Methodenartikel

Personen mit Rückenmarksverletzungen Ausbildung zum ambulate eines aktiven Exoskelett Verwendung

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DOI:

10.3791/54071

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16. Juni 2016

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1Department of Veterans Affairs (VA) Rehabilitation Research and Development National Center of Excellence for the Medical Consequences of Spinal Cord Injury, James J. Peters VA Medical Center, 2Department of Veterans Affairs (VA) Spinal Cord Injury Service, James J. Peters VA Medical Center

In diesem Artikel

Zusammenfassung

Das Training einer Person mit Lähmung zum Gehen mit einem angetriebenen Exoskelett kann eine Herausforderung darstellen. Ziel ist es, die Auswahlkriterien für die Kandidatur und die Trainingsverfahren für exoskelettgestütztes Gehen und andere Mobilitätsfähigkeiten vorzustellen, die mit zunehmendem Kenntnisstand der Teilnehmer verbessert werden können.

Zusammenfassung

Angetriebene Exoskelette sind für das oberirdische Gehen bei Personen mit Lähmungen aufgrund einer Rückenmarksverletzung (SCI) verfügbar geworden, die eine intakte Funktion der oberen Extremitäten haben und in der Lage sind, das aufrechte Gleichgewicht mit Unterarmkrücken zu halten. Um sich in einem Exoskelett fortbewegen zu können, muss der Benutzer die Fähigkeit erwerben, das Gleichgewicht im Stehen, Sitzen und bei jedem Schritt eine angemessene Gewichtsverlagerung zu halten. Dies kann eine herausfordernde Aufgabe für Menschen mit Defiziten in der Empfindung und Propriozeption in ihren unteren Extremitäten sein. Dieses Manuskript beschreibt Screening-Kriterien und ein Schulungsprogramm, das am James J. Peters VA Medical Center, Bronx, NY, entwickelt wurde, um Benutzern die Fähigkeiten zu vermitteln, die für die Verwendung dieser Geräte in institutionellen, häuslichen oder kommunalen Umgebungen erforderlich sind. Bevor das Training beginnen kann, werden potenzielle Nutzer auf einen angemessenen Bewegungsumfang der Hüft-, Knie- und Sprunggelenke gescreent. Personen mit Querschnittlähmung haben ein erhöhtes Risiko, Frakturen der unteren Extremitäten zu erleiden, selbst bei minimaler Belastung oder Trauma, daher wird eine Beurteilung der Knochenmineraldichte durchgeführt, um das Frakturrisiko zu verringern. Im Rahmen des Screenings wird auch eine körperliche Untersuchung durchgeführt, um zusätzliche gesundheitliche Kontraindikationen zu identifizieren.

Sobald die Person alle Screening-Anforderungen erfolgreich bestanden hat, ist sie berechtigt, das Trainingsprogramm zu beginnen. Das Gerät ist richtig an den Benutzer angepasst. Eine Reihe von statischen und dynamischen Gleichgewichtsaufgaben werden vom Benutzer gelehrt und ausgeführt, bevor er das Laufen lernt. Der Person wird beigebracht, in verschiedenen Umgebungen zu gehen, die von ebenen Oberflächen in Innenräumen bis hin zu Außenbereichen über unebene oder wechselnde Oberflächen reichen. Sobald der Benutzer geschickt genug ist, um ein Kandidat für den Heimgebrauch mit dem Exoskelett zu sein, muss er einen Begleiter benennen, der mit ihm trainiert. Gemeinsam müssen die beiden die Fähigkeit nachweisen, verschiedene fortgeschrittene Aufgaben auszuführen, um das Exoskelett in ihrer häuslichen/gemeinschaftlichen Umgebung verwenden zu dürfen.

Einleitung

Viele Personen mit Rückenmarksverletzungen (SCI) sind nicht in der Lage zu stehen und mit oder ohne die Verwendung eines Hilfsmittels oder körperliche Unterstützung ambulate. Seit Jahrhunderten war die einzige Mobilitätsoption für die mit schweren SCI der Rollstuhl 1. In den letzten Jahrzehnten haben Personen mit SCI haben die Möglichkeit hatten , ihre Mobilität zu ergänzen , indem sie passive Orthesen mit wie eine Vielzahl von Gangorthese hin und her (RGO) 2-7. Diese Vorrichtungen haben jedoch nicht mehr weit verbreitet geworden aufgrund der körperlichen Anstrengung durch den Anwender erforderlich, die Verwendung dieser Geräte ambulate. Die RGOs haben auch Einschränkungen in der Fähigkeit , Treppen zu steigen, aufstehen und hinsetzen 3,7. Die Bemühungen wurden durch den Einbau Funktionelle Elektrostimulation (FES), die Effizienz dieser Geräte zu verbessern machte die Bewegung an die Macht und helfen, die nach vorn geschwungen des Gliedes zu erleichtern; jedoch haben diese Bemühungen nicht über Konzepte oder Prototypen fortgeschritten 8-12.In den 1970er Jahren wurden Motoren mit einer Orthese eingebaut , um die Bewegung der Hüft- und Kniegelenke mit Strom zu versorgen und war erfolgreich eine Person mit SCI in so dass 13 Schritte zu unternehmen. Jedoch unzureichend Batterie und Computertechnik der Zeit begrenzt , um die Reichweite des Geräts, und die weitere Entwicklung wurde 10,13 aufgegeben.

