Um exoesqueleto da extremidade superior para direcionar sinergias articulares indesejadas durante o treinamento repetitivo em sobreviventes de AVC

O AVC causa incapacidade significativa a longo prazo e a incidência de AVC na população de veteranos é alta, com aproximadamente 6.000 admissões por AV por AVC isquêmico agudo por ano em 2014. Os programas de reabilitação que melhoram a função da extremidade superior têm o potencial de impactar as atividades diárias dos veteranos e melhorar sua ocupação, recreação e qualidade de vida geral. O treinamento de tarefas repetitivas (RTT) é a prática ativa de uma atividade motora específica da tarefa e é mais eficaz do que movimentos articulares simples para melhorar a função da extremidade superior após o tratamento. No entanto, o RTT pode ser desgastante tanto para o clínico quanto para o paciente, pois exige que o participante complete muitas repetições da mesma tarefa e essas repetições podem ser difíceis de realizar com a técnica apropriada. Pesquisas anteriores mostraram que, para afetar significativamente a recuperação do paciente, é fundamental iniciar o RTT nos estágios agudo e subagudo, manter a coordenação articular da saúde e manter os pacientes engajados e desafiados. O RTT mediado por robôs tem o potencial de facilitar a entrega clínica de programas comprovados de reabilitação para veteranos necessitados e, recentemente, um novo exoesqueleto foi desenvolvido, chamado Harmony, com a capacidade de fornecer terapia de braço 3D bimanual. Atualmente, faltam ferramentas para fornecer RTT nos estágios iniciais da recuperação, mantendo a coordenação articular durante o movimento do braço 3D e garantindo que a assistência seja compatível com as habilidades do paciente. Portanto, o objetivo deste projeto é desenvolver novos controladores que usam bases neurológicas promissoras para treinamento para facilitar o treinamento de tarefas repetitivas, garantindo padrões de movimento corretos em pacientes com AVC em estágio agudo e subagudo. Especificamente, (1) o controlador de evitação de sinergia (SA) aplicará torques articulares para afastar os pacientes da coordenação articular desadaptativa, interferindo apenas nos movimentos quando o sujeito iniciar essa estratégia de movimento desadaptativa. (2) O controlador de assistência à tarefa (TA) aplicará torques articulares auxiliares para ajudar diretamente os pacientes com AVC a realizar atividades 3D RTT com coordenação correta em alta intensidade (repetições/sessão). Objetivo 1: desenvolver e determinar a viabilidade do controlador RTT. H1: Os controladores SA e TA são viáveis, como visto por (1) segurança do paciente e (2) habilidades dos controladores TA e SA para mover as articulações da parte superior do corpo ao longo das trajetórias de tarefas e longe da coordenação sinérgica, respectivamente. Até cinco sobreviventes de AVC subagudo concluirão as atividades RTT com os controladores SA e TA. H1 será considerado suportado se o torque aplicado atender aos requisitos definidos pela lei de controle e os critérios de viabilidade forem atendidos para os controladores TA e SA em dois pacientes consecutivos. Objetivo 2: determinar a viabilidade dos controladores e quantificar a mudança na coordenação conjunta durante a intervenção de 3 semanas. H2a: uma intervenção de 3 semanas de duração é viável com ambos os controladores, conforme visto por (1) segurança do paciente e (2) habilidades dos controladores TA e SA para mover as articulações da parte superior do corpo em direção às trajetórias desejadas para atividades 3D RTT, evitando sinergia coordenação compensatória. H2b: o sistema robótico rastreará com precisão as sinergias articulares em pacientes com AVC agudo antes e depois de uma intervenção de 3 semanas, revelando qualquer alteração nas estratégias compensatórias. Dois sobreviventes de AVC agudo serão recrutados. Os participantes serão designados para o controlador TA ou SA e completarão altas repetições de tarefas de alcance uma vez por dia enquanto usam o exoesqueleto Harmony por três semanas. Dados cinemáticos e cinéticos articulares serão registrados pelo sistema robótico em todas as sessões. Os dados cinemáticos também serão registrados nas sessões de avaliação antes e depois da intervenção de 3 semanas em duas modalidades: robô em modo de torque zero e usando um sistema de rastreamento de movimento infravermelho. As sinergias conjuntas serão avaliadas para os dois pacientes com AVC agudo antes e depois de uma intervenção de três semanas. As hipóteses serão consideradas suportadas se houver uma taxa de erro aceitavelmente baixa entre as medições cinemáticas do sistema robótico e o sistema de captura de movimento. Novos programas de reabilitação que melhoram o desempenho funcional da extremidade superior têm o potencial de impactar as AVD dos veteranos e melhorar sua ocupação, recreação e qualidade de vida geral. Novos programas de reabilitação que melhoram a função dos membros superiores têm o potencial de impactar as AVDs dos veteranos e melhorar sua ocupação, recreação e qualidade de vida geral.