Een exoskelet van de bovenste ledematen om ongewenste gewrichtssynergie aan te pakken tijdens repetitieve training bij overlevenden van een beroerte

Beroerte veroorzaakt aanzienlijke langdurige invaliditeit en de incidentie van beroerte in de veteranenpopulatie is hoog met ongeveer 6.000 VA-opnames voor acute ischemische beroerte per jaar in 2014. Revalidatieprogramma's die de functie van de bovenste ledematen verbeteren, hebben het potentieel om de dagelijkse activiteiten van veteranen te beïnvloeden en hun roeping, recreatie en algehele kwaliteit van leven te verbeteren. Repetitive Task Training (RTT) is het actief oefenen van een taakspecifieke motorische activiteit en is effectiever dan eenvoudige gewrichtsbewegingen bij het verbeteren van de functie van de bovenste ledematen na behandeling. RTT kan echter uitputtend zijn voor zowel de clinicus als de patiënt, omdat de deelnemer veel herhalingen van dezelfde taak moet uitvoeren en die herhalingen kunnen moeilijk te volbrengen zijn met de juiste techniek. Eerder onderzoek heeft aangetoond dat om het herstel van de patiënt aanzienlijk te beïnvloeden, het van cruciaal belang is om RTT te starten in de acute en subacute stadia, de coördinatie van de gezondheidsgewrichten te behouden en de patiënten betrokken en uitgedaagd te houden. Robot-gemedieerde RTT heeft het potentieel om de klinische levering van bewezen revalidatieprogramma's aan veteranen in nood te vergemakkelijken en onlangs is een nieuw exoskelet ontwikkeld, Harmony genaamd, met de mogelijkheid om bimanuele 3D-armtherapie te leveren. Momenteel is er een gebrek aan hulpmiddelen voor het leveren van RTT in de vroege stadia van herstel, terwijl de gezamenlijke coördinatie tijdens 3D-armbewegingen behouden blijft en ervoor wordt gezorgd dat de hulp in overeenstemming is met de capaciteiten van de patiënt. Daarom is het doel van dit project om nieuwe controllers te ontwikkelen die een veelbelovende neurologische basis voor training gebruiken om repetitieve taaktraining te vergemakkelijken en tegelijkertijd correcte bewegingspatronen te garanderen bij patiënten met een acute en subacute beroerte. In het bijzonder zal (1) de controller voor het vermijden van synergie (SA) gewrichtskoppels toepassen om de patiënten weg te duwen van de onaangepaste gewrichtscoördinatie, en pas de bewegingen verstoren zodra de proefpersoon een dergelijke onaangepaste bewegingsstrategie initieert. (2) Taakassistentie (TA)-controller past ondersteunende gewrichtskoppels toe om patiënten met een beroerte direct te helpen 3D RTT-activiteiten uit te voeren met correcte coördinatie op een hoge intensiteit (herhalingen/sessie). Doel 1: ontwikkelen en haalbaarheid van RTT-controller bepalen. H1: SA- en TA-controllers zijn haalbaar, zoals blijkt uit respectievelijk (1) patiëntveiligheid en (2) het vermogen van TA- en SA-controllers om gewrichten van het bovenlichaam langs taaktrajecten en weg van synergetische coördinatie te bewegen. Maximaal vijf overlevenden van een subacute beroerte zullen RTT-activiteiten uitvoeren met zowel de SA- als de TA-controllers. H1 wordt als ondersteund beschouwd als het toegepaste koppel voldoet aan de vereisten die zijn gedefinieerd door de regelwet en aan de haalbaarheidscriteria wordt voldaan voor de TA- en SA-controllers bij twee opeenvolgende patiënten. Doel 2: haalbaarheid van controllers bepalen en verandering in gezamenlijke coördinatie kwantificeren tijdens interventie van 3 weken. H2a: een interventie van 3 weken is haalbaar met zowel de controllers zoals gezien door (1) patiëntveiligheid en (2) mogelijkheden voor TA- en SA-controllers om de gewrichten van het bovenlichaam in de richting van de gewenste trajecten voor 3D RTT-activiteiten te bewegen terwijl synergetische compenserende coördinatie. H2b: het robotsysteem zal de gewrichtssynergieën nauwkeurig volgen bij patiënten met een acute beroerte voor en na een interventie van 3 weken, waarbij elke verandering in compensatiestrategieën wordt onthuld. Er zullen twee overlevenden van een acute beroerte worden aangeworven. Deelnemers worden toegewezen aan de TA- of SA-controller en zullen eenmaal per dag hoge herhalingen van reiktaken uitvoeren terwijl ze het Harmony-exoskelet gedurende drie weken dragen. Gezamenlijke kinematische en kinetische gegevens worden in alle sessies door het robotsysteem geregistreerd. Kinematische gegevens zullen ook worden vastgelegd in de evaluatiesessies voor en na de interventie van 3 weken in twee modaliteiten: robot in zero-torque-modus en met behulp van een infrarood bewegingsvolgsysteem. Gewrichtssynergieën zullen worden geëvalueerd voor de twee acute beroertepatiënten voor en na een interventie van drie weken. Hypothesen worden als ondersteund beschouwd als er een acceptabel laag foutenpercentage is tussen de kinematische metingen van het robotsysteem en het motion capture-systeem. Nieuwe revalidatieprogramma's die de functionele prestaties van de bovenste extremiteit verbeteren, hebben het potentieel om de ADL van veteranen te beïnvloeden en hun roeping, recreatie en algehele kwaliteit van leven te verbeteren. Nieuwe revalidatieprogramma's die de functie van de bovenste extremiteit verbeteren, hebben het potentieel om de ADL's van veteranen te beïnvloeden en hun roeping, recreatie en algehele kwaliteit van leven te verbeteren.