Mit den jüngsten technologischen Fortschritte wurden mehrere angetriebene Exoskelett entwickelt Personen mit verschiedenen Pathologien zu ermöglichen, oberirdisch zu ambulate. Diese versorgt Exoskelett Geräte haben bei Personen mit Schlaganfall 14,15, Personen mit vollständigen und unvollständigen SCI 16-24 und andere Menschen mit Behinderungen verursachen reduziert die Kontrolle über ihre unteren Extremitäten 25-27 untersucht worden. Obwohl die Geräte unterscheiden, die jeweils benötigt für eine sichere Leistung durch die Schulung der Anwender und Praxis. Drei der referenzierten Vorrichtungen erfordern die Verwendung von Krücken Gleichgewicht ambulate und aufrechtzuerhalten. Der vierte hält balance und Stabilität aufgrund seiner großen Fußplatte und die Masse , die die Basis der Unterstützung vergrößert und senkt den Schwerpunkt 20. Die drei Vorrichtungen, die Crutchen erfordern die gleichen Prinzipien nutzen, obwohl es einige Variationen mit der Mechanik und Methoden in der Konstruktion der Vorrichtungen die gewünschten Aktionen aufgrund von Unterschieden zu steuern.

Ein Trainingsprogramm wurde an der James J. Peters VA Medical Center (JJPVAMC), Bronx, NY von einer Gruppe von Forschern entwickelt, bestehend aus einem biomedizinischen Ingenieur, Physiologe, physiatrist, Physiologe, Neurologe und Physiotherapeuten. Das Trainingsprogramm wurde mit einem speziellen angetriebenen Exoskelett entwickelt zuvor beschriebenen 17,18 , aber es enthält Sätze von Fähigkeiten , die für andere angetriebene exoskeletons sind , die eine Reihe von Krücken erfordern das Gleichgewicht zu halten. Alle potenziellen Teilnehmer wurden vor der Teilnahme an der progressiven Trainingsprogramm untersucht. Die Wichtigkeit vonScreening bei Personen mit SCI ist ohne kontra medizinischen Komplikationen, um sicherzustellen, dass die sichere Verwendung dieser Geräte hemmen kann. Ein Anliegen ist eine niedrige Knochenmineraldichte (BMD). Personen mit SCI leiden dramatischen Knochenverlust unmittelbar nach der Verletzung 28,29 , die im Laufe ihres Lebens 30 fortgesetzt werden kann. Dieser Verlust an BMD führt zu einem hohen Risiko von Frakturen langer Röhrenknochen. Derzeit gibt es keine wirksame Behandlung Knochenverlust für die mit kompletten Motor SCI zu mildern. Darüber hinaus ist eine etablierte Bruchschwelle für Personen mit SCI nicht existieren, aber Anstrengungen unternommen wurden , Kriterien zu identifizieren , die als Leitfaden 31-33 zusammen mit der klinischen Beurteilung und Bruch Geschichte verwendet werden. Andere häufige Gegen behandelt werden können und gelöst werden , wie begrenzte Bewegungsbereich (ROM) 34 und Druckgeschwüren 35. Jeder der verschiedenen angetriebenen Exoskelett erfordern unterschiedliche Bedingungen für die Förderfähigkeit, wie ROM Kriterien, um ein candiDatum , das Gerät zu verwenden, von denen die meisten 17-19,21,22,36 beschrieben worden.

Sobald eine Person erfolgreich alle die Prüfkriterien bestanden, passend das Gerät an den Benutzer und Training fortfahren. Die richtige Montage des Gerätes ist wichtig , missbräuchlichen Kontakt der unteren Extremitäten mit dem Exoskelett zu vermeiden , weil schlechte Anpassung an Quetschungen und / oder Hautabschürfungen 16 führen kann. Benutzer können nicht oder nur eingeschränkt unteren Extremitäten Empfindung und Propriozeption; dieser Mangel an sensorische und taktile Rückmeldung von den Füßen kann zu einem Mangel an Bewusstsein für ihre Gleichgewichtszentrum beitragen, die Fähigkeit des Benutzers verlangsamen das Gerät zu meistern. Dieser Mangel an Bewusstsein für die Mitte der Waage kann auch mit entsprechenden Gewicht zu Herausforderungen führen Verschiebung wie Schwierigkeiten in den Umfang des vorderen Ausmessen und seitlich während des Gangzyklus und unangemessen zeitlich Gewichtsverlagerung, was übermäßige Verwendung von Gewichtsbelastung auf notwendige Verschiebung dasArme und Krücken für die Balance Wartung. Sobald die Grundlagen Mechanismen der ständigen Balance und Gewichtsverlagerung erworben werden, wird der Benutzer gelehrt in dem Gerät zu gehen. Mehrere Sitzungen nötig sind, um zu Fuß und andere Mobilitäts Fähigkeiten zu verbessern. Zunächst Oberflächen, die im medizinischen Zentrum flach und glatt sind, sind für die Ausbildung verwendet. Jedoch mit einer verbesserten Qualifikationsniveau, wird der Benutzer mit schrittweise schwieriger Aufgaben herausgefordert durch unterschiedliche Laufflächen wie Teppich, Asphalt, Beton, Gras und unebene Oberflächen mit unterschiedlichen Graden der Pisten einzuführen.

