニングを合計 80 セッション (週 3 回、28 週間) 受けます。 グループ 1: EAW + TLS グループは、60 分間の外骨格アシスト付き地上歩行と同時 TLS を受け取り、その後、外骨格なしで 15 分間の地上トレーニングを受けます。 グループ 2: EAW のみ (刺激なし) のグループは、60 分間の外骨格補助歩行トレーニングを受け、続いて 15 分間のオーバー グループ トレーニングを受けます。 トレーニング/ウォーキング中にいつでもこのグループに適用される刺激はありません。

トレーニング パラダイム。

グループ 1: EAW+TLS:

2 つのグループのトレーニング プロトコルは、EAW +TLS グループでのロボット支援歩行中に TLS コンポーネントが追加されることを除いて、まったく同じ構造とタイミングになります。 3 ～ 5 回のセッションの後、標準化されたトレーニング プロトコルには、55 ～ 60 分間のトレーニングのサーキット トレーニング形式が含まれます [座って 5 分間、平らなタイル張りの表面で 15 分間ウォーキング、カーペットやセラミック タイルを含むさまざまな表面で 10 分間ウォーキング、タイル張りの表面を 15 分間歩き、傾斜路を上り下りし、出入り口を通過するのに 10 分間かかります。 トレーニング セッション中、参加者は PT から、立ち方と足踏み運動を改善する方法を指導されます。 ウォーキング/スタンド トレーニング セッションの期間は、参加者の疲労によっても決定されます。 血圧 (BP) は、ベースラインで座った状態、立った状態、およびトレーニング セッション中の定期的な間隔で測定されます。 参加者がめまい、ふらつき、または自律神経系の動揺を訴える場合、参加者は座って休む (足を高くする)。 5 分間の休憩の後、参加者は再び立位を再開し、血圧が監視されます。 参加者が 60 分間のトレーニングに耐えられない場合、その参加者はトレーニングを終了し、トレーニング時間は将来の分析のために記録されます。 各トレーニング セッションの前に、血圧が評価されます (1 分間隔で 5 mmHg 以内で 3 回連続して測定)。 血圧が安定したら、参加者はトレーニングを開始します。

経皮的脊髄刺激 (TLS): TLS は、EAW+TLS グループ トレーニング セッション中に適用されます。 TLS は、T11/T12 棘突起の上に両側に配置された一対の粘着性刺激電極 (直径 5cm) を使用して適用されます。 定電圧刺激装置 (RT™ 50 Sage 刺激装置、RT 療法、メリーランド州ボルチモア) は、幅 2 ミリ秒 (1 フェーズあたり 1 ミリ秒) の電荷平衡、対称、二相性矩形パルスを供給します。 EAW + TLS グループのすべてのトレーニング セッションでの歩行時間中、TLS は 30 Hz および ~18 V (個人差により調整されます) で、強度はほとんどの下肢の皮膚分節で感覚異常を引き起こしますが、運動閾値を下回っています。下肢の筋肉の場合 (Hofstoetter et al. 2013)。

注: 表面刺激装置はワイヤレスであり、EAW トレーニング中の筋肉の活性化を違法としないサブしきい値レベルで、EAW のすべての側面で動作します。 Exoskeleton デバイスは、表面刺激電極の配置に干渉せず、刺激のパラメーターは、システムの一部である「新しい」メモ帳デバイスによって調整できます。

研究者はまた、これらがiSCIの回復にも影響するため、集中トレーニングの結果として、時空間特性、運動学および筋肉活性化、ならびに高解像度イメージングによる脊髄線維路（SCFT）接続の質の変化を評価します。

グループ 2: EAW トレーニングのみ:

トレーニングには、すべての参加者に同じ外骨格デバイス (Ekso Bionics、カリフォルニア州バークレー) を使用することが含まれます。 着用装置。 各参加者は、外骨格デバイスの測定、サイジング、および「装着」を受けます。 その後、各参加者はデバイスの適切な使用方法について説明を受けます。 初期評価。 すべての個人がスタンド評価を受けます。 参加者の後ろに配置されたトレーナーは、体幹と骨盤が屈曲または過伸展しないように、骨盤に前方力および/または肩に後方力を適用することにより、体幹の安定化を支援します。 トレーナーは、ロボットが歩みやすいように体幹と骨盤の動きを指導します。

トレーニングの最初の 3 セッションでは、トレーニング中に外骨格デバイスがオーバーヘッド プーリー システムにつながれ、参加者が安全に体幹に順応し、外骨格で歩行中に歩行活動のバランスを取ることができるようになります。 これらの初期のトレーニング セッションの全体的な目標は、通常の立位と歩行に似たスタンスとスイング中に体幹と四肢の制御を維持することです。