Desenvolvimento de um dispositivo FES para uso manual durante atividades de braço após AVC

Indivíduos com AVC moderado a grave serão recrutados para testes laboratoriais e práticas domiciliares:

1. Avaliação clínica pré-treinamento (laboratorial). Nesta sessão, um fisioterapeuta de pesquisa avaliará a função do braço do participante e o nível de comprometimento usando avaliações clínicas padronizadas para garantir a elegibilidade para participar deste estudo. Uma vez confirmado, um conjunto de avaliações clínicas padronizadas será conduzido pelo fisioterapeuta da pesquisa como avaliações básicas da função de mão/braço do participante. Esta visita está prevista para durar aproximadamente 3 horas.
2. Configuração do dispositivo pré-treinamento (em laboratório). O participante será designado aleatoriamente para um dos fisioterapeutas recrutados (PTs) ou fisioterapeutas alunos do último ano (SPTs) que foi recrutado e consentiu em participar deste estudo. O PT atribuído determinará 1) as posições dos eletrodos para registrar as atividades musculares do participante durante a execução de diferentes funções de braço/mão e 2) as posições dos eletrodos de estimulação e as intensidades de estimulação para obter a melhor abertura da mão com o antebraço no meio do indivíduo. gama de supinação/pronação disponível. Em seguida, as posições dos eletrodos correspondentes serão marcadas e o antebraço/mão com esses marcadores será escaneado. Esta visita está prevista para durar aproximadamente 3 horas. Os resultados escaneados serão usados ​​offline para desenvolver uma órtese antebraço-mão (FHO) que se encaixe no antebraço e na mão do participante. Durante esta visita, os investigadores irão medir o tempo para o PT/SPT configurar 1) eletrodos de registro, 2) regras de detecção, 3) eletrodos de estimulação e configuração e 4) o tempo para varredura.
3. Sessões de aprendizado de uso de dispositivo pré-treinamento (2 visitas, baseadas em laboratório). Depois que o FHO estiver pronto, o participante será chamado para participar da 1ª e 2ª sessões de treinamento em laboratório para o uso do dispositivo ReIn-hand. Durante essas 2 visitas, o PT/SPT atribuído (1º teste) ou o PT de pesquisa (2º teste) treinará o participante para usar o FHO e o software ReIn-Hand em um dispositivo móvel, até que o participante demonstre a capacidade de usar o dispositivo de forma independente duas vezes seguidas. Durante essas 2 visitas, os investigadores medirão o tempo para o participante 1) aprender a usar o dispositivo ReIn-Hand (desde o início da sessão até o momento em que o participante for capaz de demonstrar capacidade de usar o dispositivo de forma independente duas vezes seguidas), 2) conectar o FHO, 3) usar o software para 1 teste (incluindo conectar todos os cabos seguindo as instruções, iniciar o software e terminar 1 teste) e 4) limpar. No final da 1ª (para PTs) ou da 2ª (para indivíduos com AVC) sessões de aprendizagem, será realizada uma pesquisa de usuário de 5 minutos para relatar o nível de facilidade de uso do dispositivo ReIn-Hand. Durante a 2ª sessão de aprendizagem, o participante também será retestado em parte das avaliações clínicas, porém, desta vez com o auxílio do aparelho ReIn-Hand. Espera-se que cada uma dessas 2 visitas dure cerca de 3 horas.
4. Medidas clínicas pré-treinamento da 2ª linha de base (baseadas em laboratório). Dentro de uma semana antes de iniciar a prática domiciliar, um PT de pesquisa conduzirá as 2ª medidas clínicas de linha de base, que repetirão as 1ª medidas clínicas de linha de base com uma medida quantitativa adicional da área máxima de abertura da mão e força de fechamento (QMHOC). Para QMHOC, serão usados ​​sensores de pressão (Pressure Profile Systems, Inc., Los Angeles, CA 90045) em conjunto com câmeras portáteis Moire Phase Tracking (Metria Innovation, Inc., Wauwatosa, WI). Todo o QMHOC levará cerca de 10 minutos, e toda a 2ª sessão de avaliação clínica de linha de base levará cerca de 2 horas.

5. Medidas de EEG pré-treinamento (baseadas em laboratório). Dentro de uma semana antes de iniciar a prática domiciliar e dentro de uma semana após a conclusão da prática domiciliar de 12 semanas, o participante participará de um experimento de EEG. Nesta sessão será colocado um marcador de 9x9 mm na ponta de cada dedo, tendo outro no dorso da mão como referência, o que permitirá a medição da posição e ângulo dos dedos/mão por 2 Moire Phase portáteis Câmeras de rastreamento (180 Hz; Metria Innovation Inc. Milwaukee, WI). Além disso, os eletrodos de EEG de superfície serão montados em uma capa de tecido elástico com base no sistema 10/20. Um scanner portátil Polaris Krios e marcadores reflexivos (NDI, Ontário, Canadá) serão usados ​​para registrar as posições dos eletrodos de EEG em comparação com o sistema de coordenadas definido pelos entalhes nasion, inion e pré-auricular. Eletrodos de detecção de movimento ocular também serão colocados nas margens supra e infra-orbitais para detecção de movimento ocular vertical. A EMG será registrada do extensor radial do carpo, flexor radial do carpo e deltóide do braço.

   Depois de preparado, o participante será sentado em uma cadeira experimental com: 1) alças ajustáveis ​​nos ombros e na cintura para manter a postura adequada, 2) antebraço parético preso a uma órtese que está ligada ao ACT-3D, um robô que fornecerá suporte de braço necessário, 3) passe a mão em torno de um cilindro com um sensor de pressão personalizado (Pressure Profile System Inc., CA). O participante será instruído a realizar 1 de 2 movimentos: 1) abertura da mão enquanto descansa em uma mesa háptica, ou 2) abertura da mão enquanto levanta contra 50% da força máxima de abdução do ombro. O investigador medirá as gravações do couro cabeludo e as gravações de EMG usando um sistema EEG/EMG de 160 canais usando eletrodos ativos (Biosemi, Inc., Active II, Amsterdã, Holanda), área de abertura da mão ou força de flexão do dedo.

6. Prática domiciliar. Após 5 consultas laboratoriais, os participantes levarão o dispositivo ReIn-Hand, incluindo o FHO, o dispositivo móvel com software ReIn-Hand e o estimulador eletrônico (300 PV, Empi, Minnesota, EUA, um dispositivo clínico aprovado pela FDA) de volta para casa. Em casa, os participantes realizarão 20 tentativas de tarefas predefinidas, como alcançar e agarrar, por sessão (1 hora), 1 sessão por dia, 7 dias por semana, durante 12 semanas. Durante essas 12 semanas, o participante visitará o laboratório uma vez por semana para fazer as alterações necessárias no dispositivo e realizar parte das avaliações clínicas e medir o QMHOC sem o ReIn-hand.
7. Testes pós-treinamento (em laboratório). As sessões nº 4 mencionadas acima serão repetidas em uma semana e 3 meses após a prática domiciliar de 12 semanas. A sessão nº 5 será repetida uma semana após a prática domiciliar de 12 semanas. Todos os testes pós-treino serão realizados sem o dispositivo ReIn-hand.