Der Zweck dieses Manuskript ist die Screening-Kriterien, die ordnungsgemäße Montage und Trainingsverfahren für einen aktiven Exoskelett für oberirdisch zu Fuß zu melden. Dieses Programm wurde speziell für ein Gerät entwickelt, das von anderen beschrieben wird 16-18, aber es richtet sich Aspekte und Herausforderungen , die für Personal Trainer und Personen mit SCI gemeinsam sind , die in teilnehmen exoskeletal-assisted Walking-Programme, die eine andere angetriebene Exoskelett verwenden. Bestimmte Aspekte dieses Protokolls sind spezifisch für das Gerät am JJPVAMC verwendet. Darüber hinaus einige der Komponenten des Trainingsprogramms wurden von der Herstellung entwickelt, die Anweisungen Ausrichtung der Gerätekomponenten, grundlegende Richtlinien für einen korrekten Sitz und Grund Stehen und Sitzen Geschick umfasst. Die Forscher am JJPVAMC entwickelt alle einmal den Benutzer durchgeführt Trainingsaktivitäten wird im Stehen. Dazu gehören die Verbesserung der Steh- und Sitztrainingsanleitung, stehen Balance Fähigkeiten, Indoor-Walking Progression Fähigkeiten, im Freien zu Fuß Progression Fähigkeiten und andere Mobilitäts Aufgaben für das Erreichen, Stoppen, Drehen, und verschiedene Arten von Tür- / Schwelle-Navigation.

Protokoll

Hinweis: Das Trainingsprotokoll in diesem Manuskript beschrieben wurde im Rahmen eines Pilotprojekts entwickelte Titel: "The ReWalk Exoskeletal Gehen System für Menschen mit Paraplegie" registriert mit ClinicalTrials.gov Identifier NCT01454570. Die Entwicklung eines Trainingsprogramms jedoch nicht das Ziel dieses Pilotprojektes war; das Trainingsprogramm entwickelt sich im Laufe dieser Studie durchzuführen. Das Studienprotokoll und Einwilligungserklärung wurden von der Institutional Review Board (IRB) des JJPVAMC überprüft und genehmigt. Die gesamte Studie und die Verfahren wurden zu jedem Studienteilnehmer erklärt. Der potenzielle Teilnehmer wurde die Möglichkeit gegeben, Fragen zu stellen und wurde so viel Zeit in Anspruch nehmen ermutigt, so zu mündigen vor erforderlich.

1. Teilnehmer Recruitment

  1. Führen Sie eine Pre-Screening-Untersuchung mit den potentiellen Teilnehmern.
    1. Erklären Sie kurz die Details des Trainingsprozesses (Studiendauer, mal pro Woche,Stunden pro Tag). Erklären Sie die bekannten Risiken der Beteiligung (Hautabschürfungen, um mögliche Verletzungen, wenn man für unvorhersehbare Ereignisse zu fallen und das Potential waren).
      Hinweis: In diesem Protokoll die Trainingseinheiten aufgetreten 3-mal pro Woche und dauert zwischen 60 bis 90 min. Eine spezifische Frequenz und / oder Dauer der Trainingseinheiten sind nicht erforderlich, um für die Teilnehmer die angetriebene Exoskelett zu nutzen, um zu lernen.
      1. Beschreiben Sie die medizinischen Einschränkungen der möglichen Teilnehmer wie: niedrige Knochenmineraldichte an der Hüfte oder des Knies, der jüngeren Geschichte von Frakturen, nicht in der Lage stehend zu tolerieren, schwach oberen Extremität Stärke und schwache Rumpfkontrolle. Überprüfen Sie die Ein- und Ausschlusskriterien, um das Screening-Verfahren fortzusetzen. Förderung der potenziellen Teilnehmer Fragen zu stellen. Geben Sie genügend Zeit, um alle Bedenken auszuräumen und Fragen zu beantworten.
        Hinweis: Die anthropometrischen Einschränkungen für die spezifische angetriebene Exoskelett hier verwendet wird, wurden dem inclusi angewandtauf Kriterien fest für die Höhe <160 oder> 190 cm und das Gewicht <100 kg.
  2. Wenn die Vorschaltung Auswertung erfolgreich ist, liefern dann eine detaillierte Erklärung der Studie und initiieren den Screening-Prozess.
    1. Führen Sie eine Dual Energy X-ray (DXA) scannen Knochenmineraldichte bilateral an der Hüfte und Knie zu bewerten.
      Hinweis: Die Anlage, die Verwendung der exoskeletons Personen beschränkt ist, die einen T-Score an der gesamten Hüfte und Oberschenkelhals müssen größer sein als -3,5 und eine BMD an der proximalen Tibia und distale Femur größer sein als 0,60 g / cm 2. Diese Werte nicht die Bruchgefahr zu beseitigen, wurden aber in dem Bemühen, gewählt, um das Risiko zu reduzieren. Ärzte werden dazu ermutigt , die relevante Literatur und passen Sie die Werte entsprechend ihrer Interpretation der Informationen 31-33 zu überprüfen.
    2. Führen Sie die Internationalen Standards für Neurologische Klassifizierung von SCI (ISNSCI) 37 Prüfung evalUate Schadensschwelle, Motorik und Sensation.
      Hinweis: In dieser Pilotstudie Studienteilnehmer mit unterschiedlichem Verletzungen wurden aufgenommen und sind in Tabelle 1 dargestellt Personen mit Paraplegie sind die vorherrschenden Benutzer;. aber Personen mit zervikaler Verletzungen, die oberen Extremitäten Motor Noten von 4 oder besser für die einzelnen Muskelgruppen haben und sind in der Lage Balance mit den Krücken zu halten kann für die Verwendung dieses Exoskelett ein Kandidat sein, wie auch andere angetriebene exoskeletons.
    3. Besorgen Sie sich eine allgemeine Anamnese und körperliche Auswertung, die auch der Beweglichkeit der Schultern, Hüften und Knie, und die Haut Kontrolle von Gebieten auf der unteren Extremität umfasst und den unteren Rücken, dass die Kontakte der angetriebenen Exoskelett.
      Hinweis: Personen mit eingeschränkten Hüft- und Kniebewegungsbereich von 20 ° Flexion oder mehr an beiden Gelenken ausgeschlossen waren. Darüber hinaus müssen die Schultern genug Bewegungsbereich gehabt haben, um eine ordnungsgemäße Krücke Platzierung erreichen die Sit-to auszuführenstehen und stehen zu sitzen Manöver. Die Teilnehmer müssen auch mit dem Exoskelett mit direktem Kontakt frei von Druckgeschwüren in den unteren Extremitäten, insbesondere jeder Bereich sein. Diese Kriterien können für jedes Gerät unterschiedlich sein, und die Ärzte sollten für die spezifischen Anforderungen dieser angetriebenen Exoskelett an den Hersteller verweisen.

