Efeitos da Assistência Robótica Unilateral nas Estratégias de Compensação e na Atividade Muscular Durante a Marcha Hemiparética

- Materiais: Os pesquisadores desenvolveram uma órtese Knee-Ankle-Foot (KAFO) composta por duas articulações alinhadas ao joelho e tornozelo do usuário. O comprimento de suas barras e as posições de suas órteses podem ser adaptados à antropometria de diferentes usuários. A articulação do joelho é acionada por um motor DC brushless EC-60 plano 408057 (Maxon ag, Suíça) acoplado a um acionamento harmônico CSD-20-160-2AGR (Harmonic Drive LLC, EE.UU.). A relação de transmissão de 1:60 deste sistema possibilita a aplicação de um torque médio de 35Nm. A articulação do tornozelo do protótipo permanece não acionada e ilimitada, possibilitando sua livre movimentação no plano sagital. O peso total do KAFO é de cerca de 4kg.

O protótipo é equipado com sensores que fornecem informações sobre as variáveis ​​do sistema que são utilizadas para seu controle em tempo real, como o ângulo de flexão da articulação do robô ou o torque de interação entre usuário e robô. Além disso, a cinemática da marcha do usuário é medida por unidades de medição inercial (IMUs) e o contato de ambos os pés com o chão por resistores de detecção de força (FSRs).

O sistema usa um oscilador de frequência adaptável para estimar a fase de marcha contínua do membro contralateral e auxilia sincronicamente a perna parética induzindo um padrão de marcha saudável. A ação do robô depende da fase da marcha da perna assistida: durante a fase de apoio, o robô reforça o membro para que o sistema composto pela perna e o exoesqueleto possa carregar o peso do usuário e não desmoronar, enquanto na fase de balanço o O robô orienta o movimento do membro de acordo com o paradigma Assistido conforme necessário (AAN), criando um túnel de força em torno da trajetória prescrita.

- Procedimentos:

O protocolo experimental é dividido em três sessões. Durante todos eles, o paciente caminhará em esteira comandada pelo fisioterapeuta, usando cinto de segurança para evitar quedas e com o exoesqueleto robótico na perna parética. Durante a segunda e terceira sessões, a eletromiografia também será adquirida usando eletrodos de superfície (Trigno System, Delsys Inc.) e de acordo com as diretrizes do SENIAM. Através deste método será mensurada a atividade muscular do Reto Femoral, Cabeça Longa do Bíceps Femoral, Tibial Anterior e Gastrocnêmio Medial de ambas as pernas. Cada sessão experimental é descrita a seguir:

1. - Sessão de treinamento: O paciente usará o exoesqueleto robótico para se familiarizar com a ação do dispositivo. Serão identificadas velocidades confortáveis ​​e máximas para cada sujeito.
2. - Sessão de Velocidade de Rampa: a sessão será dividida em cinco tentativas: (a) Pré, o paciente não usará o aparelho; (b) Livre, o paciente usará o robô, mas ele é desacoplado mecanicamente para permitir o movimento livre do joelho; (c) Ativo, o robô auxiliará a marcha até 75% da velocidade máxima de marcha; (d) MaxActive, o robô irá auxiliar a marcha até a velocidade máxima de marcha; e (e) Pós, o paciente repetirá a condição Pré. A velocidade aumentará de uma velocidade confortável até o máximo e depois voltará ao confortável.
3. - Sessão Random Velocity: a sessão será dividida nas mesmas tentativas da Sessão Ramp Velocity.

A diferença entre as sessões de RampVel e RandomVel será a sequência de velocidades de marcha em que o paciente caminhará. Durante a RampVel, cinco etapas de velocidade serão definidas de confortável à velocidade máxima com ou sem exo (dependendo da tentativa) e voltando à velocidade confortável. Durante o RandomVel, a mesma faixa de velocidade será usada, mas definindo cinco etapas em toda a faixa e configurando-as em uma ordem aleatória. Em ambas as sessões, cada passo da velocidade da marcha terá duração de um minuto, portanto, todas as tentativas terão duração de cinco minutos. Os Trials Free, Active e MaxActive também serão ordenados aleatoriamente em cada sessão.

Entre as tentativas, os pacientes descansarão durante 10 minutos para evitar efeitos de soma. Cada sessão ocorrerá em dias diferentes, deixando 1 ou 2 dias entre elas.

- Provedores de intervenção Um fisioterapeuta e um engenheiro estarão presentes durante as provas. O primeiro será responsável por avaliar a marcha basal do sujeito e avaliar seu estado durante o atendimento. O engenheiro será responsável por gerenciar o dispositivo e registrar os dados.

Ambos os pesquisadores monitoram a fidelidade à intervenção por meio de supervisão direta.

• Modos de entrega O protocolo é fornecido a um participante de cada vez. Cada paciente completa o protocolo uma vez.
• Localização Hospital Beata María Ana (Madrid, Espanha)
• Adaptação e modificações O protocolo permanece inalterado entre os aplicativos. A única adaptação aos pacientes é a escolha das velocidades de marcha confortáveis ​​e máximas para as provas.