로봇을 이용한 발목 골절 재활: 기존 방법과의 효능 및 비교
고성능 로봇 장치 IIT-ARBOT을 이용한 로봇 보조 발목 재활: 파일럿 무작위 제어 연구
연구 개요
상태
정황
상세 설명
소개:
하지 재활을 위한 로봇 장치는 주로 신경 손상 환자에서 테스트되었습니다. 지금까지 정형외과 조건에서 로봇 훈련을 사용한 임상 연구는 거의 없습니다. 시범 연구는 발목 재활을 위한 프로토타입 로봇 시스템인 ARBOT을 사용하여 Volterra의 INAIL 물리 재활 센터에서 수행되었습니다. 이 장치는 IIT(이탈리아 공과대학)에서 개발했으며 표준 재활 프로그램에서 예상되는 대부분의 운동을 수행할 수 있는 2자유도 전자 기계 플랫폼으로 구성됩니다. 혁신적인 모션 시스템과 제어 아키텍처 덕분에 ARBOT은 여러 재활 장비 기능을 통합하고 탄성 및 유체 역학적 저항과 같은 특수 운동 프로그램도 수행합니다.
ARBOT은 운동 범위, 근육 기능 및 고유 감각 회복을 촉진하기 위해 프로그래밍된 순서에 따라 훈련할 수 있습니다. 운동은 체중을 지탱하거나 지탱하지 않고 수행할 수 있습니다. 또한 ARBOT은 재활 중재의 결과를 확인하고 기록하기 위한 물리치료사를 위한 강력한 평가 도구입니다.
이 시험의 주요 목표는 기존의 재활 프로그램과 비교하여 작업 관련 발목 골절로 인한 발목 기능 장애가 있는 환자에서 ARBOT을 사용한 로봇 보조 재활의 효과, 안전성 및 내약성을 결정하는 것이었습니다. 두 번째 목표는 신체 및 장애 매개변수 간의 상관관계를 조사하고, 추가 연구 프로토콜을 정의하고 ARBOT의 성능 및 인체공학을 개선하기 위해 데이터를 수집하고, 궁극적으로 로봇 지원 재활 프로그램에 대한 환자 만족도를 평가하는 것이었습니다.
행동 양식:
작업 관련 부상으로 인해 발목 및/또는 뒷발 골절이 발생하고 고정 단계 이후에 32명의 환자가 30개월 동안 공개 무작위 통제 시험에 등록되었습니다. 각 참가자는 무작위로 실험군 또는 통제군에 배정되었고 4주간의 재활 프로그램(20회 세션, 재활 센터 입원에서 퇴원까지 매주 5일)과 매주 로봇 및 임상 평가를 받았습니다.
실험 그룹의 피험자들은 ARBOT을 사용하여 수동적, 능동적 및 능동적 보조 운동 범위 운동, 등척성, 등장성, 등속성, 탄성 및 유체역학 조건에서의 저항성 운동, 고유수용성 훈련과 함께 치료를 받았습니다. 통제 대상자는 운동 범위 회복 운동 동안 물리치료사의 도움을 받았고 Biodex System 3 동력계와 ProKin PK254 모바일 전자 플랫폼을 사용하여 저항 및 고유수용성 훈련을 수행했습니다.
평가 세션에는 ARBOT 및 2분 걷기 및 시간 제한 계단 오르기 테스트, LEFS-Lower Extremity Functional Scale 및 AOFAS-Ankle-Hindfoot Scale을 사용한 배측굴곡 ROM, 등척성 및 등속성 저측굴곡 토크 및 고유수용성 측정이 포함되었습니다.
연구의 현장 모니터링은 표준 ISO 14155에 따라 수행되었습니다.
연구 유형
등록 (실제)
단계
- 해당 없음
연락처 및 위치
연구 장소
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Pisa
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Volterra, Pisa, 이탈리아, 56048
- INAIL - Centro di Riabilitazione Motoria di Volterra
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참여기준
자격 기준
공부할 수 있는 나이
건강한 자원 봉사자를 받아들입니다
연구 대상 성별
설명
포함 기준:
다음을 포함하여 작업 관련 발목 부상에 따른 기능적 제한:
- 외과적 및 보존적 치료를 모두 받은 발목 및/또는 경골 간부 골절;
- 원위 경골 및 비골 골절, 외과적 및 보존적 치료 모두;
- 뒷발(종골 및 거골) 골절, 외과적 및 보존적 치료.
- 고정화 후 단계;
- 골절 사건 이후 12개월 미만의 시간 간격;
- 서명된 정보에 입각한 동의 획득.
제외 기준:
- 학습 요구 사항을 준수하지 않음
- 임신 또는 모유 수유;
- 악성 종양의 현재 또는 이전 병력;
- 환자-장치 인터페이스 수준에서 피부를 엽니다.
- 환자-장치 인터페이스 수준의 감각 결손;
- 비골 또는 경골 신경병증에 이차적인 발목 운동 결손;
- 발목의 급성 염증성 관절염;
- 하지 통증 또는 기능 장애를 유발하는 기타 병리학적 상태.
공부 계획
연구는 어떻게 설계됩니까?
