Udvikling af en ny Task-orienteret Rehabiliteringsprogram ved hjælp af en bimanual Exoskeleton Robotic Hand

Summary

Denne undersøgelse rapporterer om udviklingen af et nyt robotassisteret opgaveorienteret program for håndrehabilitering. Udviklingsprocessen består af eksperimenter med både raske forsøgspersoner og forsøgspersoner, der har haft et slagtilfælde og lidt af efterfølgende motorisk kontrol dysfunktion.

Abstract

En robot-assisteret hånd bruges til rehabilitering af patienter med nedsat overekstremitet funktion, især for slagtilfælde patienter med tab af motorisk kontrol. Det er imidlertid uklart, hvordan konventionelle erhvervsuddannelsesstrategier kan anvendes ved anvendelse af rehabiliteringsrobotter. Nye robotteknologier og ergoterapi koncepter bruges til at udvikle en protokol, der gør det muligt for patienter med nedsat overekstremitet funktion til at forstå objekter ved hjælp af deres berørte hånd gennem en række klemme og gribe funktioner. For at udføre dette korrekt brugte vi fem typer objekter: en pind, en rektangulær terning, en terning, en kugle og en cylindrisk bjælke. Vi har også udstyret patienterne med en robot hånd, Mirror Hand, en exoskelet hånd, der er monteret på motivets berørte hånd og følger bevægelsen af sensoren handske monteret på deres upåvirket hånd (bimanuel bevægelse uddannelse (BMT)). Denne undersøgelse havde to faser. Tre raske forsøgspersoner blev først rekrutteret til at teste gennemførligheden og accepten af træningsprogrammet. Tre patienter med hånddysfunktion forårsaget af slagtilfælde blev derefter rekrutteret til at bekræfte gennemførligheden og accepten af træningsprogrammet, som blev gennemført på 3 på hinanden følgende dage. På hver dag blev patienten overvåget under 5 minutters bevægelse i en passiv bevægelsesrække, 5 min af robot-assisteret bimanual bevægelse, og opgave-orienteret træning ved hjælp af de fem objekter. Resultaterne viste, at både raske forsøgspersoner og forsøgspersoner, der havde lidt et slagtilfælde i forbindelse med robothånden, med held kunne forstå objekterne. Både raske forsøgspersoner og dem, der havde lidt et slagtilfælde klarede sig godt med robot-assisteret opgave-orienteret træningsprogram med hensyn til gennemførlighed og accept.

Introduction

De fleste (80 %) slagtilfælde patienter oplever et underskud i hånden og har svært ved selvstændigt at udføre manuelle opgaver, der er relevante for dagligdagen¹. Den komplekse karakter af manuelle opgaver betyder imidlertid, at det er en betydelig udfordring at designe et opgaveorienteret træningsprogram til håndrehabilitering². I de seneste år er mange robotenheder blevet udviklet til håndrehabilitering^3,4, men kun få træningsprotokoller bistået af robotudstyr gør det muligt for en patient at interagere med rigtige objekter. Det er uklart, præcis hvordan et opgaveorienteret træningsprogram for håndfunktionsrehabilitering kan anvendes ved hjælp af robotudstyr til patienter, der oplever hånddysfunktion på grund af slagtilfælde.

Opgaveorienteret træning bruges til at forbedre håndfunktion^5,,6 og anvendes almindeligvis i rehabiliteringen for overekstremitet på grund af slagtilfælde. Det bruges til at øge neuroplasticitet og er stærkt afhængig af individuelle neurologiske underskud og funktionelle krav⁷. Men under opgaveorienteret træning oplever patienterne vanskeligt ved at manipulere objekter, hvis håndfunktionen forringes. Eksempler på dette omfatter dårlig greb eller begrænset knivspids funktioner. Terapeuter har også svært ved at vejlede patienternes fingerbevægelser individuelt, hvilket derfor begrænser variationen i at gribe opgaver. Robotudstyr er derfor nødvendige for at øge effektiviteten af opgaveorienteret uddannelse ved udtrykkeligt at vejlede håndbevægelse under gentagen træning^2,8.

