Tornozelo robótica após acidente vascular cerebral

Esta proposta investiga um tornozelo robótico portátil (AMBLE) para ser usado durante o treinamento de mobilidade no solo para reduzir a queda do pé e melhorar a função de caminhada em pacientes hemiparéticos (meio corpo, parcialmente paralisados ​​com acidente vascular cerebral com pé caído (incapacidade de levantar e limpar adequadamente o pé durante a caminhada. Cerca de 30% dos sobreviventes de AVC ficam com fraqueza permanente no tornozelo que prejudica sua mobilidade e aumenta o risco de queda. Atualmente, os sobreviventes de AVC com pé caído vivem com uma bengala ou outro dispositivo de assistência e, muitas vezes, com braçadeiras de tornozelo e pé (AFOs) por segurança. Esses dispositivos auxiliares não revertem ou reduzem o problema neurológico subjacente da queda do pé. Reconhecendo o papel crucial da função do tornozelo na marcha e no equilíbrio, e reconhecendo que a parte distal da extremidade inferior geralmente sofre os maiores danos após um derrame humano, os pesquisadores criaram um robô de tornozelo portátil como uma ferramenta para os terapeutas ajudarem a moldar recuperação da marcha.

O AMBLE, e seu sistema de controle subjacente, usa informações sobre como os pacientes estão andando de um passo para outro para auxiliar e modelar o levantamento do pé, de modo a ajudar a treinar novamente a recuperação da caminhada por um processo que os neurocientistas chamam de aprendizado motor. É a combinação dos esforços de movimento do sobrevivente de derrame parcialmente paralisado com a assistência oportuna "apenas quando necessária" pelo robô que os investigadores e outros mostram ser a chave para a recuperação do movimento após o derrame. Assim, o robô de tornozelo não é uma muleta, mas um dispositivo de aprendizado e medição que gradualmente "sai do caminho" do aluno para facilitar o aprendizado do robô humano de forma que o humano assuma mais do aprendizado volitivo.

A equipe de pesquisa da Universidade de Maryland demonstrou em 4 estudos anteriores o uso de treinamento assistido por robô sentado e em esteira usando um robô de laboratório volumoso programado com uma fórmula de aprendizado motor que pode melhorar o controle motor do tornozelo nas fases inicial e crônica do AVC, e isso pode melhorar a caminhada sem assistência no solo. Uma proporção significativa de sobreviventes de AVC mostrou recuperação sessão por sessão do levantamento volitivo (não assistido pelo robô) do tornozelo durante a caminhada durante 6 semanas de três sessões de 30 a 45 minutos de treinamento do robô enquanto caminhava em uma esteira, mesmo anos após o AVC. Na verdade, descobriu-se que duas semanas de 3 sessões por semana de treinamento de robótica de tornozelo foi o perfil de tempo para a maior parte da recuperação do aprendizado motor para reduzir a queda do pé. Esta informação informou o desenho do estudo descrito abaixo.

Pesquisas anteriores foram feitas usando um robô de laboratório volumoso, pesado (~ 8 libras) e caro que só permitia treinamento sentado ou em esteira porque era amarrado por fios. Isso limita muito como ele pode ser usado por fisioterapeutas e não é configurado adequadamente para facilidade de uso por fisioterapeutas na prática. A NextStep Robotics inventou e construiu os programas de aprendizado motor de robôs de tornozelo com muita contribuição de fisioterapeutas e outros clínicos de reabilitação em um robô leve e portátil que pode ser usado no solo em qualquer lugar com controles de dentes azuis que também informam ao terapeuta com precisão o quão bem o golpe sobreviventes está aprendendo, passo a passo. É este novo robô portátil de tornozelo configurado para uso na prática que os investigadores procuram testar em estudos com fisioterapeutas usando-o totalmente integrado em seu treinamento de recuperação de mobilidade de acidente vascular cerebral ambulatorial usual no Instituto de Ortopedia e Reabilitação da Universidade de Maryland.

Este Prêmio U44 do Instituto Nacional de Distúrbios Neurológicos e Derrame (NINDS) não é um típico estudo clínico randomizado de fase única, mas consiste na Fase I que conclui o design comercial do robô no primeiro ano, seguido pelo ensaio clínico randomizado de Fase II ao longo dos anos 2-4 de uma versão comercial finalizada do robô de tornozelo.

A Fase II (após a conclusão do projeto comercial na Fase I) é um estudo randomizado (atribuição de grupo por acaso), cego (teste de resultado feito por técnicos que não sabem da alocação de grupo de pacientes), estudo de dois braços (2 grupos) que investiga a hipótese de que em subaguda (6 semanas a 6 meses) indivíduos com AVC com pé caído, a fisioterapia integrada AMBLE (PTR) consistindo em 18 sessões de treinamento durante nove semanas é mais eficaz do que a fisioterapia (PT) usual para melhorar os resultados do pé caído medidos por análises de movimento de caminhada, e por avaliações clínicas padronizadas de caminhada, incluindo resultados específicos de queda do pé, conforme avaliado por um clínico de PT certificado (cego para atribuição de tratamento), verificado por revisão cega de 2 outros médicos de filmes das avaliações de mobilidade padronizadas para fornecer um julgamento imparcial consensual. Notavelmente, este estudo de Fase II concentra-se na recuperação de AVC subagudo (6 semanas a 6 meses) porque representa uma janela terapêutica na qual a fisioterapia ambulatorial convencional é tipicamente antecipada para otimizar os resultados. Esta fase da reabilitação do AVC é selecionada para testar o AMBLE em ambientes do mundo real, quando a fisioterapia ambulatorial normalmente ocorre, usando uma frequência e duração do tratamento (18 sessões de fisioterapia em 9 semanas) que é representativa da prática em Maryland e na maior parte dos Estados Unidos . Se usar o robô AMBLE durante a fisioterapia neste período reduzir a queda do pé e melhorar os resultados de longo prazo medidos 3 meses após o término de toda a terapia robótica, os investigadores solicitarão a aprovação do FDA para o primeiro dispositivo de robótica para tratar ativamente a queda do pé após derrame.