디자인 세부사항
- 주 목적: 치료
- 할당: 무작위
- 중재 모델: 병렬 할당
- 마스킹: 없음(오픈 라벨)
무기와 개입
참가자 그룹 / 팔 |
개입 / 치료 |
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실험적: 실험: ARBOT 그룹
"ARBOT 그룹"의 환자들은 다음과 같은 중재를 받았습니다.
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ARBOT은 이탈리아 공과대학(Advanced Robotics and Rehab Technologies)에서 개발한 2자유도 전자 기계 플랫폼으로 구성된 프로그래밍 가능한 로봇 장치입니다.
고정 베이스, 중앙 스트러트, 환자의 발을 지지하는 이동 플랫폼 및 범용-프리즘-구형 운동학적 체인이 있는 3개의 작동 팔다리로 구성됩니다.
움직이는 플랫폼과 발판 사이에 장착된 6축 힘/토크 센서는 인간과 로봇의 상호 작용 힘과 토크를 감지합니다.
이 장치는 환자에게 실시간으로 시각적 피드백을 제공하는 그래픽 응용 프로그램이 있는 표준 올인원 터치 스크린 개인용 컴퓨터에 연결됩니다.
모든 환자는 필요한 경우 기능적 완전 체중 부하 프로그램 전에 초기 웨이트 트레이닝 단계를 포함하여 일반 재활(보행 훈련, 유산소 조절)을 받았습니다.
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다른: 대조군
대조군의 환자들은 다음과 같은 중재를 받았습니다.
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모든 환자는 필요한 경우 기능적 완전 체중 부하 프로그램 전에 초기 웨이트 트레이닝 단계를 포함하여 일반 재활(보행 훈련, 유산소 조절)을 받았습니다.
대조군의 피실험자들은 수동으로 보조되는 운동 범위 운동을 받았습니다.
대조군의 피험자는 Biodex System 3 동력계를 사용하여 비로봇 저항 훈련을 수행했습니다.
대조군의 피험자는 ProKin PK254 모바일 전자 플랫폼을 사용하여 비로봇 고유수용성 훈련을 수행했습니다.
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연구는 무엇을 측정합니까?
주요 결과 측정
결과 측정 |
기간 |
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배측굴곡 가동범위의 변화
기간: 기준선과 1, 2, 3, 4주 개입 후
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기준선과 1, 2, 3, 4주 개입 후
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저측굴곡 0°와 10°에서 등척성 최대토크의 변화
기간: 기준선 및 2주 및 4주 개입 후
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기준선 및 2주 및 4주 개입 후
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30°, 60°, 120°/초의 속도에서 등속성 족저굴곡 토크의 변화
기간: 기준선 및 2주 및 4주 개입 후
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기준선 및 2주 및 4주 개입 후
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2분 도보 테스트(2MWT) 변경
기간: 기준선 및 2주 및 4주 개입 후
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기준선 및 2주 및 4주 개입 후
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ARBOT을 사용한 부작용
기간: 연구 완료를 통해 최대 4주
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연구 완료를 통해 최대 4주
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2차 결과 측정
결과 측정 |
기간 |
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시간 제한 계단 오르기 테스트(10단계)
기간: 기준선 및 2주 및 4주 개입 후
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기준선 및 2주 및 4주 개입 후
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고유수용성 검사(시간 및 정확도)
기간: 기준선에서 그리고 개입 2주 및 4주 후
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기준선에서 그리고 개입 2주 및 4주 후
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통증(VAS 0-10)
기간: 기준선과 1, 2, 3, 4주 개입 후
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기준선과 1, 2, 3, 4주 개입 후
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LEFS - 하지 기능 척도
기간: 기준선 및 4주 개입 후
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기준선 및 4주 개입 후
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AOFAS - 발목-뒷발 스케일
기간: 기준선 및 4주 개입 후
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기준선 및 4주 개입 후
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환자 만족도(VAS 0-10)
기간: 4주 개입 후
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4주 개입 후
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공동 작업자 및 조사자
수사관
- 수석 연구원: Paolo Catitti, MD, INAIL - Centro di Riabilitazione Motoria di Volterra
간행물 및 유용한 링크
일반 간행물
- Saglia JA, Tsagarakis NG, Dai JS, Caldwell DG. Control Strategies for Patient-Assisted Training Using the Ankle Rehabilitation Robot (ARBOT). IEEE ASME TRANSACTIONS ON MECHATRONICS 2013; PP (99): 1-10.
- Saglia JA, Tsagarakis NG, Dai JS, Caldwell DG. A high-performance redundantly actuated parallel mechanism for ankle rehabilitation. International Journal of Robotics Research 2009; 28 (9): 1216-1227.
- Saglia JA, Tsagarakis NG, Dai JS, Caldwell DG. Inverse-Kinematics-Based Control of a Redundantly Actuated Platform for Rehabilitation. Journal of Systems and Control Engineering, IMechE Proceedings 2009; 223 (1): 53-70.
연구 기록 날짜
연구 주요 날짜
연구 시작
기본 완료 (실제)
연구 완료 (실제)
연구 등록 날짜
최초 제출
QC 기준을 충족하는 최초 제출
처음 게시됨 (추정)
연구 기록 업데이트
마지막 업데이트 게시됨 (추정)
QC 기준을 충족하는 마지막 업데이트 제출
마지막으로 확인됨
추가 정보
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