Exoskelett och ryggmärgsstimulering för SCI

I denna studie kommer totalt 24 deltagare med en ofullständig ryggmärgsskada (iSCI) att slumpmässigt tilldelas en EAW+TLS-grupp eller en EAW-interventionsgrupp. Varje grupp av subakut till kronisk sensorisk och motorisk iSCI kommer att bestå av 12 deltagare. I genomsnitt kommer fem deltagare att utbildas per år. Varje grupp kommer att få 60 minuters robotinterventionsträning per pass, totalt 80 pass (3 gånger i veckan, under 28 veckor). Grupp 1: EAW + TLS-gruppen kommer att få 60 minuters exoskeleton-assisterad gång över jord med samtidig TLS följt av 15 minuters överjordsträning utan exoskelettet. Grupp 2: Gruppen för enbart EAW (ingen stimulering) kommer att få 60 minuters exoskelett-assisterad gång över markträning följt av 15 minuter över gruppträning. Det finns ingen stimulans som appliceras på denna grupp vid något tillfälle under träningen/gången.

Träningsparadigm.

Grupp 1: EAW+TLS:

Träningsprotokollen för de två grupperna kommer att ha exakt samma struktur och timing förutom att TLS-komponenten läggs till under robotassisterad gång i EAW +TLS-gruppen. Efter 3-5 pass kommer det standardiserade träningsprotokollet att involvera ett cirkelträningsformat för 55-60 minuters träning [5 minuter sitta att stå, 15 minuters promenad på plana ytor, 10 minuters promenad på olika ytor inklusive mattor och keramiska plattor, 15 minuters gång av kaklade ytor, 10 minuters promenad upp och ner för ramper och passerar genom dörröppningar. Under hela träningspasset kommer deltagaren att instrueras av PT om hur han/hon kan förbättra sin stående- och stegkinematik. Längden på gång-/ståträningspass kommer också att bestämmas av deltagarens trötthet. Blodtrycket (BP) kommer att mätas vid baslinjen sittande, stående och med regelbundna intervall under träningspasset. Om deltagaren klagar över yrsel, yrsel eller någon form av oro i det autonoma nervsystemet kommer deltagaren att vila sittande (fötterna upphöjda). Efter 5 minuters vila kommer deltagaren att återuppta ställningen igen och blodtrycket kommer att övervakas. Om en deltagare inte kan tolerera träning under 60 minuter kommer han eller hon att avsluta träningen och träningstiden kommer att registreras för framtida analys. Före varje träningspass kommer blodtrycket att utvärderas (3 på varandra följande blodtrycksmätningar inom 5 mmHg med 1 minuts intervall). När BP är stabilt kommer deltagaren att börja träna.

Transkutan ryggmärgsstimulering (TLS): TLS kommer att tillämpas under EAW+TLS-gruppträningssessionerna. TLS kommer att appliceras med hjälp av ett par självhäftande stimulerande elektroder (5 cm diameter,) placerade bilateralt över T11/T12 spinous processer. En konstantspänningsstimulator (RT™ 50 Sage-stimulatorer, RT-terapi, Baltimore, MD) kommer att leverera laddningsbalanserade, symmetriska, bifasiska rektangulära pulser med en bredd på 2 ms (1 ms per fas). Under gångtiderna i alla träningspass i EAW +TLS-gruppen, TLS vid 30 Hz och ~18 V (kommer att justeras på grund av individuella variationer), en intensitet som producerar parestesier i de flesta av de nedre extremiteternas dermatom, men ändå under motortröskeln för underbensmusklerna (Hofstoetter et al. 2013).

Obs: Ytstimulatorer kommer att vara trådlösa och fungerar under alla aspekter av EAW på undertröskelnivåer som inte tillåter muskelaktivering under EAW-träningen. Exoskeleton-enheten kommer inte att störa placeringen av ytstimuleringselektroder och parametrar för stimulering kan moduleras av den "nya" anteckningsblocksenheten som är en del av systemet.

Utredarna kommer också att utvärdera förändringarna i rumsliga temporala egenskaper, kinematik och muskelaktivering och kvaliteten på ryggmärgsfiberkanal (SCFT) anslutning genom högupplöst bildbehandling som ett resultat av den intensiva träningen eftersom dessa också påverkar återhämtningen för iSCI.

Grupp 2: Enbart EAW-träning:

Utbildningen kommer att innebära att man använder samma exoskelettenhet (Ekso Bionics, Berkeley, CA) för alla deltagare. Påläggningsenhet. Varje deltagare kommer att genomgå mätning, dimensionering och "påtagning" av exoskelettenheten. Varje deltagare kommer sedan att instrueras i korrekt användning av enheten. Inledande utvärdering. Alla individer kommer att genomgå en monterutvärdering. En tränare placerad bakom deltagaren kommer att hjälpa till med bålstabilisering, genom att applicera främre krafter vid bäckenet och/eller bakre krafter vid axlarna, för att säkerställa att bålen och bäckenet inte böjs eller översträcks. Tränare kommer att hjälpa till med instruktioner om att flytta bålen och bäckenet för att underlätta för roboten att kliva.

Under de första 3 träningspasserna kommer exoskelettenheten att kopplas till ett överliggande remskivasystem under träningen för att tillåta deltagarna att på ett säkert sätt anpassa sig till bålen, balansera gångaktiviteter medan de går i exoskelettet. Det övergripande målet med dessa tidiga träningspass är att upprätthålla kontrollen över bålen och extremiteterna under ställning och sving som påminner om normalt stå och gå.