Ontwikkeling van een FES-apparaat voor handgebruik tijdens armactiviteiten na een beroerte

Personen met een matige tot ernstige beroerte zullen worden aangeworven voor zowel laboratoriumtests als thuispraktijken:

1. Pre-training klinische evaluatie (labgebaseerd). Tijdens deze sessie zal een onderzoeksfysiotherapeut de armfunctie en het stoornisniveau van de deelnemer evalueren met behulp van gestandaardiseerde klinische beoordelingen om ervoor te zorgen dat hij of zij in aanmerking komt voor deelname aan dit onderzoek. Na bevestiging zal een reeks gestandaardiseerde klinische beoordelingen worden uitgevoerd door de onderzoeksfysiotherapeut als basisbeoordelingen van de hand-/armfunctie van de deelnemer. Dit bezoek zal naar verwachting ongeveer 3 uur duren.
2. Pre-trainingsapparaat instellen (labgebaseerd). De deelnemer wordt willekeurig toegewezen aan een van de gerekruteerde fysiotherapeuten (PT's) of senior student fysiotherapeuten (SPT's) die is aangeworven en toestemming heeft gegeven om deel te nemen aan dit onderzoek. De toegewezen PT bepaalt 1) de elektrodeposities voor het registreren van de spieractiviteiten van de deelnemer tijdens het uitvoeren van verschillende arm-/handfuncties, en 2) de stimulatie-elektrodeposities en stimulatie-intensiteiten voor het bereiken van de beste handopening met de onderarm in het midden van de persoon. bereik van beschikbare supinatie/pronatie. Vervolgens worden de corresponderende elektrodeposities gemarkeerd en wordt de onderarm/hand met deze markeringen gescand. Dit bezoek zal naar verwachting ongeveer 3 uur duren. De gescande resultaten worden offline gebruikt om een ​​onderarm-handorthese (FHO) te ontwikkelen die past bij de onderarm en hand van de deelnemer. Tijdens dit bezoek meten de onderzoekers de tijd die de PT/SPT nodig heeft om 1) opname-elektroden in te stellen, 2) detectieregels, 3) stimulatie-elektroden en configuratie, en 4) de tijd voor scannen.
3. Leersessies voorafgaand aan de training over apparaatgebruik (2 bezoeken, in het laboratorium). Nadat de FHO gereed is, wordt de deelnemer opgeroepen om deel te nemen aan de 1e en 2e labobased trainingen voor het gebruik van ReIn-hand device. Tijdens deze 2 bezoeken zal de toegewezen PT/SPT (1e test) of de onderzoeks-PT (2e test) de deelnemer trainen om de FHO en de ReIn-Hand-software op een mobiel apparaat te gebruiken, totdat de deelnemer de vaardigheid in het gebruik van de apparaat twee keer achter elkaar onafhankelijk. Tijdens deze 2 bezoeken meten de onderzoekers de tijd die de deelnemer nodig heeft om 1) het ReIn-Hand-apparaat te leren gebruiken (vanaf het begin van de sessie tot het moment dat de deelnemer kan aantonen dat hij het apparaat twee keer zelfstandig kan gebruiken) op een rij), 2) bevestig de FHO, 3) gebruik de software voor 1 proef (inclusief alle kabels aansluiten volgens de instructies, start de software en voltooi 1 proef), en 4) opruimen. Aan het einde van de 1e (voor PT's) of de 2e (voor personen met een beroerte) leersessies zal een gebruikersonderzoek van 5 minuten worden uitgevoerd om het niveau van gebruiksgemak van het ReIn-Hand-apparaat te rapporteren. Tijdens de 2e leersessie wordt de deelnemer ook opnieuw getest op een deel van de klinische beoordelingen, maar dit keer met behulp van het ReIn-Hand-apparaat. Elk van deze 2 bezoeken zal naar verwachting ongeveer 3 uur duren.
4. Pre-training 2e basislijn klinische metingen (labgebaseerd). Binnen een week voorafgaand aan het starten van de thuispraktijk, zal een onderzoeks-PT de 2e klinische basismetingen uitvoeren, die de 1e klinische basismetingen zal herhalen met een aanvullende kwantitatieve meting van het maximale handopeningsgebied en de sluitkracht (QMHOC). Voor QMHOC zullen druksensoren (Pressure Profile Systems, Inc., Los Angeles, CA 90045) in combinatie met draagbare Moire Phase Tracking-camera's (Metria Innovation, Inc., Wauwatosa, WI) worden gebruikt. De hele QMHOC duurt ongeveer 10 minuten en de hele 2e baseline klinische meetsessie duurt ongeveer 2 uur.

