Экзоскелет верхней конечности для нацеливания на нежелательные суставные синергии во время повторяющихся тренировок у выживших после инсульта

Инсульт вызывает серьезную длительную нетрудоспособность, а частота инсульта среди ветеранов высока: в 2014 г. ежегодно регистрировалось около 6000 ВА по поводу острого ишемического инсульта. Реабилитационные программы, которые улучшают функцию верхних конечностей, могут повлиять на повседневную деятельность ветеранов и улучшить их призвание, отдых и общее качество жизни. Тренировка с повторяющимися задачами (RTT) представляет собой активную практику двигательной активности, специфичной для конкретной задачи, и более эффективна, чем простые движения суставов, для улучшения функции верхних конечностей после лечения. Тем не менее, RTT может истощать как врача, так и пациента, поскольку требует от участника многократных повторений одной и той же задачи, и эти повторения может быть трудно выполнить с помощью соответствующей техники. Предыдущие исследования показали, что для значительного влияния на выздоровление пациентов крайне важно инициировать RTT на острой и подострой стадиях, поддерживать координацию суставов в области здравоохранения и поддерживать вовлеченность и стимулирование пациентов. Робот-опосредованная РТТ может облегчить клиническую реализацию проверенных программ реабилитации для нуждающихся ветеранов, и недавно был разработан новый экзоскелет под названием Harmony, способный проводить бимануальную 3D-терапию руки. В настоящее время не хватает инструментов для выполнения RTT на ранних стадиях восстановления с сохранением координации суставов во время 3D-движения руки и обеспечением того, чтобы помощь была соразмерна возможностям пациента. Таким образом, целью этого проекта является разработка новых контроллеров, которые используют многообещающую неврологическую основу для обучения, чтобы облегчить обучение повторяющимся задачам, обеспечивая при этом правильные модели движений у пациентов с острой и подострой стадиями инсульта. В частности, (1) контроллер избегания синергии (SA) будет применять крутящие моменты в суставах, чтобы оттолкнуть пациентов от неадекватной координации суставов, вмешиваясь в движения только после того, как субъект инициирует такую ​​неадекватную стратегию движения. (2) Контроллер Task Assist (TA) будет применять вспомогательные крутящие моменты в суставах, чтобы напрямую помочь пациентам, перенесшим инсульт, достичь трехмерных RTT-активностей с правильной координацией с высокой интенсивностью (повторения / сеанс). Цель 1: разработать и определить возможности контроллера RTT. H1: Контроллеры SA и TA возможны, о чем свидетельствуют (1) безопасность пациента и (2) способность контроллеров TA и SA перемещать суставы верхней части тела по траекториям задачи и в сторону от синергетической координации соответственно. До пяти человек, перенесших подострый инсульт, выполнят действия RTT с контролерами SA и TA. H1 будет считаться поддерживаемым, если приложенный крутящий момент соответствует требованиям, определенным законом управления, и выполняются критерии осуществимости для контроллеров TA и SA у двух последовательных пациентов. Цель 2: определить возможности контроллеров и количественно оценить изменения в совместной координации в течение 3-недельного вмешательства. H2a: 3-недельное вмешательство возможно с обоими контроллерами, о чем свидетельствуют (1) безопасность пациента и (2) способность контроллеров TA и SA перемещать суставы верхней части тела в направлении желаемых траекторий для действий 3D RTT, избегая при этом синергизма. компенсаторная координация. H2b: роботизированная система будет точно отслеживать синергию суставов у пациентов с острым инсультом до и после 3-недельного вмешательства, выявляя любые изменения в компенсаторных стратегиях. Будут набраны два пациента, перенесших острый инсульт. Участники будут назначены либо к контроллеру TA, либо к контроллеру SA, и будут выполнять большое количество повторений задач достижения цели один раз в день, надевая экзоскелет Harmony в течение трех недель. Совместные кинематические и кинетические данные будут записываться роботизированной системой во всех сеансах. Кинематические данные также будут записываться во время сеансов оценки до и после трехнедельного вмешательства в двух режимах: робот в режиме нулевого крутящего момента и с использованием инфракрасной системы отслеживания движения. Совместная синергия будет оцениваться для двух пациентов с острым инсультом до и после трехнедельного вмешательства. Гипотезы будут считаться подтвержденными, если между кинематическими измерениями роботизированной системы и системой захвата движения имеется приемлемо низкий уровень ошибок. Новые реабилитационные программы, которые улучшают функциональные показатели верхних конечностей, могут повлиять на ADL ветеранов и улучшить их призвание, отдых и общее качество жизни. Новые реабилитационные программы, которые улучшают функцию верхних конечностей, могут повлиять на ADL ветеранов и улучшить их призвание, отдых и общее качество жизни.