Enkelrobotica na een beroerte

Dit voorstel onderzoekt een draagbare enkelrobot (AMBLE) die kan worden gebruikt tijdens mobiliteitstraining over de grond om de klapvoet te verminderen en de loopfunctie te verbeteren bij hemiparetische patiënten (halflichaam, gedeeltelijk verlamde patiënten met een klapvoet (onvermogen om de voet goed op te tillen en vrij te maken). tijdens het lopen. Ongeveer 30% van de overlevenden van een beroerte blijft achter met blijvende enkelzwakte die hun mobiliteit aantast en het risico op vallen vergroot. Momenteel leven overlevenden van een beroerte met een klapvoet met een stok of ander hulpmiddel, en vaak enkel-voetbraces (EVO's) voor de veiligheid. Deze hulpmiddelen keren of verminderen het onderliggende neurologische klapvoetprobleem niet om. De onderzoekers erkennen de cruciale rol van de enkelfunctie bij het lopen en evenwicht en erkennen dat het distale deel van de onderste extremiteit vaak de grootste schade oploopt na een menselijke beroerte. herstel van lopen.

De AMBLE, en het onderliggende controlesysteem, gebruikt informatie over hoe patiënten van de ene trede naar de andere lopen om het optillen van de voet te ondersteunen en vorm te geven, om het herstel bij het lopen te hertrainen door een proces dat neurowetenschappers motorisch leren noemen. Het is de combinatie van de bewegingsinspanningen van de gedeeltelijk verlamde overlevende van een beroerte met tijdige assistentie "alleen als dat nodig is" door de robot waarvan onderzoekers en anderen aantonen dat dit de sleutel is tot bewegingsherstel na een beroerte. De enkelrobot is dus geen kruk, maar een leer- en meetapparaat dat de leerling stapsgewijs "uit de weg gaat" om het leren van menselijke robots te vergemakkelijken, zodat de mens meer van het vrijwillige leren overneemt.

Het onderzoeksteam van de Universiteit van Maryland heeft in 4 eerdere studies aangetoond dat robotondersteunde training op zit- en loopband werd gebruikt met behulp van een omvangrijke laboratoriumrobot die was geprogrammeerd met een motorische leerformule die de motorische controle van de enkel in zowel de vroege als de chronische fase van een beroerte kan verbeteren. kan het lopen zonder hulp over de grond verbeteren. Een aanzienlijk deel van de overlevenden van een beroerte vertoonde sessie na sessie herstel van vrijwillig (niet geassisteerd door de robot) enkeltillen tijdens het lopen gedurende 6 weken van drie sessies robottraining van 30-45 minuten terwijl ze op een loopband liepen, zelfs jaren na hun beroerte. Het is zelfs gebleken dat twee weken van 3 sessies per week enkelrobotica-training het tijdsprofiel was voor het meeste motorische leerherstel om klapvoet te verminderen. Deze informatie heeft geleid tot de opzet van het hieronder beschreven onderzoek.

Eerder onderzoek werd gedaan met behulp van een omvangrijke, zware (~ 8 lbs) en dure laboratoriumrobot die alleen zittend of op een loopband trainen mogelijk maakte omdat hij was vastgebonden met draden. Dit beperkt in hoge mate het gebruik door fysiotherapeuten en is niet geschikt geconfigureerd voor gebruiksgemak door fysiotherapeuten in de praktijk. NextStep Robotics bedacht en bouwde de motorische leerprogramma's van de enkelrobot met veel input van fysiotherapeuten en andere revalidatieartsen tot een draagbare lichtgewicht robot die overal boven de grond kan worden gebruikt met blue tooth-bedieningselementen die de therapeut ook precies vertellen hoe goed de beroerte overlevenden is leren, stap voor stap. Het is deze nieuwe draagbare enkelrobot die is geconfigureerd voor gebruik in de praktijk en die onderzoekers proberen te testen in studies met fysiotherapeuten die hem volledig integreren in hun gebruikelijke poliklinische hersteltraining voor beroertemobiliteit aan het Orthopaedics and Rehabilitation Institute van de University of Maryland.

Deze U44-onderscheiding van het National Institute of Neurological Disorders and Stroke (NINDS) is geen typische gerandomiseerde klinische studie in één fase, maar bestaat uit fase I die het commerciële ontwerp van de robot het eerste jaar voltooit, gevolgd door een gerandomiseerde klinische fase II-studie over jaren 2-4 van een voltooide commerciële versie van de enkelrobot.

Fase II (na voltooiing van het commerciële ontwerp in fase I) is een gerandomiseerde (groepstoewijzing bij toeval), geblindeerde (uitkomsttesten uitgevoerd door technici die niet op de hoogte zijn van de toewijzing van patiëntengroepen), tweearmige (2 groepen) studie die de hypothese onderzoekt dat in subacute (6 weken tot 6 maanden) proefpersonen met een beroerte en een klapvoet, AMBLE geïntegreerde fysiotherapie (PTR) bestaande uit 18 trainingssessies gedurende negen weken is effectiever dan gebruikelijke fysiotherapie (PT) om de resultaten van een klapvoet te verbeteren, gemeten door bewegingsanalyses van lopen, en door gestandaardiseerde klinische beoordelingen van lopen, inclusief specifieke uitkomsten van een klapvoet, zoals beoordeeld door een gecertificeerde fysiotherapeut (geblindeerd voor de behandelingsopdracht), gekruist gecontroleerd door geblindeerde beoordeling van films van de gestandaardiseerde mobiliteitsbeoordelingen door 2 andere clinici om tot een onpartijdig consensusoordeel te komen. Deze fase II-studie richt zich met name op subacuut herstel na een beroerte (6 weken tot 6 maanden), omdat het een therapeutisch venster vertegenwoordigt waarin conventionele poliklinische fysiotherapie doorgaans wordt ingezet om de resultaten te optimaliseren. Deze fase van revalidatie na een beroerte is geselecteerd om de AMBLE te testen in de echte wereld, wanneer poliklinische fysiotherapie doorgaans plaatsvindt, met een behandelingsfrequentie en -duur (18 fysiotherapiesessies gedurende 9 weken) die representatief is voor de praktijk in Maryland en het grootste deel van de Verenigde Staten. . Als het dragen van de AMBLE-robot tijdens fysiotherapie in dit tijdsbestek de klapvoet vermindert en de resultaten op de langere termijn verbetert, gemeten 3 maanden nadat alle robottherapie is beëindigd, dan zullen de onderzoekers FDA-goedkeuring aanvragen voor het eerste robotapparaat om klapvoet actief te behandelen na hartinfarct.