Korowa i biomechaniczna dynamika treningu robotyki kostki w udarze (AbotMot)

Po uzyskaniu świadomej zgody to badanie pilotażowe będzie wymagało co najmniej jedenastu wizyt dla wszystkich pacjentów. Pierwsza wizyta obejmie badania przesiewowe i kwalifikacyjne, które trwają około 3 godzin i będą miały miejsce w VAMC (Centrum Medyczne Administracji Weteranów) w Klinice Oceny Geriatrycznej (GAC). Druga i trzecia wizyta potrwają około 3 godzin w VAMC Human Motor Performance Laboratory i będą obejmować pobranie nieinwazyjnego EEG, powierzchniowego EMG i EKG oraz ćwiczenie ruchów stawu skokowego za pomocą robota na kostkę do grania w gry wideo. Ponadto zostaną ocenione pomiary funkcji chodu i równowagi przed i po treningu Anklebot. Przez następne 3 tygodnie badani wezmą udział w domowym, monitorowanym (log) programie chodzenia. Kolejne siedem wizyt (program treningowy) wiąże się z dalszym ćwiczeniem ruchów stawu skokowego przy użyciu robota stawu skokowego do grania w gry wideo, zbieraniem danych dotyczących sterowania motorycznego, ale nie zbieraniem danych elektrofizjologicznych. Wizyta jedenasta (końcowa) jest taka sama jak wizyta 2 i 3.

Wizyta 1: Oceny przesiewowe obejmują przegląd dokumentacji medycznej, badania lekarskie i neurologiczne w celu określenia uprawnień. Oceny kliniczne obejmą również Mini Mental State Exam (MMSE) oraz Centre for Epidemiologic Study (CES-D). Kliniczne podejrzenie lub dowody na te narzędzia przesiewowe demencji, depresji lub innych deficytów poznawczych, które mogłyby zakłócać badanie, uniemożliwią dalszą ocenę badania i natychmiastowe skierowanie do psychiatry lub innego odpowiedniego pracownika służby zdrowia w celu dalszej oceny. Automatyczna Metryka Oceny Neuropsychologicznej (ANAM) jest również podawana jako kompleksowe narzędzie neuropsychologiczne do pomiaru wielu aspektów procesów neuropsychologicznych, które dotyczą funkcji poznawczych i uczenia się motorycznego. Ponadto uczestnicy zostaną poproszeni o przejście 10 metrów 3 razy po macie do pomiaru chodu z preferowaną przez siebie prędkością w uprzęży bezpieczeństwa iw towarzystwie (bez asysty) doświadczonego asystenta badawczego. Pomoże to określić ich dotkliwość deficytu do grupowania podczas analizy danych. Wreszcie, standardowe badanie neurologiczne jest przeprowadzane przez personel posiadający kwalifikacje medyczne.

Wizyta 2, 3 i 11: Po włączeniu do badania i badaniu medycznym uczestnicy zostaną przetestowani za pomocą Anklebota, podczas gdy EEG, EMG i tętno (EKG) będą rejestrowane.

Po pierwsze, badani otrzymają czepek z rozciągliwej lycry, w którym znajdują się 64 zagłębione czujniki EEG wykonane z cyny. Skóra uczestnika zostanie lekko otarta lub potarta końcówką Q-tip w każdym miejscu czujnika, aby usunąć olej i martwą tkankę naskórka, aby zapewnić dobre przewodnictwo sygnału EEG. Skóra nie zostanie złamana. Za pomocą tępego aplikatora przymocowanego do strzykawki, zatwierdzony przez FDA nietoksyczny żel przewodzący zostanie następnie nałożony przez otwór w każdym z 64 czujników rejestrujących, aby zapewnić ciągły kontakt żelu między skórą w miejscach rejestracji a odpowiednimi czujnikami . Czujniki rejestrujące zostaną również umieszczone na skórze powyżej i poniżej lewego oka, aby monitorować ruchy gałek ocznych, a także na obu płatkach uszu, aby służyć jako miejsca odniesienia „niemózgowe”. Miejsce elektrody uziemiającej zostanie zastosowane w okolicy czołowej. Kanał oka i miejsca referencyjne zostaną lekko przetarte wacikiem, natarte alkoholem i przygotowane żelem przewodzącym, aby umożliwić ciągłe połączenie między skórą głowy a powierzchnią czujnika. Powierzchniowe elektrody EMG zostaną również przyłożone do mięśnia piszczelowego przedniego, mięśnia brzuchatego łydki iw razie potrzeby do mięśnia strzałkowego niedowładnej nogi. Odprowadzenia do rejestracji EKG zostaną przyłożone obustronnie do miejsc bezpośrednio pod obojczykami.

