Corticale en biomechanische dynamiek van Ankle Robotics Training in Stroke (AbotMot)

Nadat geïnformeerde toestemming is verkregen, zijn voor deze pilotstudie ten minste elf bezoeken nodig voor alle proefpersonen. Het eerste bezoek omvat screening en geschiktheidstesten die ongeveer 3 uur duren en zullen plaatsvinden in het VAMC (Veteran's Administration Medical Center) in de Geriatric Assessment Clinic (GAC). Het tweede en derde bezoek duurt ongeveer 3 uur in het VAMC Human Motor Performance Laboratory en omvat het verzamelen van niet-invasieve EEG, oppervlakte-EMG en ECG, en het oefenen van enkelbewegingen door de enkelrobot te gebruiken om videogames te spelen. Daarnaast zullen metingen van loop- en evenwichtsfunctie worden beoordeeld voor en na de Anklebot-training. Gedurende de komende 3 weken zullen de proefpersonen deelnemen aan een thuis, gecontroleerd (log) wandelprogramma. De volgende zeven bezoeken (het trainingsprogramma) omvatten het verder oefenen van enkelbewegingen door de enkelrobot te gebruiken om videogames te spelen, het verzamelen van motorische controlegegevens maar niet het verzamelen van elektrofysiologische gegevens. Bezoek elf (laatste) is hetzelfde als bezoeken 2 & 3.

Bezoek 1: Screeningsevaluaties omvatten beoordeling van medische dossiers, medische en neurologische onderzoeken om te bepalen of u in aanmerking komt. Klinische evaluaties omvatten ook het Mini Mental State Exam (MMSE) en het Center for Epidemiological Study (CES-D). Klinische verdenking of bewijs op deze screeningsinstrumenten van dementie, depressie of andere cognitieve gebreken die de studie zouden kunnen verstoren, zal verdere studie-evaluatie en onmiddellijke verwijzing naar de psychiatrie of een andere geschikte gezondheidswerker voor verdere evaluatie uitsluiten. De Automated Neuropsychological Assessment Metrics (ANAM) wordt ook gebruikt als een uitgebreide neuropsychologische tool voor het meten van meerdere facetten van neuropsychologische processen die betrekking hebben op cognitief functioneren en motorisch leren. Daarnaast wordt deelnemers gevraagd om 3 keer 10 meter over een loopmeetmat te lopen met hun gewenste snelheid terwijl ze een veiligheidsharnas dragen en worden begeleid (niet geassisteerd) door een ervaren onderzoeksassistent. Dit zal helpen bij het bepalen van de ernst van het tekort voor groepering tijdens gegevensanalyse. Ten slotte wordt een standaard neurologisch onderzoek uitgevoerd door medisch gediplomeerd personeel.

Bezoek 2 & 3 & 11: Na inschrijving voor de studie en medische screening worden proefpersonen getest met de Anklebot terwijl EEG, EMG en hartslag (ECG) worden geregistreerd.

Eerst krijgen de proefpersonen een rekbare lycra-dop met daarin 64 verzonken EEG-sensoren van blik. De huid van de deelnemer wordt licht geschuurd of gewreven met het uiteinde van een Q-tip op elke sensorplaats om olie en dood epidermaal weefsel te verwijderen om een ​​goede geleiding van het EEG-signaal tot stand te brengen. De huid zal niet kapot gaan. Met behulp van een stompe applicator die aan een injectiespuit is bevestigd, wordt vervolgens een door de FDA goedgekeurde niet-toxische geleidende gel aangebracht via een opening in elk van de 64 opnamesensoren om continu contact van de gel tussen de huid op de opnamelocaties en de overeenkomstige sensoren tot stand te brengen . Opnamesensoren zullen ook op de huid boven en onder het linkeroog worden geplaatst om oogbewegingen te volgen, evenals op beide oorlellen om te dienen als "niet-hersen" referentieplaatsen. Er zal een aardelektrodeplaats worden aangebracht in het frontale gebied. Het oogkanaal en de referentieplaatsen worden licht geschuurd met een pad, ingewreven met alcohol en geprepareerd met de geleidende gel om een ​​continue verbinding tussen de hoofdhuid en het sensoroppervlak mogelijk te maken. Er zullen ook oppervlakte-EMG-elektroden worden aangebracht op de tibialis anterior, de gastrocnemius en, indien nodig, de peroneale spieren van het paretische been. Afleidingen voor ECG-opname worden bilateraal aangebracht op locaties direct onder de sleutelbeenderen.