2. Montage

Hinweis: Die Passverfahren wurden durch die Herstellung der Vorrichtung entwickelt. Die Methodik von einer Person an die Vorrichtung passend variiert auch zwischen den verschiedenen exoskeletons. Ärzte sollten auf jeden der spezifischen Hersteller Verfahren beziehen.

  1. Legen Sie die Teilnehmer in Rückenlage. Mit einem flexiblen Maßband, bestimmen die Beckenbreite, Oberschenkellänge und Unterschenkellänge und Aufzeichnung in Zentimetern.
    1. Messen Sie die oberen Beinlänge von der prominentesten Punkt des Trochanter major der Hüfte bis zum Kniegelenk Linie. Messen Sie die other Schenkel in der gleichen Weise. Notieren Sie alle Schenkellänge Diskrepanzen. Stellen Sie die angetrieben Exoskelett von der Mitte der Hüfte Achse zum Zentrum der Knieachse entsprechend dem Abstand, gemessen an jeder der oberen Schenkellängen des Teilnehmers.
    2. Messen Sie die Unterschenkellänge aus dem Kniegelenk Linie an der Unterseite des Fußes. Wiederholen Sie die Messung für den anderen Unterschenkellänge. Die Länge von der Unterseite der Fußplatte zum Zentrum der Knieachse auf der angetriebenen Exoskelett für jeden unteren Extremität entsprechend den Abständen vom Teilnehmer gemessen.
    3. Passen Sie die Breite des Motor-Exoskelett mit unterschiedlicher Größe Beckenbänder. Wählen Sie den Beckenband durch den Teilnehmer in einer Sitzposition Platzierung auf einem Stuhl oder eine Bank mit einem offenen Rücken. Platzieren Sie den Beckenband am nächsten in der Größe der Beckenbreite des Teilnehmers hinter der Person und langsam bewegen sie vorwärts, es zu testen für einen Sitz. Es kann bis zu 1 cm Abstand auf beiden Seiten des Beckengürtels.
      Hinweis:Andere angetriebene exoskeletons werden in einer anderen Art und Weise eingestellt und entsprechende Einstellung sollte nach der Herstellung des Spezifikationen erhalten werden.
    4. die entsprechende Beckenbandgröße, bringen Sie das Beckenband an die Brust-Ständern in der neutralen oder zentrierten Position nach der Auswahl. Nachdem die Teilnahme ist in stehender Position, stellen Sie die Vorwärts / Rückwärts-Position in geeigneter Weise, falls erforderlich, so dass der Trochanter in Übereinstimmung mit der Rotation des Hüftgelenks ist.
      Hinweis: Das kann Beckenband eingestellt werden, so dass sie die Hüften anterior oder posterior zu schieben. Die neutrale oder zentrierte Position ist die Einstellung des Beckenband, dass es Anpassungen der gleichen Mengen anterior oder posterior ermöglichen.
  2. Fit und die Fußplatte einstellen, indem der Teilnehmer Schuh zu entfernen, die Einlegesohle aus dem Schuh zu entfernen, dann den größten Fußplatte möglich in den Schuh. Legen Sie die Einlegesohle auf der Oberseite der Fußplatte. Stellen Sie die Dorsalflexion Unterstützung der Fußplattedurch die Feinabstimmung der Spannung auf dem Federmechanismus am Knöchel.
  3. Nachdem alle Messungen abgeschlossen, das System ist nun bereit für die vom Teilnehmer anziehen.

3. Donning

Anmerkung: Die Anziehens Verfahren wurden durch die Herstellung der Vorrichtung entwickelt. Die Methodik der eine Person, die mit Energie versorgte Exoskelett Anziehens kann zwischen den verschiedenen Geräten unterschiedlich und Kliniker auf die Herstellung der Verfahren beziehen sollte.

