An Experiment Using Functional Near-Infrared Spectroscopy and Robot-Assisted Multi-Joint Pointing Movements of the Lower Limb

Jo&#227;o Ricardo Sato; Anna Carolyna Gianloren&#231;o; Elayne Borges Fernandes; Thalita Frigo da Rocha; Antonio Massato Makiyama; Laura Dipietro

doi:10.3791/66004

JoVE Journal
Neuroscience

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JoVE Journal Neuroscience

An Experiment Using Functional Near-Infrared Spectroscopy and Robot-Assisted Multi-Joint Pointing Movements of the Lower Limb

使用功能性近红外光谱和机器人辅助下肢多关节指向运动的实验

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05:25 min

June 7, 2024

DOI: 10.3791/66004-v

João Ricardo Sato¹, Anna Carolyna Gianlorenço², Elayne Borges Fernandes², Thalita Frigo da Rocha², Antonio Massato Makiyama*³, Laura Dipietro*⁴

¹Center of Mathematics, Computing and Cognition,Universidade Federal do ABC, ²Department of the Physical Therapy,Federal University of Sao Carlos, ³Vivax Ltda, ⁴Highland Instruments

Please note that some of the translations on this page are AI generated. Click here for the English version.

据估计，全世界每 6 个人中就有 1 个人在其一生中会中风，导致长期残疾，其康复机制仍然知之甚少。本研究提出了一种在下肢机器人治疗期间通过功能性近红外光谱（fNIRS）评估大脑激活的方案。

在这项研究中，我们旨在研究一种实验方案的可行性，该协议涉及连接到机器人设备的下肢运动和同时获取功能性近红外光谱 fNIRS 数据。很少有研究使用fNIRS来研究卒中、运动恢复和下肢运动中的大脑激活，主要关注单个关节动作、步行或骑自行车。我们的研究率先探索了用于目标康复的多关节下肢训练。

功能性近红外光谱（fNIRS）可有效测量脑血氧的时间变化，作为功能性 MRI 信号的间接脑活动指标。与功能磁共振成像不同，fNIRS与机器人硬件兼容，便携，并且对运动伪影更可靠。有两个主要挑战。

第一种是将机器人设备的运动与fNIRS数据同步。二是要获得足够的数据来达到统计功效，只需六分钟即可检测出血流动力学变化。我们的研究证实了该协议的可行性并产生了预期的结果。

在辅助条件下，只有两名受试者表现出显着的大脑激活。与辅助运动相比，需要更多努力的无辅助运动显示出更大的 HbO 浓度变化，对侧 PMC 存在显着差异。

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