SCI 的外骨骼和脊髓刺激

在这项研究中，共有 24 名患有不完全性脊髓损伤 (iSCI) 的参与者将被随机分配到 EAW+TLS 组或单独 EAW 干预组。 每组亚急性至慢性感觉和运动 iSCI 将由 12 名参与者组成。 平均每年将培训五名参与者。 每组每次将接受 60 分钟的机器人干预训练，共 80 节课（每周 3 次，共 28 周）。 第 1 组：EAW + TLS 组将接受 60 分钟的外骨骼辅助步行地面训练，同时进行 TLS，然后进行 15 分钟的不使用外骨骼的地面训练。 第 2 组：EAW 单独（无刺激）组将接受 60 分钟的外骨骼辅助行走地面训练，然后是 15 分钟的集体训练。 在训练/步行期间的任何时候都没有对这个组施加任何刺激。

培训范式。

第 1 组：EAW+TLS：

除了在 EAW + TLS 组的机器人辅助行走期间添加 TLS 组件外，这 2 个组的训练方案将具有完全相同的结构和时间安排。 在 3-5 节课后，标准化训练方案将涉及 55-60 分钟训练的循环训练形式 [5 分钟坐立，15 分钟在平坦的瓷砖表面上行走，10 分钟在不同表面上行走，包括地毯和瓷砖，在铺有瓷砖的地面上步行 15 分钟，在坡道上上下走 10 分钟并穿过门口。 在整个培训课程中，PT 将指导参与者如何改善他/她的站立和步进运动学。 步行/站立训练课程的持续时间也将由参与者的疲劳程度决定。 血压 (BP) 将在基线坐姿、站立时测量，并在训练期间定期测量。 如果参与者抱怨头晕、头晕或任何自主神经系统激动，参与者将坐着休息（抬高脚）。 休息 5 分钟后，参与者将重新开始站立并监测血压。 如果参与者不能忍受 60 分钟的训练，他或她将完成训练，训练时间将被记录以供将来分析。 在每次训练之前，将评估血压（以 1 分钟的间隔在 5mmHg 范围内进行 3 次连续的血压测量）。 一旦 BP 稳定，参与者将开始训练。

经皮脊髓刺激 (TLS)：TLS 将在 EAW+TLS 小组训练期间应用。 TLS 将使用一对自粘刺激电极（直径 5 厘米）双侧放置在 T11/T12 棘突上。 恒压刺激器（RT™ 50 Sage 刺激器，RT 疗法，马里兰州巴尔的摩）将提供电荷平衡、对称、2 毫秒宽度（每相 1 毫秒）的双相矩形脉冲。 在 EAW +TLS 组所有训练课程的步行时间中，TLS 频率为 30 Hz 和 ~18 V（将根据个体差异进行调整），这种强度会在大多数下肢皮节中产生感觉异常，但低于运动阈值下肢肌肉 (Hofstoetter et al. 2013)。

注意：表面刺激器将是无线的，并将在 EAW 的所有方面以亚阈值水平运行，这不会在 EAW 训练期间非法激活肌肉。 外骨骼设备不会干扰表面刺激电极的放置，并且刺激参数可以通过作为系统一部分的“新”记事本设备进行调制。

由于强化训练，研究人员还将通过高分辨率成像评估时空特征、运动学和肌肉激活以及脊髓纤维束 (SCFT) 连接质量的变化，因为这些也会影响 iSCI 的恢复。

第 2 组：EAW 单独训练：

培训将涉及为所有参与者使用相同的外骨骼设备（Ekso Bionics，Berkeley，CA）。 穿戴设备。 每个参与者都将进行外骨骼设备的测量、尺寸调整和“穿戴”。 然后将指导每位参与者正确使用该设备。 初步评估。 所有个人都将接受立场评估。 位于参与者身后的教练将通过在骨盆上施加前向力和/或在肩部施加后向力来帮助稳定躯干，确保躯干和骨盆不会弯曲或过度伸展。 训练员将协助指导移动躯干和骨盆，以方便机器人行走。

在最初的 3 节训练中，外骨骼装置将在训练期间拴在头顶滑轮系统上，让参与者在外骨骼行走时安全地适应躯干、平衡步态活动。 这些早期训练课程的总体目标是在类似于正常站立和行走的站立和摆动过程中保持躯干和四肢控制。