  1. Legen Sie die Exoskelett in sitzender Position auf einem Stuhl mit der Umreifung offen.
    Hinweis: Der ideale Stuhl eine breite gepolsterte Sitz hat und darf keine Armlehnen oder Räder.
    1. Weisen Sie den Teilnehmer ihren Rollstuhl zu setzen neben dem Sitz Exoskelett in einem leichten Winkel.
    2. Bitten Sie den Teilnehmer in das Gerät zu übertragen, indem Sie auf dem Gerät eine Hand legen, die andere auf ihrem Rollstuhl. Stellen Sie sicher, dass der Teilnehmer die Übertragung in das Gerät in einer kontinuierlichen Bewegung ausführt. Wenn the Teilnehmer die Überweisung nicht in einer Bewegung zu vervollständigen, ermutigen sie für einen Moment auf der oberen "Schenkel" Teil des Exoskelett zur Ruhe, und die Übertragung mit einer zweiten Bewegung fortzusetzen.
      Hinweis: Unterstützung bei der Übertragung kann zur Verfügung gestellt werden, wenn nötig.
  2. Nachdem die Teilnehmer ordnungsgemäß in das Gerät eingesetzt ist, weisen Sie den Teilnehmer zuerst ihre Füße in die Schuhe legen, dann weiter die Zurrgurte an der am weitesten entfernten Punkt beginnen und proximal bis der Körper, Finishing mit den Brustgurten bewegt.
    1. Verwenden Sie bei Bedarf die manuelle Steuerungsfunktion, die Hüfte leicht und verlängern die Knie zu beugen leichter Platzierung der Füße in die Schuhe zu ermöglichen.
    2. führen Sie vorsichtig den Fuß in den Schuh, die besondere Sorgfalt, die Zehen, um sicherzustellen, nicht gewellt ist. Sobald der Fuß richtig in den Schuh ist, die Verwendung der manuellen Steuerung das Bein bewegen und auf dem Boden Fuß zurück, dann den Schuh befestigen. Folgen Sie den gleichen Schritten die richtige Platzierung, um sicherzustellen, des zweiten Fuß in den Schuh.
    3. die Füße in den Schuhen nach sichern, sichern die Bänder direkt unterhalb der Knie und anschließend die Riemen über die Knie und die für die Oberschenkel zu befestigen. Achten Sie darauf, unter den Riemen zerknitterte Kleidungs ​​zu vermeiden unerwünschte Reibung zu vermeiden und / oder Druckkontaktpunkte. Sichern Sie die untere und obere Brustgurte letzte.
  3. Sobald der Teilnehmer in das Gerät geschnallt wird, untersuchen sie für irgendwelche unangemessenen Kontakt, zerknitterte Kleidung oder Druckstellen.
    1. Nach der Identifizierung eines Druckpunkt, den Druck durch die Passform anpassen und das Hinzufügen oder Polsterung gegebenenfalls zu entfernen.
      Hinweis: Überprüfen Sie den Sitz im Sitzen, Stehen und nach ein paar Schritte zu Fuß. Der Teilnehmer kann leicht verschieben, wenn und nach Fuß stehen die zusätzlichen Kontaktpunkte führen kann, die durch eine erneute Prüfung identifiziert werden.

4. Stehen

ent "> Hinweis: Die Prozedur-up stehen wurde durch die Herstellung der Vorrichtung entwickelt und unter den verschiedenen exoskeletons variieren können Kliniker auf die Herstellung der Verfahren beziehen sollte..

  1. Nach der Montage einzuführen, um die Teilnehmer auf die Gesamtfunktionen des Exoskelett. Erklären Sie den Controller speziell für das Gerät. Informieren Sie den Teilnehmer, den er / sie wird erwartet, dass so unabhängig wie möglich mit dem Exoskelett zu werden. Erklären Sie, dass die Unabhängigkeit durch das Lernen durchgeführt werden, die Funktionen des Geräts zu steuern, und dass es kurzfristige und langfristige Ziele, unabhängig zu werden.
    Hinweis: Zunächst wird der Trainer die Bedienelemente betätigt die gewünschte Bewegung des angetriebenen Exoskelett zu initiieren, jedoch ist es wichtig, dass der Benutzer auf die Vorrichtung eingeführt werden und darauf aufmerksam gemacht, wie es funktioniert, so früh wie möglich während des Trainingsprozesses. Sobald komfortabel im Gerät, nimmt der Benutzer über die Kontrollen und ihre eigenen Bewegungen zu initiieren.
  2. Anlegen ter Teilnehmer mit einer Reihe von Unterarmgehstützen mit Balance und Manövrierfähigkeit des Gerätes zu unterstützen. Während in der Exoskelett sitzen, weisen Sie den Teilnehmer die Spitzen der Krücken posterior in einer Art und Weise zu platzieren sie die Fähigkeit, so dass ihr Gewicht über ihre Füße zu schieben. Dadurch wird sichergestellt, dass das Exoskelett die Hüft- und Kniegelenke verlängern können die meisten Arbeiten während der Stand Manöver durchführen.
    Hinweis: Krücken werden für alle Manöver im Gerät einschließlich Stehen, Gehen, Drehen und sitzt benötigt. Die Teilnehmer werden nicht das Exoskelett zu verwenden, ohne die Krücken erlaubt. Einige angetriebene exoskeletons kann die Verwendung einer Gehhilfe erlauben oder einem Stock das Gleichgewicht zu halten.
  3. Erklären Sie den Sit-to-Stand Verfahren an den Teilnehmer. Haben Sie ein Trainer helfen hinter dem Benutzer, und eine andere Wache von vorne. Weisen Sie den Teilnehmer stehen auf ihren eigenen und nur die Hilfe der Trainer nach Bedarf.
    1. Weisen Sie den Teilnehmer die Krücken zu platzieren posterior undnach vorne lehnen, während die Krücken Abschieben in das Gerät zu unterstützen, sie nach dem Drücken der "Stand" Befehl stehen.
      Hinweis: Zu Beginn ermutigen den Benutzer auf die richtige Krücke Platzierung zu konzentrieren, während der Trainer den Controller verwendet die angetriebene Exoskelett zu initiieren, um Standup.

5. Stehen Gleichgewicht

Hinweis: Die stehenden Balance Verfahren wurden von den Forschern an der JJPVAMC entwickelt. Es kann einige Verfahren, die verwendet, um das Gerät spezifisch sind, aber die meisten der Verfahren sollte auf andere angetriebene exoskeletons übersetzen.

