Достижение в инсульте

Цель:

Для переживших инсульт использование компенсаторных движений может привести к уменьшению диапазона движений, боли и модели «выученного неиспользования». Распространенным компенсаторным движением, присутствующим при дотягивании верхней конечности, является смещение туловища. Хотя это движение было определено как важное, которое необходимо уменьшить, было рассмотрено несколько стратегий для решения этой проблемы. Существующие стратегии требуют физического прижатия человека к спинке стула, что делает их нежелательными для использования в неконтролируемой терапии. В результате в настоящее время существует потребность в альтернативных методах, которые способствуют использованию правильных моделей движений как в клинике, так и дома. В этом смысле технология может действовать как инструмент для создания новых способов уменьшения компенсации ствола. Тем не менее, в литературе есть пробел, поскольку компенсация туловища исследовалась только как второстепенная тема в роботизированной и компьютерной реабилитации. Следовательно, в этом проекте исследователи изучат снижение компенсации туловища с помощью роботизированных устройств и коммерчески доступных технологий, чтобы сосредоточиться на качестве движений при неконтролируемой терапии. Потенциальные результаты этого проекта могут быть позже применены и обобщены к другим способам компенсации при инсульте и других группах населения с неврологической инвалидностью.

Цель:

Наша цель — продемонстрировать, что сигналы обратной связи могут использоваться для уменьшения компенсаторных движений туловища при неконтролируемой терапии.

Исследовать вопрос:

Даст ли использование сигналов силы аналогичные результаты по сравнению с визуальной обратной связью для уменьшения компенсации туловища?

Оборудование:

• 1 Система безмаркерного захвата движения Kinect (Microsoft, Inc.).
• 2 вспомогательных роботизированных манипулятора Kinova Jaco. Эти устройства используются для помощи людям с ограниченными возможностями в выполнении повседневных задач. Руки предназначены для безопасного взаимодействия (малые усилия) с пользователем.
• 1 настольный компьютер и монитор для обеспечения визуальной обратной связи.

Метод:

Исследователи разработают сигналы силовой обратной связи, используя для их доставки два роботизированных устройства Kinova Jaco. Затем исследователи изучают, могут ли сигналы силы дать аналогичные или лучшие результаты по сравнению с визуальной обратной связью (с использованием монитора компьютера для передачи обратной связи) для уменьшения компенсаторных движений.

Несмотря на то, что роботизированные устройства способны подавать сигналы силы, эти устройства может быть трудно внедрить в домашних условиях из-за их сложности и цены. Следовательно, в этом проекте исследователи изучат использование коммерчески доступных технологий для предоставления обратной связи о компенсаторных движениях пользователей. Исследователи будут сравнивать применение силы и визуальную обратную связь, чтобы изучить их влияние на снижение компенсаторных уровней. Исследователи решили использовать визуальную обратную связь, поскольку ее можно обеспечить системами, легко доступными в домашних условиях (например, телевизоры и персональные компьютеры) без необходимости приобретения более сложных роботизированных устройств. Если результаты этого проекта подтвердят использование коммерчески доступных технологий, это станет дополнительным свидетельством потенциального использования этой технологии для замены или дополнения роботизированных устройств после того, как пользователи продолжат свои терапевтические программы дома.

Сигналы силовой обратной связи будут предоставляться как сопротивление движению рукояток роботов. Эти подсказки будут применяться, когда пользователь выходит за пределы определенного диапазона ошибок, основываясь на «нормальном» шаблоне достижения. Кроме того, величина сигнала будет пропорциональна величине компенсации ствола. В этом проекте будут сравниваться два состояния: визуальная обратная связь и силовая обратная связь.

Визуальное условие будет использовать монитор для отображения двух курсоров (пустых кругов), которые будут представлять руки участника, и круги будут заполнены красными чернилами, когда пользователь начнет компенсировать. По мере увеличения величины компенсации количество красных чернил будет постепенно увеличиваться, чтобы указать уровень, на котором пользователь выполняет компенсацию.

Краткое описание процедур:

(Общее время: 2-2,5 часа):

1. Участники будут набраны.
2. Знакомство с исследованием и оборудованием. Участников попросят сообщить исследователю, если они почувствуют дискомфорт или усталость в любой момент эксперимента, и им будет предоставлено столько перерывов, сколько необходимо.
3. Попросите участников заполнить формы согласия, или, если они не могут дать согласие из-за состояния своего здоровья, их опекуны / опекуны дадут согласие, и субъект предоставит согласие.

