Forbedring av gripefunksjonen hos personer med sansemotoriske svekkelser ved å kombinere elektrisk stimulering med en robotisk håndortose (SENSIBLE-EXO)

Håndmotoriske og sensoriske svekkelser som følge av nevrologiske lidelser eller skader påvirker mer enn 50 millioner individer over hele verden. Tilstander som hjerneslag, ryggmargsskade (SCI) og traumatisk hjerneskade (TBI) kan forårsake langvarige funksjonsnedsettelser, som i stor grad påvirker daglige aktiviteter og sosial integrasjon. Siden tradisjonell fysioterapi har begrenset effektivitet i rehabilitering, har hjelpemidler som hjelper til med å utføre daglige aktiviteter dukket opp som en nødvendig løsning. Myke eksoskjeletter gir fordeler ettersom de er mer komfortable og tilpasningsdyktige for brukeren, men de sliter ofte med å generere tilstrekkelig kraft. På den annen side viser elektriske stimuleringsplagg, som e-sleeves, lovende ved å stimulere nerver og muskler i underarmen. Å oppnå presis og stabil bevegelseskontroll er imidlertid fortsatt utfordrende på grunn av vanskeligheter med elektrodeplassering for målrettet stimulering. Videre er ingen av de tilgjengelige enhetene i stand til kunstig å gjenopprette tapt følelse i brukernes hender, noe som begrenser deres evne til å manipulere med skjøre gjenstander.

Ved å erkjenne disse begrensningene, foreslår vår studie en løsning som kombinerer et standard mykt eksoskjelett for hånd med: (i) elektrisk stimulering av fingrenes bøye- og ekstensormuskler for å generere kunstige muskelsammentrekninger synkronisert med eksoskjelettbevegelsen, som kompenserer for mangelen på gripekraft, og (ii) elektrisk stimulering av nervene for å kunstig gjenopprette den tapte følelsen av berøring, slik at brukere kan motta tilbakemelding på kraften de bruker når de samhandler med miljøet. Etterforskerne omtaler denne foreslåtte kombinasjonen som Sensible-Exo.

For å oppnå dette målet, tar prosjektet vårt sikte på å evaluere funksjonsforbedringene i assisterende og rehabiliterende scenarier ved å bruke SensoExo sammenlignet med kun å bruke eksoskjelettet eller uten støtte i det hele tatt. Eksoskjelettet vil være koblet med en elektrisk stimulerende hylse som er i stand til å levere ikke-invasiv elektrisk stimulering i form av funksjonell elektrisk stimulering (FES) og transkutan elektrisk nervestimulering (TENS). En hanske med innebygde kraft- og bøyesensorer vil bli brukt for å modulere den elektriske stimuleringen. I tillegg, bortsett fra å studere forbedringen av funksjonelle oppgaver, vil etterforskerne utforske forbedringer i kroppsoppfatning, representasjon og multisensorisk integrasjon. Faktisk tar etterforskerne også sikte på å identifisere måten pasienter oppfatter kroppen sin på ved hjelp av ad-hoc virtuell virkelighetsvurderinger som er utviklet. Før hver vurdering vil pasienten utføre en forhåndsdefinert bevegelse i virtuell virkelighet for å gjøre seg kjent med den og øke legemliggjøringen.

I løpet av studien vil deltakerne utføre en rekke oppgaver basert på deres gjenværende evner, inkludert motoriske oppgaver (f.eks. grip og slipp, Toronto Rehabilitation Institute Hand Function Test, gripekraftreguleringstest, virtuell eggtest), kognitive oppgaver (doble oppgaver) , og vurderinger av kroppsrepresentasjon og persepsjon. Noen av disse oppgavene vil bli utført i Virtual Reality-miljøer, både med og uten aktiv stimulering.