  1. Nachdem sie mit einem Trainer stehend von hinten bewacht, haben der zweite Trainer vor dem Benutzer stehen und die stehenden Balance Ziele demonstrieren.
    Hinweis: Messen Sie den Blutdruck nach dem Stehen und in regelmäßigen Abständen während des Trainings zu erkennen, ob eine orthostatische Hypotonie oder autonome Dysreflexie Folge durch den Benutzer erfahren wird.
  2. Vor einemttempting zu gehen, stellen Sie sicher, dass der Teilnehmer die folgenden Funktionen demonstriert:
    1. Lassen Sie die Teilnehmer die Fähigkeit nachweisen , in Position "Home" mit beiden Krücken stehen Balance (Abbildung 1) zu halten.
      Hinweis: Legen Sie einen Spiegel vor dem Teilnehmer ein visuelles Feedback zu liefern und zu korrigieren falsche lehnen sowie pflegen ihre aufrechte Gleichgewicht in der Position "Home" helfen.
    2. Haben die Teilnehmer Praxis leichte Verschiebung ihres Gewichtes seitlich und hinten die Lage zu verstehen und zu fühlen, von der Ausgangsposition.
    3. Weisen Sie den Teilnehmer zu halten Gleichgewicht mit nur einer Krücke (Abbildung 2). Weisen Sie den Teilnehmer, der diese Aktion zu üben durch eine Krücke Heben aus dem Boden und hält diese Position bis zu 1 Minute. Weisen Sie den Teilnehmer eine zusätzliche einhändige Balance Übung zu üben.
      Hinweis: Dieses Manöver mit dem vorherigen ähnlich ist, aber mit dem zusätzlichen komplexen keit eines Armes Ausgleich, während die kontralaterale Arm der Ausgleichsarm Handgelenk berühren erreicht über die Auswahl von Aktionen auf dem Controller zu simulieren.
      1. Wiederholen Sie diese Übungen, um die Teilnehmer zu gewährleisten, ist in der Lage, diese Manöver mit jedem Arm ausführen Gleichgewicht zu halten.
    4. die stehenden Krücke Balance Fähigkeiten Nach dem Üben, lehren die Teilnehmer seitlich auf das Gewicht verlagern, so dass ein Fuß abzuladen, mit dem Ziel, den Fuß vollständig vom Boden ab für 5 Sekunden zu heben. Weisen Sie den Benutzer, diese Übung zu wiederholen und versuchen, mit dem anderen Bein zu entlasten.
    5. Bitten Sie den Teilnehmer zu Gewichtsverschiebung in vorderen und hinteren Richtungen, während richtig Krücken nach vorne und hinten platzieren Gleichgewicht zu halten.
    6. Wiederholen ausübt 5.2.2 - 5.2.5 fünf bis zehn Mal während der ersten Sitzung. Führen Sie diese Übungen in den folgenden Sitzungen zu üben, bis der Benutzer mit ihnen wohl fühlt.
"> 6. Gehen

Hinweis: Die Wanderverfahren sind eine Mischung aus Verfahren durch das Personal an der JJPVAMC entwickelt und die Herstellung der Vorrichtung. Der Mechanismus der in der mit Energie versorgten Exoskelett Inbuilt Gehen und das duale in dem Gerät verwendet Krücke Muster wurde durch die Herstellung entwickelt; jedoch der Ansatz, den Teilnehmer des Unterrichts, wie man richtig den Fuß ausführen, Mechanismus, Unterstützung zu bieten und das Ergebnis Maßnahme verwendet, um die Höhe der Unterstützung Rekord war die Bemühungen der Forscher an der JPVAMC. Obwohl einige Verfahren verwendet, sind spezifisch für die angetriebenen Exoskelett, sind die meisten der Verfahren übersetzbar zu anderen angetriebenen exoskeletons die Krücken Gleichgewicht zu halten.

  1. Weisen Sie den Teilnehmer in dem Mechanismus mit dem angetriebenen Exoskelett des Gehens. Die besondere angetriebene Exoskelett verwendet wird, erfordert die Teilnehmer ihr Gewicht auf den linken Fuß zu verschieben und gleichzeitig den rechten Fuß Entlasten. Mit dem Controller,Der Trainer wählt den "Walk" Modus und fordert die Teilnehmer leicht nach vorne zu verschieben (zu einem vorgegebenen Ziel); Dies wird sich nach vorn schwingen des rechten Beines zu initiieren.
    1. Weisen Sie den Benutzer, der einmal das rechte Bein der Schaukel abgeschlossen hat, auf ihre Krücken vorwärts bewegen, während sie gleichzeitig ihr Gewicht nach vorne und nach rechts, um Veränderungen im Gleichgewicht zu halten, während auf den rechten Fuß treten, und Entlasten Sie den linken Fuß. Erklären Sie, dass das Gerät, das Erfassen der Bewegung des Teilnehmers, initiiert vor dem linken Bein zu schwingen.
    2. Führen Sie ein kontinuierliches zu Fuß durch die Vorwärts Crutchen Bewegung zu wiederholen und das Gewicht für jedes Bein nacheinander Schaltablauf.
  2. Ermutigen Sie die Trainer Hilfe zu leisten wie nötig, aber so minimal zu tun.
    Hinweis: Die Höhe der Unterstützung, bestimmt durch die funktionelle Unabhängigkeit Maßnahme (FIM) 38 wird vom Trainer bewertet und aufgezeichnet.
    1. Finde den Benutzer durch die p Greifenowered Exoskelett oder der Teilnehmer zu unterstützen, wenn nötig. Korrigieren Sie den Benutzer als er / sie die richtige Gewichtsverlagerung führt beim Gehen.
    2. Bei Bedarf haben eine zweite Trainerunterstützung bieten und taktische Feedback in einem Bereich des Körpers, die der Benutzer intakt Gefühl (wie die Schultern) hat.
      Hinweis: Trainer sind mutlos Unterstützung durch die angetriebene Exoskelett zur Verfügung zu stellen oder unter dem Niveau der Verletzung, da der Benutzer nicht typischerweise in der Lage ist, die Unterstützung zu fühlen, was zu lernen, zu Schwierigkeiten führen kann, den Oberkörper zu justieren, um richtig in das Gerät ambulate.
  3. Erklären Sie dem Benutzer den Mechanismus für den Motor Exoskelett zu Fuß zu stoppen. Die besondere angetriebene Exoskelett verwendet wird ausgelöst, zu stoppen, wenn es nicht mehr Vorwärtsbewegung auf die Gegenseite des Körpers wahrnimmt, oder wenn der Benutzer nicht eine entsprechende Gewichtsverlagerung nicht feststellen kann, die Schaukel Bein Kontakt mit dem Boden zu machen.
    Hinweis: Stoppen nach Belieben oder zu einem Nominaldere Lage praktiziert und ist eine der Fähigkeiten in das Trainingsprogramm aufgenommen.