Zodra de set-up is voltooid, wordt proefpersonen gevraagd om 10 m over een geïnstrumenteerde loopmat te lopen om loopparameters vast te leggen tijdens 3 geprefereerde en 3 snelste loopproeven. Proefpersonen wordt gevraagd deze looptaken te herhalen terwijl ze tegelijkertijd een cognitieve taak uitvoeren die bestaat uit het oplossen en mondeling rapporteren van antwoorden op eenvoudige rekenkundige problemen. Ze dragen een loopband en worden nauwlettend gevolgd door onderzoekspersoneel terwijl ze lopen en krijgen zo nodig zittende rust om vermoeidheid te voorkomen. Een tweede test zal de balanscontrole meten door 30 seconden proeven van houdingszwaai op te nemen tijdens rustig staan ​​op een krachtplaat. Drie evenwichtscondities omvatten ogen open, ogen dicht en ogen open tijdens het uitvoeren van een gelijktijdige cognitieve taak die bestaat uit het oplossen en mondeling rapporteren van antwoorden op eenvoudige rekenkundige problemen. Zittende rust zal worden verstrekt als dat nodig is.

Na baseline functioneel testen gaan de deelnemers in een stoel zitten en wordt de enkelrobot met een orthopedische kniebrace en een orthopedische schoen aan hun paretische been bevestigd. Kussens en demping worden naar behoefte aangebracht voor een goede pasvorm en de kniebrace wordt voor stabiliteit aan de stoel gemonteerd. Het been rust op een gedempte steun met de knie in een hoek van 45 graden en de voet vrij om te bewegen.

Zodra de set-up is voltooid, wordt proefpersonen gevraagd een reeks videogames te "spelen" door de paretische enkel plantair of dorsaal te buigen om een ​​overeenkomstige cursor op een computerscherm te verplaatsen om langzaam bewegende doelen te raken. De eerste game duurt ongeveer twee minuten en wordt gespeeld zonder robothulp om de basismotorische controle en het vermogen van proefpersonen te beoordelen. Vervolgens zullen 6 games van ongeveer 4 minuten verschillende niveaus van robotondersteuning bieden om de proefpersonen te begeleiden of aan te moedigen om de voorgeschreven enkelbewegingen te voltooien. De aard en hoeveelheid van robotondersteuning zal tijdens de sessie worden gevarieerd om motorisch leren op korte termijn en controle over de paretische enkel te bevorderen. Na voltooiing van de prestatiegerichte trainingsreeks maakt een herhaling van de twee minuten durende game zonder ondersteuning de sessie compleet.' Ten slotte zullen proefpersonen worden gevraagd om de houdingszwaai- en looptests te herhalen zoals voorheen.

Bezoeken 4-10: deelnemers zitten in een stoel en de enkelrobot wordt aan hun paretische been bevestigd door middel van een orthopedische kniebrace en een orthopedische schoen. Kussens en demping worden naar behoefte aangebracht voor een goede pasvorm en de kniebrace wordt voor stabiliteit aan de stoel gemonteerd. Het been rust op een gedempte steun met de knie in een hoek van 45 graden en de voet vrij om te bewegen.

Zodra de set-up is voltooid, wordt proefpersonen gevraagd een reeks videogames te "spelen" door de paretische enkel plantair of dorsaal te buigen om een ​​overeenkomstige cursor op een computerscherm te verplaatsen om langzaam bewegende doelen te raken. De eerste game duurt ongeveer twee minuten en wordt gespeeld zonder robothulp om de basismotorische controle en het vermogen van proefpersonen te beoordelen. Vervolgens zullen 6 games van ongeveer 4 minuten verschillende niveaus van robotondersteuning bieden om de proefpersonen te begeleiden of aan te moedigen om de voorgeschreven enkelbewegingen te voltooien. De aard en hoeveelheid van robotondersteuning zal tijdens de sessie worden gevarieerd om motorisch leren op korte termijn en controle over de paretische enkel te bevorderen. Na voltooiing van de op prestaties gebaseerde trainingsreeks, voltooit een herhaling van de twee minuten durende game zonder ondersteuning de sessie. Tijdens deze trainingssessies worden geen elektrofysiologische gegevens verzameld, alleen motorische controlegegevens die door de Anklebot zelf worden verkregen.