使用足部诱发的数字控制阻力装置对足部轻瘫患者进行功能性磁共振成像评估

长期以来的观点是，大脑重组不可能在中风后六个月后进行，这一直是大脑恢复领域进展的关键障碍。MRI 衍生信息可用于根据治疗前后获得的大脑图谱个性化康复治疗计划。我们的方法采用与磁共振成像兼容的足部运动阻力装置，使 FMRI 能够评估大脑功能，以在进行治疗性锻炼时观察激活。

力阻力水平是动态变化的，因此可以在不中断扫描以调整阻力设置的情况下测量大脑对高力和低力的反应范围。成像套件使用与常规中风治疗相同的设备，在成像过程中激活与训练期间相同的反应。这允许在治疗中使用的调整、阻力和持续时间水平，以最大限度地改善大脑功能。

所有关于足部和手部功能康复的研究都使用类似的方法，但使用不同的 MR 兼容设备。强化治疗后大脑可塑性的变化并非中风运动恢复所独有。所有发现都适用于其他运动障碍。

首先采用这种方法，患者应该具有最低水平的功能，使他们能够在低阻力下做出小动作。随着患者的进步，力水平和运动范围会根据他们的能力进行定制，并随着他们的进步而调整。首先与潜在受试者会面，并检查每个受试者的脚在设备的脚踏板上的贴合度。

确保扫描仪工作台完全位于扫描仪孔外并完全降低。然后将头线圈安装到扫描仪台上的相应插槽中。将头线圈的下部插入插座。

取下顶部并将其放在一边。用医院床单盖住扫描仪台垫，并将垫子放在头部线圈的下部。延长传感器和高压电缆，在脚踏装置和穿透面板之间没有环路。

接下来，将传感器和高压电缆连接到穿透面板上的插头上。确保电缆没有绕在桌子上或有挤压或缠结的风险。当桌子移入扫描仪孔时。

单击 确定（OK） 按钮，在初始UI对话框中出现提示时接受默认的力级别比例。等待确认对话框出现并自动关闭。然后等待初始力和位移实时图形窗口出现在屏幕上。

接下来，请一名工作人员在其运动范围内移动脚踏装置的脚踏板。而另一个则观察力和位移迹线，以确认观察到正常的预期输出。信号正常后，单击实时图表窗口中的继续。

然后单击确认对话框中的关机按钮。然后为受试者提供保护性耳塞，并指导他们首先坐在检查台上。然后仰卧，头依偎在头线圈的下部。

为防止在成像过程中头部移动，请在受试者的头部和头部线圈壁之间放置衬垫。要求受试者伸直双腿。然后将脚部装置移向或远离受试者，直到他们的脚后跟靠在设备的脚座上。

进一步调整设备，使踏板的主枢轴与受试者脚踝对齐。用钩环带将被测脚牢固定在脚下装置踏板上，并检查受试者的脚掌或鞋前部是否与踏板末端接触。接下来，使用塑料固定支架和蝶形螺母，将脚踏装置固定到位。

为受试者提供挤压灯泡报警装置。指导他们通过挤压灯泡进行测试，并提醒他们随时使用它与技术人员沟通。接下来，将 MR 工作台抬高到一个完整的高度。

然后安装头线圈的上部并将 view镜组件安装在头线圈上。确保拍摄对象通过镜子清楚地看到投影仪屏幕。重新启动用户界面。

根据研究方案接受或调整默认力水平比例。然后点击 OK 按钮。一旦出现力和位移痕迹，请受试者在背屈方向上尽可能地移动被测脚，并返回完全跖屈三次。

验证位移和力迹线是否正常。接下来，要求受试者移动他们被测试的脚以进行完全跖屈。验证足部是否保持完全跖屈。

在相应的对话框中单击“确定”。将出现一个新窗口和一个对话框。将窗口拖到投影屏幕上，然后单击对话框上的“确定”。

然后指示受试者移动脚，使光标紧贴目标的运动。如果受试者可以在跟随目标的同时成功地完成整个运动范围，则通过单击实时图表上的 FdFp 10 来增加背屈和跖屈的力设定点。接下来，观察受试者是否能够继续准确跟踪节拍器运动。

如果继续精确跟踪，请单击 FdFp 10 以增加两个力设定点。但是，如果无法完成背屈，但跖屈继续跟随目标运动，则单击FdFp 10一次，然后单击Fp 10两次，以降低背屈阻力力一步，增加足底阻力一步。如果已经设置了背屈力，并且跖屈仍然精确地跟踪节拍器运动，请单击 Fp 10 以进一步增加种植器阻力。

相反，如果已经设置了背屈力并且跖屈无法跟踪节拍器，请单击 Fp 10 一次，然后单击实时图表窗口中的继续。然后让受试者闭上眼睛，使用扫描仪的地标激光线定位头部线圈和受试者的头部位置。通过移动桌子将受试者的头部置于扫描仪孔内的中心。

指示受试者研究的 FMRI 和足部设备部分即将按照 UI 对话窗口的提示开始。指导受试者进行背屈和跖屈运动。还建议受试者遵循屏幕上出现的视觉节拍器。

单击指令对话框窗口中的“确定”以启动 FMRI 序列。一旦开始，就会出现一个表示注视十字的加号，提示受试者休息。使用打开的圆形光标跟踪目标，然后显示注视十字，受试者休息。

最后，将桌子和拍摄对象移出扫描仪孔并降低桌子。然后拆下后视镜组件和头线圈的上部。分别在图像边缘和中心绘制感兴趣的方形区域，用于背景噪声和信号计算。

统计分析显示，使用非活动和活动足部装置进行幻影测试的中心信号和背景信号之间的比率没有显着差异。脚踏装置不会影响信噪比或图像质量。当踝关节装置是被动的时，在 M1 和 SMA 区域观察到显着的激活，而踝关节装置在受试者最大力的 60% 下通电。

患者校准步骤对于确保节拍器显示屏覆盖其当前运动范围以及施加的力水平基于患者最大可能施加的力非常重要。这使我们能够衡量它们的真实能力，而不是次优性能。我们的方法不仅限于足部功能康复。

这项研究的影响在于在治疗前结合临床数据使用 MRI 来识别大脑恢复生物标志物。这一进步将显着增强结果预测并实现个性化的治疗计划。慢性脑卒中患者的成功结果还可能导致长期脑卒中康复的保险范围扩大，最终提高他们的生活质量。