脳卒中後の手首ロボット環境におけるダイアド学習

「ロボット支援リハビリテーションは、脳卒中の壊滅的な影響を軽減し、生存者の複雑な運動課題を実行する能力を回復するために使用されます。 よくある問題の 1 つは、ロボット デバイスは高価であり、能力が限られた個人しか利用できないことです。 したがって、脳卒中後のロボット支援リハビリテーションの成果を向上させるには、必要な身体的練習時間を短縮したり、トレーニングの成果を向上させたりして効率を高めることが重要です。 私たちは、個人がこの問題を克服するために、一定の時間枠内で運動学習を増加させる学習パラダイムとしてダイアド学習を実装することを目指しています。 ダイアド学習は、参加者がペアになって、身体的な練習と観察的な練習を交互に学習する感覚運動学習の形式です。 試行の間に、学習者は試行間の対話に参加することが許可されることがよくあります。

ダイアド学習は、必要な身体的練習時間を短縮したり、運動能力の向上を促進したりする可能性があるにもかかわらず、リハビリテーションにおけるツールとしては確立されていません。 このプロジェクトの一般的な目的は、慢性脳卒中患者の手首ロボット環境におけるダイアド学習の有用性 (目的 1) と実現可能性 (目的 2)、および 2 つの移乗タスクにおける移乗効果 (目的 3) を判断することです。 ダイアド学習は、学習者が身体的トレーニングと観察的トレーニングを交互に行う運動学習として特徴付けられます。 身体的練習とは、人が自分自身で運動課題を実行することを意味します。 観察練習とは、学習者が他の人が運動課題を練習するのを観察することを意味します。

具体的な目標は次のとおりです。

目的 1: 手首ロボット環境におけるダイアド学習パラダイムが慢性脳卒中患者に実装できるかどうかを判断すること。 この目的は、手首ロボット環境におけるゲーム化された運動タスクのダイアド学習の有用性を判断することを目的としています。 参加者が研究を無事に完了することで、この目的が証明されます。

目的 2: 手首ロボット環境内で手首関節の運動パフォーマンスを向上させるためのダイアド学習の効果を判断すること。 慢性脳卒中を患う参加者は、ダイアド学習パラダイムを使用してゲーム化された運動課題のトレーニングを受けます。 運動能力は、空間的変数と時間的変数を含む複合スコアである運動能力スコアによって測定されます。 トレーニング終了時のパフォーマンス運動スコアの改善により、この目的が証明されます。

目的 3: 手首ロボット環境での 2 つの手首運動トレーニングが、慢性脳卒中患者の 2 つの未訓練の機能的な手首運動タスクのパフォーマンスの向上につながるかどうかを判断すること。 この目的は、二項学習に関連した運動トレーニングによる機能的運動パフォーマンスへの伝達効果を特定することを目的としています。 参加者は、トレーニングの前後に 2 つの未訓練の手首結合運動タスクを実行します。 モータータスクは、ライントレースタスクとトラッキングタスクです。 パフォーマンスは、二乗平均平方根誤差 (RMSE) を計算し、参加者が線からどれだけ逸脱しているかを測定することと、完了までの時間を秒単位で測定することによって測定されます。 最初のパフォーマンスと比較して 2 回目の訪問時の RMSE および/または完了までの時間が減少することで、この目的が実証されます。