7. Progressive Ziele der Mobilitätstraining

Hinweis: Die Ziele der Mobilitätstraining wurden am JJPVAMC entwickelt und in die Kriterien aufgenommen Kenntnisse für die Bewertung der angetriebenen Exoskelett in der häuslichen Umgebung durch die Herstellung zu verwenden.

  1. Erklären und beschreiben die Liste der Mobilität Fähigkeiten als Teil der Ausbildung geübt werden (Abbildung 3).
    1. Weisen Sie den Teilnehmer die Steuerung des angetriebenen Exoskelett zu verwenden und so unabhängig wie möglich werden, die mit Strom versorgt Exoskelett mit.
      Hinweis: Das angetriebene Exoskelett in dieser Studie verwendet, um die Kontrollen hatten in einem Steuergerät integriert am Handgelenk getragen.
    2. Bringen Sie die Teilnehmer zu machen 90 und 180 Grad dreht, während im System zu Fuß.
    3. Weisen Sie den Teilnehmer zu navigieren an einer Wand zur Ruhe von der neben der Wand zu stoppen undDrehen, so dass ihre Rücken dagegen lehnen.
      Anmerkung: Dies ermöglicht die Person ohne die Notwendigkeit, ruhen auf den Krücken Gleichgewicht zu verlassen.
    4. Integrieren Sie verschiedene Laufflächen während der Trainingseinheiten , so dass die Teilnehmer Praktiken auf zusätzliche Flächen zu Fuß wie Teppich (Abbildung 4), Beton, Asphalt und Gras (Abbildung 5).
    5. Haben die Teilnehmer zu Fuß auf Oberflächen mit unterschiedlichen Steigungen wie oben eine Rampe, eine Rampe hinunter, Kandare Ausschnitt und unebene Oberflächen (Abbildung 6). Dann haben die Teilnehmer zu Fuß in einer lauten Umgebung, wie zum Beispiel einen Flur mit anderen Fußgängern.
      Hinweis: Gehen in einer lauten Umgebung kann eine Herausforderung für einige Menschen, da sie nicht in der Lage sind, den Klang der Motoren zu hören, die eine Audio-que für eine angemessene Zeit liefert Verschiebung zu gewichten.
    6. Lassen Sie die Teilnehmer auf Befehl oder nach Belieben stoppen.
    7. Praxis-Navigation von Tür Schwellen, das Öffnen und Schließen des Schwingens tunors, das Öffnen und Schließen von Türen von verschiedenen Seiten, und zu Fuß durch die automatische und / oder Drehtüren (7 und 8).
      Hinweis: Die Fähigkeit, diese zusätzlichen Mobilitätsfertigkeiten Durchführung als "in der Lage" beurteilt oder "nicht in der Lage", um das Manöver durchzuführen.
    8. Integrieren Sie zusätzliche Aktivitäten wie das Erreichen über Kopf in einen Schrank (Abbildung 9) oder sitzen draußen auf und Aufstehen aus einer Parkbank (Abbildung 10).

8. Die Beurteilung von Wandern

Hinweis: Die Wander Einschätzungen sind standardisiert klinischen Tests, die von anderen festgelegt wurden.