Tidligere undersøgelser anvendte kun rehabiliteringsrobotter til opgaveorienteret træning i overekstremiteter, der nåede^{opgaver 3}. Det er uklart, hvordan robotassisteret rehabilitering kan anvendes til opgaveorienteret træning målrettet ved håndfunktionen. En exoskelet hånd, HWARD, er blevet brugt til at guide fingrene til at gribe og frigive objekter⁸. Denne enhed tillader dog ikke forskellige gribemønstre, fordi den mangler de nødvendige frihedsgrader. For nylig, andre enheder, der er målrettet flytte en patients fingre individuelt er blevet udviklet⁹. Men, disse enheder har ikke tidligere været brugt til neurorehabilitering. De robotenheder, der er nævnt ovenfor, er alle ensidige robotter. I modsætning hertil har det robothåndsystem, der præsenteres her, brug for samarbejde mellem uberørte og berørte hænder. Robothåndsystemet er specielt designet til rehabiliteringsformål ved hjælp af master-slave mekanismen for at opnå symmetriske bimanuale håndbevægelser. Systemet består af en exoskelet hånd (slidt på den berørte hånd), en kontrolboks, og en sensorisk handske (slidt på den upåvirkede hånd). Hvert fingermodul i exoskelet-hånden drives af en motor med en grad af frihed, og dens samlinger er forbundet ved hjælp af et mekanisk koblingssystem. To størrelser, S og M, er designet til at passe til forskellige emner. Kontrolboksen giver to terapeutiske tilstande, den passive bevægelsesområde (PROM) og spejlstyrede bevægelsestilstande, hvorigennem patientens berørte hånd kan manipuleres af exoskelet-hånden. I PROM-tilstand sender kontrolboksen inputkommandoer til exoskelet, mens motivets hånd flyttes for at udføre fuld fingerfleksion/udvidelse. Den indeholder to tilstande: enkeltfingertilstand (fungerer i rækkefølge fra tommelfinger til lillefinger) og fem fingre (fem fingre bevæger sig sammen). I den spejlstyrede bevægelsestilstand implementeres masterhandsken (sensorhandske)-slavemekanismen (exoskelet hånd), hvor hver fingers bevægelse registreres af sensorhandsken, og signaler fra ledvinklerne overføres til kontrolboksen for at manipulere exoskelethånden.

Når udstyret robot hånd system, emnerne blev instrueret om at flytte deres berørte hænder under vejledning af exoskelet hånd kontrolleret af upåvirkede hænder, som er bimanual bevægelse uddannelse (BMT)¹⁰. Ifølge tidligere forskning, BMT er i stand til at aktivere lignende neurale veje i begge hjernehalvdele i hjernen og forhindre trans-halvkugle hæmning, der hindrer inddrivelse af neuronal funktion i læsion halvkugle¹⁰. Brunner et^al.11 sammenlignede BMT med tvangsinduceret bevægelsesbehandling (CIMT) hos patienter med subakust slagtilfælde. De foreslog, at BMT tendens til at aktivere mere neurale netværk i begge halvkugler end CIMT, og der var ingen signifikant forskel i forbedring af håndfunktion mellem BMT og CIMT tilgange. Sleimen-Malkoun et al.¹² foreslog også, at gennem BMT, slagtilfælde patienter er i stand til at genetablere både paretic lemmer kontrol og bimanual kontrol. Det vil sige, uddannelse bør omfatte tomanuale opgaver, der fokuserer på at bruge den berørte arm. Desuden er koordinering af begge hænder nødvendig for aktiviteter i dagligdagen (ADL)^11,12. Derfor er det afgørende at udvikle et bimanualt robotassisteret opgaveorienteret træningsprogram for post-slagtilfælde patienter og genstande, der kan gribes eller klemmes af patienter iført robothåndsystemet.

I denne undersøgelse blev en række gribende objekter designet baseret på behovene i ergoterapi og de mekaniske egenskaber rehabilitering robotter. En opgaveorienteret træningsprotokol blev udviklet ved hjælp af robotrehabiliteringsanordninger til patienter med distalt overekstremitet på grund af slagtilfælde. Formålet med denne undersøgelse var at undersøge gennemførligheden og accepten af det opgaveorienterede træningsprogram ved hjælp af en exoskeletrobot og nydesignede gribende objekter.

Protocol

Uddannelsesprotokollen og dokumentet med informeret samtykke blev gennemgået og godkendt af Chang Gung Medical Foundations institutionelle undersøgelsesråd. Detaljerne i undersøgelsen og procedurerne blev klart forklaret for hvert emne.