5. Pre-training EEG-metingen (labgebaseerd). Binnen één week voor aanvang van de Thuispraktijk en binnen één week na afronding van de 12 weken durende Thuispraktijk neemt de deelnemer deel aan een EEG-experiment. Tijdens deze sessie wordt een 9x9 mm markering op de top van elke vinger geplaatst, met een andere op de rug van de hand als referentie, waardoor de positie en hoek van de vingers/hand kan worden gemeten door 2 draagbare Moire Phase Volgcamera's (180 Hz; Metria Innovation Inc. Milwaukee, WI). Bovendien zullen oppervlakte-EEG-elektroden worden gemonteerd op een rekbare stoffen kap op basis van het 10/20-systeem. Een Polaris Krios handscanner en reflecterende markeringen (NDI, Ontario, Canada) zullen worden gebruikt om de EEG-elektrodeposities vast te leggen in vergelijking met het coördinatensysteem gedefinieerd door de nasion, inion en pre-auriculaire inkepingen. Er zullen ook oogbewegingsdetectie-elektroden op de supra- en infraorbitale randen worden geplaatst voor detectie van verticale oogbewegingen. EMG wordt opgenomen van de extensor carpi radialis, flexor carpi radialis en deltaspier van de arm.

   Eenmaal voorbereid, zit de deelnemer in een experimentele stoel met: 1) verstelbare banden over de schouders en taille om de juiste houding te behouden, 2) paretische onderarm bevestigd aan een orthese die is gekoppeld aan de ACT-3D, een robot die vereiste armondersteuning, 3) hand rond een cilinder met een aangepaste druksensormat (Pressure Profile System Inc., CA). De deelnemer wordt geïnstrueerd om 1 van de 2 bewegingen uit te voeren: 1) handopening terwijl hij op een haptische tafel rust, of 2) handopening terwijl hij optilt tegen 50% van zijn maximale schouderabductiekracht. De onderzoeker zal opnames van de hoofdhuid en EMG-opnames meten met behulp van een 160-kanaals EEG/EMG-systeem met behulp van actieve elektroden (Biosemi, Inc., Active II, Amsterdam, Nederland), handopeningsgebied of vingerflexiekracht.

6. Praktijk aan huis. Na meer dan 5 laboratoriumbezoeken nemen de deelnemers het ReIn-Hand-apparaat, inclusief de FHO, het mobiele apparaat met ReIn-Hand-software en de elektronische stimulator (300 PV, Empi, Minnesota, VS, een door de FDA goedgekeurd klinisch apparaat). thuis. Thuis zullen de deelnemers 20 proeven uitvoeren van vooraf ingestelde taken, zoals reiken en grijpen, per sessie (1 uur), 1 sessie per dag, 7 dagen per week gedurende 12 weken. Gedurende deze 12 weken bezoekt de deelnemer eenmaal per week het laboratorium om de nodige apparaatwijzigingen door te voeren en een deel van de klinische beoordelingen en QMHOC-metingen uit te voeren zonder de ReIn-hand.
7. Post-trainingstests (labgebaseerd). De hierboven genoemde sessies nr. 4 worden een week en 3 maanden na de thuistraining van 12 weken herhaald. Sessie #5 wordt één week na de thuistraining van 12 weken herhaald. Alle testen na de training worden uitgevoerd zonder ReIn-hand-apparaat.