Po zakończeniu konfiguracji uczestnicy zostaną poproszeni o przejście 10 m po oprzyrządowanej macie do chodu w celu zarejestrowania parametrów chodu podczas 3 preferowanych i 3 najszybszych prób chodu. Badani zostaną poproszeni o powtórzenie tych zadań związanych z chodzeniem, wykonując jednocześnie zadanie poznawcze polegające na rozwiązywaniu i ustnym zgłaszaniu odpowiedzi na proste problemy arytmetyczne. Będą nosić pas do chodu i będą pod ścisłą opieką personelu badawczego podczas chodzenia i otrzymują odpoczynki w pozycji siedzącej zgodnie z wymaganiami, aby zapobiec zmęczeniu. Drugi test zmierzy kontrolę równowagi, rejestrując 30-sekundowe próby kołysania postawy podczas spokojnego stania na płycie siłowej. Trzy warunki równowagi obejmują oczy otwarte, oczy zamknięte i oczy otwarte podczas wykonywania równoczesnego zadania poznawczego polegającego na rozwiązywaniu i ustnym zgłaszaniu odpowiedzi na proste problemy arytmetyczne. W razie potrzeby zapewnione zostaną miejsca do siedzenia.

Po wyjściowym teście funkcjonalnym uczestnicy zostaną posadzeni na krześle, a robot kostki zostanie przymocowany do ich niedowładnej nogi za pomocą ortopedycznej ortezy kolana i buta ortopedycznego. Podkładki i amortyzacja zostaną zastosowane w razie potrzeby w celu prawidłowego dopasowania, a orteza kolana zostanie zamontowana na krześle w celu zapewnienia stabilności. Noga spoczywa na amortyzowanym podporze z kolanem pod kątem 45 stopni, a stopa może się swobodnie poruszać.

Po zakończeniu konfiguracji badani zostaną poproszeni o „zagranie” w serię gier wideo poprzez zgięcie podeszwowe lub grzbietowe niedowładnej kostki, aby przesunąć odpowiedni kursor na ekranie komputera, aby trafić w wolno poruszające się cele. Pierwsza gra trwa około dwóch minut i jest rozgrywana bez pomocy robota, aby ocenić podstawową kontrolę motoryczną i zdolności badanych. Następnie 6 gier trwających około 4 minut zapewni różne poziomy wsparcia robota, aby poprowadzić lub zachęcić badanych do wykonania zalecanych ruchów kostkami. Charakter i ilość wsparcia robota będzie się różnić w trakcie sesji, aby promować krótkoterminowe uczenie się motoryczne i kontrolę niedowładnej kostki. Po zakończeniu serii treningów opartych na wydajności powtórzenie dwuminutowej gry bez asysty kończy sesję. Na koniec badani zostaną poproszeni o powtórzenie testów kołysania posturalnego i chodu, jak poprzednio.

Wizyty 4-10: uczestnicy zostaną posadzeni na krześle, a robot stawu skokowego zostanie przymocowany do niedowładnej nogi za pomocą ortopedycznej ortezy kolana i buta ortopedycznego. Podkładki i amortyzacja zostaną zastosowane w razie potrzeby w celu prawidłowego dopasowania, a orteza kolana zostanie zamontowana na krześle w celu zapewnienia stabilności. Noga spoczywa na amortyzowanym podporze z kolanem pod kątem 45 stopni, a stopa może się swobodnie poruszać.

Po zakończeniu konfiguracji badani zostaną poproszeni o „zagranie” w serię gier wideo poprzez zgięcie podeszwowe lub grzbietowe niedowładnej kostki, aby przesunąć odpowiedni kursor na ekranie komputera, aby trafić w wolno poruszające się cele. Pierwsza gra trwa około dwóch minut i jest rozgrywana bez pomocy robota, aby ocenić podstawową kontrolę motoryczną i zdolności badanych. Następnie 6 gier trwających około 4 minut zapewni różne poziomy wsparcia robota, aby poprowadzić lub zachęcić badanych do wykonania zalecanych ruchów kostkami. Charakter i ilość wsparcia robota będzie się różnić w trakcie sesji, aby promować krótkoterminowe uczenie się motoryczne i kontrolę niedowładnej kostki. Po zakończeniu serii treningów opartych na wynikach, powtórzenie dwuminutowej gry bez asysty kończy sesję. Podczas tych sesji treningowych nie będą pozyskiwane żadne dane elektrofizjologiczne, a jedynie dane dotyczące kontroli motorycznej pozyskiwane przez samego Anklebota.