1. Rekruttering af tre raske voksne

1. Udfør screeningsprocessen ved hjælp af følgende inklusionskriterier: (1) alder 20-60 år, (2) allerede underskrevet informeret samtykke, (3) normal funktion i øvre lemmer, (4) Mini-Mental State Examination (MMSE) score ≧24.
2. Udfør prøve 1: manipulere objekter uden at bære robot håndsystem.
   1. Instruer emnet til at sidde oprejst i en stol med en fast ryg og ingen armlæn. Sæt motivet foran et bord. Stå ved motivets ikke-dominerende side.
   2. Lær emnet, hvordan man manipulerer de designede objekter i 5 min. Medtag en palmar præhension for at afhente pinden, en lateral præhension for at afhente den rektangulære terning, en tre-punkts chuck til at afhente terningen, en sfærisk greb for at afhente bolden, og en cylindrisk greb for at afhente den cylindriske bar.
      BEMÆRK: Objekterne er vist i figur 1A. Den eksperimentelle opsætning er vist i figur 1B. Emnerne lærte de specifikke gribe mønstre for hvert objekt. Gribemønsteret er vist i figur 2.
   3. Placer to baser bilateralt foran motivets hænder. Placer hvert objekt, der anvendes i rehabilitering på toppen af disse baser for at hjælpe manipulation. Gentag følgende sekvenser 20 gange for alle objekterne. Bed motiverne om at gribe fat i objekterne i startområdet af basen, løft og flyt dem til midterlinjen og slip ved hjælp af deres ikke-dominerende hænder.
   4. Samtidig måle succesraten for disse 20 forsøg. Udfør denne procedure på 3 på hinanden følgende dage. Succesraten er antallet af vellykkede manipulationer pr. 20 forsøg x 100 %. Vellykket manipulation defineres som når emnerne er i stand til at fuldføre sekvenser med specifik greb mønster i henhold til objekter og uden at tabe dem.
3. Gennemføre Trial 2: manipulere objekter ved hjælp af robot hånd system (Figur 3).
   BEMÆRK: Mekanismerne i robothåndsystemet er som følger. I exoskelet-hånden er leddene i hvert fingermodul konstrueret i mekanisk sammenkædning og drevet af en individuel lineær aktuator med en konstant hastighed på 10 mm/s. Exoskelet har forskellige bevægelsesområder i hvert fingermodul (tommelfinger: MCP= 0° til 55°, DIP= 0° til 70°; indeks- og midterfingre: MCP= -10° til 55°, PIP=0° til 35°, DIP=0° til 35°; ring og små fingre: MCP= -5 ° til 55°, PIP= 0° til 35°, DIP= 0° til 35°). I sensorhandsken installeres hvert fingermodul med en flexsensor, der måler den fælles vinkel og sender indgangssignaler til kontrolboksen gennem kabler.
   1. Opsætning af sensorhandske (figur 1B,b)
      1. Sæt sensorhandsken på motivets dominerende hånd. Brug velcro til at fastgøre håndleddet.
   2. Exoskeleton-opsætning (figur 1B,b)
      1. Brug en ren pude til at pakke den ikke-dominerende hånd. Fastgør velcro stramt.
      2. Løsn tommelfingermekanismen på exoskelet-hånden for at tillade justering af tommelfingeråbningsvinklen. Placer den ikke-dominerende hånd i exoskelet hånd. Fastgør velcro til håndfladen gennem fastgørelsesringen. Fastgør fingrene en efter en, begyndende med pegefingeren og efterbehandling med tommelfingeren.
