Экзоскелет и стимуляция спинного мозга при ТСМ

В этом исследовании в общей сложности 24 участника с неполным повреждением спинного мозга (iSCI) будут случайным образом распределены в группу EAW + TLS или группу вмешательства только EAW. Каждая группа от подострой до хронической сенсорной и моторной iSCI будет состоять из 12 участников. В среднем в год будет проходить обучение пять человек. Каждая группа будет проходить 60-минутное обучение роботизированному вмешательству за сеанс, всего 80 сеансов (3 раза в неделю, в течение 28 недель). Группа 1: группа EAW + TLS получит 60 минут ходьбы по земле с помощью экзоскелета с одновременным TLS, после чего последуют 15 минут тренировки на земле без экзоскелета. Группа 2: группа EAW (без стимуляции) получит 60-минутную тренировку ходьбы по земле с помощью экзоскелета, а затем 15-минутную групповую тренировку. К этой группе не применяется стимуляция в любое время во время тренировки/прогулки.

Тренировочные парадигмы.

Группа 1: EAW+TLS:

Протоколы тренировок для двух групп будут иметь одинаковую структуру и время, за исключением того, что компонент TLS будет добавлен во время ходьбы с помощью робота в группе EAW + TLS. После 3-5 занятий стандартизированный тренировочный протокол будет включать формат круговой тренировки на 55-60 минут тренировки [5 минут сидеть, чтобы встать, 15 минут ходьбы по ровным плиточным поверхностям, 10 минут ходьбы по различным поверхностям, включая ковры и керамическую плитку, 15 минут ходьбы по плиточным поверхностям, 10 минут ходьбы вверх и вниз по пандусу и проходу через дверные проемы. На протяжении всей тренировки участник будет получать инструкции от PT о том, как улучшить его/ее кинематику стояния и шагания. Продолжительность тренировок по ходьбе/стойке также будет определяться усталостью участника. Артериальное давление (АД) будет измеряться исходно в положении сидя, стоя и через равные промежутки времени во время тренировки. Если участник жалуется на головокружение, легкое головокружение или какое-либо возбуждение вегетативной нервной системы, участник должен отдохнуть в сидячем положении (ноги приподняты). После 5 минут отдыха участник снова встанет на ноги и будет контролироваться артериальное давление. Если участник не может терпеть тренировку в течение 60 минут, он или она заканчивает тренировку, и время тренировки будет записано для будущего анализа. Перед каждой тренировкой будет оцениваться АД (3 последовательных измерения АД в пределах 5 мм рт. ст. с интервалом в 1 минуту). Как только АД стабилизируется, участник приступает к тренировкам.

Чрескожная стимуляция спинного мозга (TLS): TLS будет применяться во время групповых тренировок EAW+TLS. TLS будет применяться с использованием пары самоклеящихся стимулирующих электродов (диаметром 5 см), расположенных с двух сторон над остистыми отростками T11/T12. Стимулятор постоянного напряжения (стимуляторы RT™ 50 Sage, RT-терапия, Балтимор, Мэриленд) будет подавать сбалансированные по заряду, симметричные, двухфазные прямоугольные импульсы шириной 2 мс (1 мс на фазу). Во время ходьбы на всех тренировочных занятиях группы EAW + TLS, TLS на частоте 30 Гц и ~ 18 В (будет регулироваться в зависимости от индивидуальных особенностей), интенсивность вызывала парестезии в большинстве дерматомов нижних конечностей, но ниже двигательного порога. для мышц нижних конечностей (Hofstoetter et al. 2013).

Примечание. Поверхностные стимуляторы будут беспроводными и будут работать во время всех аспектов EAW на подпороговых уровнях, которые не будут вызывать активацию мышц во время тренировки EAW. Устройство «Экзоскелет» не будет мешать размещению электродов поверхностной стимуляции, а параметры стимуляции можно регулировать с помощью «нового» блокнота, входящего в состав системы.

Исследователи также будут оценивать изменения пространственно-временных характеристик, кинематики и мышечной активации, а также качество соединения волокон спинного мозга (SCFT) с помощью визуализации с высоким разрешением в результате интенсивной тренировки, поскольку они также влияют на восстановление после iSCI.

Группа 2: только обучение EAW:

Обучение будет включать использование одного и того же устройства экзоскелета (Ekso Bionics, Беркли, Калифорния) для всех участников. Надевающее устройство. Каждый участник пройдет измерение, определение размера и «надевание» устройства экзоскелета. Затем каждый участник будет проинструктирован о правильном использовании устройства. Начальная оценка. Все лица будут проходить оценку стенда. Тренер, расположенный позади участника, поможет стабилизировать туловище, прикладывая передние силы к тазу и/или задние силы к плечам, следя за тем, чтобы туловище и таз не были согнуты или чрезмерно растянуты. Тренеры будут помогать в обучении перемещению туловища и таза, чтобы облегчить роботу шаг.

В течение первых 3 сессий обучения устройство экзоскелета будет привязано к системе верхних шкивов во время обучения, чтобы участники могли безопасно адаптироваться к туловищу, сбалансировать походку во время ходьбы в экзоскелете. Общая цель этих начальных тренировочных занятий состоит в том, чтобы сохранить контроль над туловищем и конечностями во время стойки и поворота, которые напоминают обычное стояние и ходьбу.