脳卒中後の足首ロボティクス

この提案では、地上移動トレーニング中に使用されるポータブル足首ロボット (AMBLE) を調査して、片麻痺 (半身半身麻痺の脳卒中患者 (足を適切に持ち上げて片付けることができない) の歩行機能を改善し、足の落下を減らします。ウォーキング中。 脳卒中生存者の約 30% は、可動性が損なわれ、転倒のリスクが高まる永続的な足首の衰弱が残ります。 現在、下垂足を持つ脳卒中生存者は、安全のために杖やその他の補助器具を使用し、多くの場合、足関節装具 (AFO) を使用しています。 これらの補助具は、根底にある神経学的下垂足の問題を逆転または軽減するものではありません。 歩行とバランスにおける足首機能の重要な役割を認識し、下肢の遠位部分が人間の脳卒中後に最大の損傷を受けることが多いことを認識して、研究者はセラピストが形を整えるのを助けるツールとしてポータブル足首ロボットを考え出しました歩行回復。

AMBLE とその基礎となる制御システムは、患者が一歩から次へとどのように歩いているかについての情報を使用して、足の持ち上げを支援および整形し、神経科学者が運動学習と呼ぶプロセスによって歩行回復の再訓練を支援します。 部分的に麻痺した脳卒中生存者の運動努力と、ロボットによる「必要な場合のみ」のタイムリーな支援との組み合わせが、脳卒中後の運動回復の鍵であることを研究者や他の人が示しています。 したがって、足首ロボットは松葉杖ではなく、学習者の「邪魔にならないように」学習および測定装置であり、人間のロボット学習を促進して、人間がより多くの意志学習を引き継ぐようにします。

メリーランド大学の研究チームは、脳卒中の初期段階と慢性段階の両方で足首の運動制御を改善できる運動学習式でプログラムされた大型の実験室用ロボットを使用して、座位およびトレッドミル ベースのロボット支援トレーニングを使用した 4 つの先行研究で実証しました。地上での補助なしの歩行を改善できます。 脳卒中生存者のかなりの割合が、脳卒中から何年も経ったトレッドミル上を歩きながら、30～45 分間のロボットトレーニングを 6 週間にわたって 3 回行った際に、自発的な (ロボットによる補助なしで) 足首の持ち上げがセッションごとに回復したことを示しました。 実際、週に 3 回のセッションを 2 週間行う足首ロボティクス トレーニングは、ほとんどの運動学習の回復が下垂足を減らすための時間プロファイルであることがわかっています。 この情報は、以下に説明する研究のデザインに影響を与えました。

以前の研究は、かさばって重い (約 8 ポンド) 高価な実験用ロボットを使用して行われていましたが、ワイヤーでつながれているため、着席またはトレッドミル ベースのトレーニングしかできませんでした。 これにより、理学療法士による使用方法が大幅に制限され、実際に理学療法士が使いやすくなるように適切に構成されていません。 NextStep Robotics は、理学療法士やその他のリハビリテーション臨床医からの多くの意見を取り入れて、足首ロボットの運動学習プログラムを発明し、構築して、どこでも地上で使用できる携帯型の軽量ロボットを構築しました。このロボットは、青い歯のコントロールを備えており、セラピストに脳卒中の正確な状態を伝えることもできます。生存者は一歩一歩学んでいます。 実際に使用するために構成されたこの新しいポータブル足首ロボットは、研究者が物理療法士との研究でテストしようとしており、メリーランド大学整形外科およびリハビリテーション研究所での通常の外来患者の脳卒中可動性回復トレーニングに完全に統合されています。

国立神経疾患脳卒中研究所 (NINDS) からのこの U44 賞は、典型的な単一フェーズの無作為化臨床試験ではなく、最初の年にロボットの商用設計を完了するフェーズ I と、その後の数年にわたるフェーズ II 無作為化臨床試験で構成されています。足首ロボットの最終的な商用バージョンの 2-4。

第 II 相 (第 I 相での商用設計の完了に続く) は、無作為化 (偶発的なグループ割り当て)、盲検化 (患者グループの割り当てを知らない技術者によって行われるアウトカム テスト)、2 アーム (2 グループ) 研究であり、亜急性期に(6 週間から 6 か月) 下垂足を伴う脳卒中被験者、9 週間にわたる 18 回のトレーニング セッションからなる AMBLE 統合理学療法 (PTR) は、通常の理学療法 (PT) よりも効果的であり、歩行の動作分析によって測定された下垂足の結果を改善します。認定された PT 臨床医 (治療の割り当てを盲検化) によって評価された特定の下垂足結果を含む歩行の標準化された臨床評価によって、コンセンサスの公平な判断を提供するために、標準化された可動性評価のフィルムの他の 2 人の臨床医の盲検化されたレビューによってクロスチェックされます。 特に、このフェーズ II 研究は亜急性脳卒中の回復 (6 週間から 6 か月) に焦点を当てています。 脳卒中リハビリテーションのこの段階は、メリーランド州および米国の大部分での実践を代表する治療頻度と期間 (9 週間にわたって 18 回の理学療法セッション) を使用して、外来理学療法が通常行われる現実世界の設定で AMBLE をテストするために選択されます。 . この時間枠で理学療法中に AMBLE ロボットを装着することで下垂足が減少し、すべてのロボット療法が終了してから 3 か月後に測定された長期転帰が改善された場合、治験責任医師は、下垂足後に積極的に下垂足を治療する最初のロボット装置の FDA 承認を申請します。脳卒中。