      3. Fastgør derefter velcro parallelt med håndleddet gennem fastgørelsesringen. Juster tommelfingeren til en behagelig vinkel, og stram derefter tommelfingermekanismen.
   3. Opsætning af kontrolboks (Figur 1A,c)
      1. Sæt kablerne til exoskelets hånd og sensorhandske i stikkene i henholdsvis exoskelets hånd- og sensorhandske. Derefter sættes kablerne til exoskelet-hånd og sensorhandske ind i stikkontakten i kontrolboksen. Sæt strømkablet ind i kontrolboksen, og tilslut det til en stikkontakt med den korrekte spænding.
   4. Affør en opvarmningssession (PROM-tilstand)
      1. Tænd for kontrolboksen, og juster tilstanden til Five Fingers. Denne tilstand gør det muligt for exoskelet hånd til at flytte motivets fingre passivt. Bed emnet om at udføre en gribe-og-release opgave styret af exoskelet hånd i 2,5 min.
      2. Skift tilstanden til Single Finger, og lad exoskelet-hånden bevæge motivets fingre individuelt og passivt. Bed forsøgspersonen om at forlænge og trække individuelle fingre tilbage i 2,5 min. styret af exoskelets hånd.
   5. Udfør en robotassisteret bimanual bevægelsessession.
      1. Skift tilstanden til Spejling. I denne tilstand styrer bevægelsen af den dominerende hånd iført sensorhandsken exoskelets hånds bevægelser. Enhver bevægelse, der foretages af sensorhandsken, efterlignes og spejles af exoskelethånden. For eksempel svarer en fleksion af sensorhandskens pegefinger til en fleksion af exoskelets pegefinger.
   6. Anvis emnet til at udføre en gribe-og-slip opgave i 2,5 min og foretage individuelle finger bevægelser i yderligere 2,5 min, mens iført sensoren handske. Denne handling afspejles af exoskelet hånd, som styrer emnets ikke-dominerende hånd i at udføre de nødvendige opgaver.
4. Udfør den opgaveorienterede session.
   1. Lær motivet, hvordan man manipulerer de designede objekter ved hjælp af robothåndsystemet i 5 min. Medtag en palmar præhension for at afhente pinden, en lateral præhension for at opfange den rektangulære terning, en trepunktspatron for at hente terningen, en sfærisk rækkevidde for at samle bolden op og en cylindrisk rækkevidde for at opfange den cylindriske bjælke.
   2. Placer to baser bilateralt foran motivets hænder. Placer hvert objekt, der anvendes i rehabilitering på toppen af disse baser for at hjælpe manipulation. Gentag følgende sekvenser 20 gange for alle objekterne. Bed motiverne om at gribe fat i objektet i startområdet af basen, løft og flyt dem til midterlinjen og slip ved hjælp af robothåndsystemet.
   3. Samtidig måle succesraten for disse 20 forsøg. Udfør denne procedure på 3 på hinanden følgende dage. Succesraten er antallet af vellykkede manipulationer pr. 20 forsøg x 100 %. Vellykket manipulation defineres som når emnerne er i stand til at fuldføre sekvenser med specifikke greb mønster ved hjælp af robot håndsystem og uden at tabe dem.
      BEMÆRK: Succesraten vil blive brugt til at vurdere gennemførligheden af det bimanuelle robothåndsystem hos raske forsøgspersoner.