4. Участник заполнит базовый вопросник, и зарегистрированный физиотерапевт проведет клиническую оценку на основе признанных шкал нарушений (оценка верхних конечностей Фугля-Мейера и шкала достижения результатов), чтобы использовать баллы в качестве основы для сравнений, которые будут выполняться в ходе исследования. статистический анализ в конце этой фазы. Шкала достижения результатов требует использования видеозаписи оценки для подсчета баллов.

   Если участник хочет узнать результаты своей клинической оценки, в конце сеанса терапевт предоставит фотокопию результатов, даст участнику объяснение этих результатов и ответит на любые вопросы, которые могут возникнуть у участника об этих шкалах. . В случае Шкалы достижения результатов, поскольку оценка проводится после исследования, участник может получить свои оценки позже по телефону.

5. Все учебные сессии будут проводиться в кампусе Университета Британской Колумбии (UBC) в Пойнт-Грей. Во время теста участникам будет предложено взаимодействовать с компьютером с использованием следующих технологий ввода: 2 роботизированных манипулятора Jaco Kinova и Microsoft Kinect. Используя эти технологии, участники будут выполнять бимануальные симметричные движения руками/кистями, чтобы управлять простой видеоигрой с курсором/целью. Kinect будет измерять движение участника в виде точек данных для каждого сустава, видео не будет записываться. Роботизированные устройства будут использоваться для записи движений рук и будут увеличивать их сопротивление движению в зависимости от уровня компенсации туловища участника. Монитор будет использоваться для обеспечения визуальной обратной связи о компенсации туловища участника и для отображения целевой игры.
6. Попросите участников сесть на стул и отрегулировать подставку для ног так, чтобы их ступни полностью поддерживались, колени находились под углом 90 градусов, а спина была прижата к стулу.
7. Попросите участников держаться за ручки двух роботизированных устройств.
8. В случае, если участники не могут держать ручку из-за слабости руки, на их ладонь будет надет регулируемый тканевый и эластичный ремешок, чтобы удерживать руку поверх ручки.
9. Максимальное усилие, которое пользователь может приложить для толкания роботов, будет измеряться путем считывания показаний датчиков робота.
10. Попросите участника выполнить серию unimanual достигает для калибровки системы на основе длины руки участника.
11. Попросите участника выполнить 5 двуручных упражнений, чтобы ознакомиться с системой и отображением движения.
12. Попросите участников выполнить 15 базовых (без обратной связи) бимануальных движений, чтобы измерить их компенсацию туловища. Исследователи будут использовать значение средней компенсации туловища, чтобы установить диапазоны ошибок для визуальной и силовой обратной связи.
13. Попросите участников выполнить 5 практических двуручных движений, чтобы ознакомиться с визуальной или силовой обратной связью (в зависимости от рандомизации предметов).
14. Попросите участника выполнить 60 попыток бимануального достижения 1 цели на уровне колена с полностью вытянутыми руками. Участники получат обратную связь о своей компенсации через монитор компьютера или как повышенное сопротивление движению роботов.
15. При желании участник сможет отдохнуть между мишенями. Кроме того, будет 1 минута отдыха после каждых 15 мишеней.
16. Участник выполнит 15 подходов без какой-либо обратной связи (Пост-измерение)
17. У участников будет 5 минут перерыва перед началом второго условия обратной связи.
18. Повторите шаги 14, 15 и 16, но с другим типом обратной связи (визуальной или силовой).
19. Ведущий заметит возникновение препятствий, с которыми столкнулись участники во время исследования.
20. Данные отслеживания движения и оценочные видеоролики будут сохранены в компьютерном файле с резервной копией на файловом сервере UBC и на оптических носителях.
21. В конце сессии участник ответит на вопросник по юзабилити.
22. Данные от ведущего, журналов движений, оценочных видеороликов и анкет будут использоваться для проведения количественного и качественного анализа, чтобы получить более полное представление о том, как расширенная обратная связь может уменьшить компенсаторные движения туловища, а также о простоте использования и функциональности системы. Все данные будут идентифицированы по номерам участников.
23. Видеозаписи будут стерты/уничтожены через 5 лет после публикации результатов.

Дизайн исследования:

Исследователи будут следовать перекрестному дизайну внутри субъектов, где независимой переменной будет тип обратной связи, а уровнями будут: силовая обратная связь и визуальная обратная связь. Первичной зависимой переменной будет мера компенсации магистрали. Исследователи будут следовать уравновешенной стратегии, чтобы уменьшить эффект переноса от выполнения двух условий в определенном порядке.

Сбор данных будет включать в себя файлы журнала движений, результаты игры, обсуждения с участниками и опросы на выходе.