2. Rekruttere tre takts patienter til at bestemme anvendeligheden af uddannelsesprogrammet

1. Udfør screeningsprocessen ved hjælp af følgende inklusionskriterier: (1) alder 20-60 år; 2) underskrevet informeret samtykke (3) diagnosticeret med ensidig slagtilfælde ≧ 1 måned (4) Modificeret Ashworth Scale (MAS) score ≦2; (5) Brunnstrom-etapen ≦2 (6) MMSE-score ≧24.
2. Gennemføre trial 1: manipulere objekter, når der ikke bruger robot hånd system (Figur 2).
   1. Lad motivet sidde oprejst i en stol med fast ryg og ingen armlæn. Sæt motivet foran et bord. Stå ved motivets berørte side. Placer en slynge under motivets albue og exoskelet hånd til at støtte hans / hendes berørte arm.
   2. Lær emnet, hvordan man manipulerer de designede objekter i 5 min. Medtag en palmar præhension for at afhente pinden, en lateral præhension for at afhente den rektangulære terning, en tre-punkts chuck til at afhente terningen, en sfærisk greb for at afhente bolden, og en cylindrisk greb for at afhente den cylindriske bar.
   3. Placer to baser bilateralt foran motivets hænder. Placer hvert objekt, der anvendes i rehabilitering på toppen af disse baser for at hjælpe manipulation. Bed motivet om at manipulere de fem forskellige objekter ved hjælp af hans / hendes berørte hånd 20 gange. Støt emnet i at flytte hans / hendes overarm, hvis det er nødvendigt.
   4. Samtidig måle succesraten for disse 20 forsøg. Udfør denne procedure på 3 på hinanden følgende dage.
3. Gennemføre Trial 2: manipulere objekter ved hjælp af robot hånd system (Figur 3).
   1. Sæt exoskelet hånd til motivets berørte hånd og sensorhandske til den upåvirkede hånd. Gentag trin 1.3.1–1.3.3. Placer en slynge under motivets albue og exoskelet hånd til at støtte hans / hendes berørte arm.
   2. Affør en opvarmningssession (PROM-tilstand).
      1. Tænd for kontrolboksen, og juster tilstanden til Five Fingers. Bed emnet om at udføre en gribe-og-release opgave styret af exoskelet hånd i 2,5 min.
      2. Skift tilstanden til Enkelt finger. Bed forsøgspersonen om at forlænge og trække individuelle fingre tilbage i 2,5 min. styret af exoskelets hånd.
      3. Skift tilstanden til Spejling. Anvis emnet til at udføre en gribe-og-slip opgave i 2,5 min og foretage individuelle finger bevægelser i yderligere 2,5 min, mens iført sensoren handske. Denne handling afspejles af exoskelet hånd, som guider emnets berørte hånd i at udføre de nødvendige opgaver.
   3. Udfør en opgaveorienteret session.
   4. Lær motivet, hvordan man manipulerer de designede objekter ved hjælp af robothåndsystemet i 5 min. Medtag en palmar præhension for at afhente pinden, en lateral præhension for at opfange den rektangulære terning, en trepunktspatron for at hente terningen, en sfærisk rækkevidde for at samle bolden op og en cylindrisk rækkevidde for at opfange den cylindriske bjælke.
   5. Placer to baser bilateralt foran motivets hænder. Placer hvert objekt, der anvendes i rehabilitering på toppen af disse baser for at hjælpe manipulation. Gentag følgende sekvenser 20 gange for alle objekterne. Bed motiverne om at gribe fat i objekterne i startområdet af basen, løft og flyt dem til midterlinjen og slip ved hjælp af robothåndsystemet.
   6. Samtidig måle succesraten for disse 20 forsøg. Udfør denne procedure på 3 på hinanden følgende dage. Succesraten er antallet af vellykkede manipulationer pr. 20 forsøg x 100 %. Vellykket manipulation defineres som når emnerne er i stand til at fuldføre sekvenser med specifikke greb mønster ved hjælp af robot håndsystem og uden at tabe dem.
      BEMÆRK: Succesraten vil blive brugt til at vurdere gennemførligheden af robothåndsystemet hos slagtilfældepatienter.

3. Patientvurdering

1. For at vurdere acceptabilitet, stille emnerne følgende spørgsmål i slutningen af hver session: (1) var robot håndsystem nyttigt for dig at manipulere objekter? (2) var der nogen bivirkninger sket under eller efter træningsprogrammet?

Representative Results

I alt seks forsøgspersoner blev inkluderet i denne undersøgelse, herunder tre raske forsøgspersoner og tre post-slagtilfælde forsøgspersoner. De demografiske data for begge grupper er vist i supplerende tabel 1. Gennemsnitsalderen for den raske gruppe var 28 (interval: 24-30), mens gennemsnitsalderen for patientgruppen var 49 (40-57). Patientgruppens gennemsnitlige vurderingsscore var som følger: (1) MMSE=27 (26-29), (2) FMA=11,3 (6-15), (3) MAS=1, (4) Brunnstrom stage=2.

I trin 1 manipulerede forsøgspersonerne i den raske gruppe (n=3) perfekt alle objekterne med og uden robothåndsystemet (supplerende tabeller 2-6). De gennemsnitlige succesrater i løbet af de 3 dage uden robothånden, som vist i figur 4,var som følger: peg=100±0% (middel ± S.D.); rektangulær kube=100±0%; kube=100±0%; ball=100±0%, og cylindrisk bar=100±0%. De gennemsnitlige succesrater i løbet af de 3 dage, der brugte robothånden, som vist i figur 4,var som følger: peg=100±0%; rektangulær kube=100±0%; kube=100±0%; ball=100±0%, og cylindrisk bar=100±0%. Resultaterne understøttede gennemførligheden af robothåndsystemet i den sunde gruppe.

I trin 2 havde alle patienterne (n=3) problemer med at manipulere objekterne uden robothåndsystemet (Supplerende tabeller 2-6), der viste 0±0% succesrater for alle objekter, men deres succesrate steg betydeligt, da de brugte robothåndsystemet (Figur 4). Konkret var deres succesrater som følger: peg=98,89±1,92%, rektangulær terning=97,78±3,84%, terning=97,78±2,55%, bold=99,44±0,96%, og cylindrisk bar=100±0%. Succesraterne ved brug af robothåndsystemet hos patienterne svarede til dem i de raske forsøgspersoner. Resultaterne understøttede gennemførligheden af robothåndsystemet hos slagtilfældepatienter.

I trin 3 rapporterede alle patienterne, at robothåndsystemet var nyttigt til at manipulere objekter. Desuden afsluttede alle forsøgspersonerne proceduren i 3 på hinanden følgende dage uden at rapportere nogen bivirkninger. Resultaterne understøttede accepten af træningsprogrammet.

Figur 1: Eksperimentelle objekter og design.
(A) Designede genstande: a) pind (hoved: 4,5 cm i diameter, krop: 3 cm diameter, BRS=3), (b) rektangulær terning (1 cm x 4 cm x 4 cm, BRS=4), (c) terning (4 cm^3,BRS=4), (d) kugle (6 cm diameter, BRS=5), (e) cylindrisk bjælke (4 cm diameter, BRS=5) og (f) bund; (B) Eksperimentel opsætning: a) Slynge, b) exoskelethånd og (c) kontrolboks. Klik her for at se en større version af dette tal.

Figur 2: Motiver manipulere objekter uden at bruge en robot hånd system Klik her for at se en større version af denne figur.

Figur 3: Motiver manipulere objekter ved hjælp af en robot hånd system Klik her for at se en større version af denne figur.

Figur 4: Resultater af at gribe opgaver.
Resultaterne viste en forskel mellem de raske og patientgrupper (Mann-Whitney U test) uden brug af robotten (non-robot tilstand), men forskellen blev ikke længere observeret med robotten (Robot tilstand). Klik her for at se en større version af dette tal.

Supplerende tabel 1. Klik her for at downloade denne tabel.

Supplerende tabel 2. Klik her for at downloade denne tabel.

Supplerende tabel 3. Klik her for at downloade denne tabel.

Supplerende tabel 4. Klik her for at downloade denne tabel.

Supplerende tabel 5. Klik her for at downloade denne tabel.

Supplerende tabel 6. Klik her for at downloade denne tabel.

Discussion

Resultaterne af denne undersøgelse viste følgende: (1) begge grupper kunne med held forstå de objekter, der følger med robothåndsystemet. De var i stand til at fuldføre denne opgave med en næsten 100% succesrate, som kontrollerer gennemførligheden af den foreslåede robot-støttede opgave-orienterede træningsprogram. (2) Der var ingen rapporter om personskade eller bivirkninger i undersøgelsesperioden, og alle patienter rapporterede, at robothåndsystemet var nyttigt til at manipulere objekter. Dette bekræftede accepten af robothåndsystemet og træningsprogrammet.

Dette er den første protokol , der bruger et bilateralt robothåndsystem til at interagere med virkelige objekter^8,13,14. Daglige aktiviteter afhængig af håndfunktion er komplicerede¹⁵, især bimanual opgaver¹², såsom at sætte på bukser eller vride et håndklæde. Vi foreslår, at træningsprogrammet, der involverer praktiserende forskellige gribe mønstre bimanualt vil være i stand til at lette fagenes håndfunktion og forbedre den faktiske ADL ydeevne. Objekterne for denne undersøgelse er designet med gennemførlighed, stabilitet og elasticitet i tankerne. Konkret var objekternes former, størrelser og materialer designet til at passe til exoskelets stive fælles positioner og give tilstrækkelig sensorisk feedback. Desuden var hver form designet til at træne en anden greb mønster skitseret i "Brunnstrom fase." Det giver terapeuter et struktureret system, der giver dem mulighed for at klassificere vanskeligheden ved opgaven. Desuden kan robothåndsystemet anvendes på stoke-patienter, der har en alvorligt nedsat håndfunktion (dvs. Brunnstrom-fasen ≤2). De kan få motorisk erfaring og sensorisk input ved hjælp af exoskelet robot hånd.

Robothåndsystemet har flere begrænsninger. Bevægelseshastigheden på exoskelet-hånden er fast og kan ikke nøjagtigt matche sensorhandskens bevægelseshastighed. Dette kan påvirke virkningerne af BMT og begrænse variationen af uddannelsesopgaver. Den lille størrelse exoskelet hånd kan være for stor til nogle, fordi det var designet baseret på en mandlig hånd. Den exoskelet hånd har kun en grad af frihed i finger bevægelse og placeringen af tommelfingeren er fast, som forbyder tre-dimensionelle bevægelse af fingrene og øger vanskeligheden ved at interagere med det virkelige liv objekter. Vægten af exoskelet hånd er en byrde for slagtilfælde patienter. De viste vanskeligheder med at nå ud uafhængigt med robothånden, så et affjedringssystem, der anvendes på arme og underarme, er nødvendigt for at støtte den proksimale del af de berørte overekstremiteter og hjælpe med håndtræningsprogrammet.

Det er vigtigt at øge symmetrien mellem sensorhandsken og exoskelethånden for at opnå ægte tomanual-spejlede bevægelser. Ekstra fiksering bør anvendes til at passe mindre hænder. En raffineret version af exoskelet hånd bør være udstyret med mere justerbare samlinger til at tillade robot hånd til at udføre multi-dimensionelle bevægelser og komplicerede hånd uddannelse opgaver. Desuden kan en bærbar type robot håndsystem med rehabiliteringsprogrammer fjernt planlagt af terapeuter anvendes i hjemme-baserede rehabiliteringsprogrammer.

Der var flere begrænsninger i emneoptagelse, der kan påvirke generaliseringen af anvendelsen af uddannelsesprotokollen. Dette er en pilotundersøgelse til vurdering af træningsprogrammets gennemførlighed og acceptabilitet, og stikprøvestørrelsen er derfor meget lille. De funktionelle egenskaber ved slagtilfælde patienter er ganske homogen, med MAS = 1, Bunnstrom fase = 2, og FMA score spænder fra 6 til 15. Disse patienter har alvorlige motoriske svækkelse på deres berørte hænder, således at, efter augmentation ved hjælp af systemet, de havde en betydelig forbedring i den motoriske ydeevne i forhold til deres tidligere tilstand, en egenskab, der kan overvurdere effekten af vores robotsystem. Derudover rekrutterede vi forsøgspersoner med lavere spasticitet for nemt at vejlede bevægelsen af de berørte hænder af robotsystemet, men disse enheder er måske ikke egnet til patienter med stærk spasticitet. Som en gennemførligheds- og acceptundersøgelse udførte vi ikke vurderinger efter behandlingen. Efter denne undersøgelse, vil vi gennemføre en randomiseret kontrolleret forsøg for at karakterisere virkningerne af den robot-assisterede opgave-orienterede træningsprogram.

Denne undersøgelse havde til formål at udvikle en ny robot-assisteret opgave-orienteret hånd rehabiliteringsprogram. Den protokol, der blev oprettet i udstrakt grad dækkede opsætningen og kravene i procedurerne, samtidig med at programmets gennemførlighed og acceptabilitet blev vurderet. Programmet blev afsluttet for at være muligt, acceptabelt og sikkert. Resultaterne af programmet viste, at træningsprotokollen og de objekter, der er specielt designet til robotassisteret rehabilitering, er velegnede til neurorehabilitering til slagtilfældepatienter. For at kontrollere disse resultater, en randomiseret kontrolleret forsøg er nødvendig for at bestemme den terapeutiske virkning af træningsprogrammet.

Materials

Name	Company	Catalog Number	Comments
Control Box	Rehabotics Medical Technology Corporation	HB01	The control box includes a power supply, sensor glove signal receiver, motor signal transmitter, and exoskeletal hand motion mode selection unit.
Exoskeletal Hand	Rehabotics Medical Technology Corporation	HS01	It is a wearable device causing the patient's fingers to move and is driven by an external motor and mechanical assembly.
Sensor Glove	Rehabotics Medical Technology Corporation	HM01	Worn on the patient's unaffected side hand. The sensors in the sensor glove will detect flexing and extension of the hand, and this data will be used to control the exoskeletal hand when in bimanual mode.