  1. Führen Sie einen 6 min-Gehtest (6MWT).
    1. Haben die Teilnehmer zu Fuß zu initiieren und den Teilnehmer anweisen, zu Fuß fortzusetzen.
    2. Nach 6 min bitten, den Teilnehmer zu stoppen.
      Hinweis: Die 6MWT 39,40 ist die Strecke, die die Teilnehmer in der Lage ist zu ambulate mit dem angetriebenen Exoskelett über einen 6 min Zeitraum. Sollte der Teilnehmer das Gerät versehentlich auslösen zu Fuß während des 6MWT stoppen, läuft die Uhr Zeit aufzuzeichnen und die Teilnehmer ermutigt seine / ihre Balance, Fassung wiederzuerlangen, und starten Sie das Gerät weiterhin so schnell wie möglich zu Fuß.
  2. Führen Sie diesen Test mit einem Trainer gewidmet, um Wasserflecken und einem zusätzlichen Trainer mit einem Messrad den Abstand und eine Stoppuhr, um zu bestimmen, die verstrichene Zeit zu messen.
  3. Express die 6MWT in Meter in 6 min ging und berechnen Sie die durchschnittliche Gehgeschwindigkeit (Gesamt Meter ging in 6 min / 360 sec) und drücken Sie es als m / sec.
    Hinweis: Die 6MWT der Gesamtabstand während eines 6-min getakteten Periode gereist ist und im Verlauf des Ausbildungsprogramms erhalten. Die 6MWT ist die primäre Beurteilung verwendet, um das Fortschreiten des Gehens Mann auf dem Exoskelett zu bestimmen. Führen Sie den Test 6MWT, sobald der Teilnehmer den Mecha verstehtmus der mit dem angetriebenen Exoskelett zu Fuß und in der Lage, mehrere Schritte zu unternehmen.
  4. Verwenden Sie die Rundenfunktion der Stoppuhr während der 6MWT nach einem Abstand von 10 m für den 10 m Zeit aufzuzeichnen. Identifizieren und notieren Sie die besten 10 m Zeit während des 6MWT erreicht.
    Hinweis: Die 10-Meter - Gehtest (10MWT) 40 ist die beste Mühe Zeit (Sekunden) den Teilnehmer nimmt einen Abstand von 10 m zu gehen, und aufgezeichnet wird , während die Person die 6MWT ausführt.
  5. Verwenden Sie die timed-up-and-go (TUG) 40,41 Test als Indikator dafür , wie viel Stehen, Gehen drehen und sitzen Funktion werden die einzelnen hat.
    1. Führen Sie die TUG-Test durch Messen der Zeit der Teilnehmer nimmt von einer Sitzposition zu stehen, zu Fuß 10 Meter, dreh dich um, gehe zurück und setzen sich wieder. Starten Sie die Zeit, wenn die Person, die das Gerät initiiert, aufzustehen und die Zeit stoppt, sobald die Person sicher im Sitz sitzt.
      Anmerkung: Die Ergebnisse dieser Messung sind nicht repräsentativ für die tradinalen TUG mal, weil es enthält für die richtige Krücke Platzierung zugeteilt, die Zeit nach der Moduswähler stehend zeigt gewünscht wird. Die TUG Messung stellt die Person, die Fähigkeit, das Exoskelett-System zu verwenden, da es mehrere Aspekte der Mobilität im Gerät integriert.

9. Sitzen

Anmerkung: Die Verfahren zu setzen durch die Herstellung der Vorrichtung entwickelt wurden, und unter den verschiedenen exoskeletons variieren. Kliniker auf die Herstellung der Verfahren beziehen sollte.

  1. Legen Sie einen Stuhl hinter dem Benutzer, wenn er oder sie bereit ist, zu sitzen. Mit dem Controller des Exoskelett, legen Sie das Exoskelett in Sit-Modus.
    Hinweis: Zunächst wird der Trainer arbeitet der Regler während der Sitzbewegung des angetriebenen Exoskelett jedoch als mit der Stellung, ist es wichtig, dass der Benutzer in die Steuerung eingebracht werden und darauf aufmerksam gemacht, ihre Funktionen so früh wie möglich während der Trainings proGramm. Sobald komfortabel in dem Gerät, wird der Benutzer aufgefordert, den Controller und initiieren die Bewegungen zu betreiben.
  2. Nach der Aktivierung / Drücken der Sit-Befehl gibt es eine Verzögerung von 5 Sekunden. Während dieser Zeit die Teilnehmer bitten, ihre Krücken posterior zu platzieren ihre Mitte der Waage über den Stuhl zu halten. Lassen Sie die Teilnehmer die Krücke Platzierung Aufgabe üben, wenn dies die ersten paar Male die Durchführung der Sitzung Funktion ist. Nach der 5-Sekunden-Verzögerung abgelaufen ist, senkt das Exoskelett der Benutzer sich auf den Stuhl, bis zu sitzen.
  3. Während der Sitzung Prozess wird der Benutzer beginnen an der Hüfte nach vorne zu beugen Balance über die Füße zu halten. Haben die Trainer den Teilnehmer helfen bei Bedarf.
    Hinweis: Zu Beginn der Praxis mit zwei Trainern sitzen, ein Spotten von hinten, und das andere vor. Wenn der Benutzer in dem Manöver und in der Lage Mann wird das Manöver mit Zuversicht und Unabhängigkeit zu vervollständigen, nur ein Trainer benötigt.

10. Doffing

Anmerkung: Die Doffen Verfahren wurden durch die Herstellung der Vorrichtung entwickelt. Die Methodik der angetriebenen Exoskelett des Abnehmens kann zwischen den verschiedenen Geräten unterschiedlich. Kliniker auf die Herstellung der Verfahren beziehen sollte.

  1. Nach Sitz Doff das Gerät in einer ähnlichen, aber Art und Weise umgekehrt wie zuvor drei in Abschnitt das Gerät zum Anziehen.
    1. Lassen Sie die Riemen, beginnend mit der Brust und Hüfte und den Fortschritt zu den Füßen. Entfernen Sie die Füße des Teilnehmers aus dem Gerät. Förderung der Teilnehmer den Transfer in ihren Rollstuhl auf eigene Faust zu versuchen, aber Unterstützung, die benötigt werden.
  2. Wieder zurück in ihren Rollstuhl, inspizieren die Füße des Teilnehmers, den unteren Extremitäten, und für jede blaue Flecken oder Abschürfungen unteren Rücken.
  3. Bringen Sie den Teilnehmer regelmäßig ihre unteren Extremitäten auf Anzeichen von Druckstellen überprüfen, nachdem sie ihren Fuß Sitzungen abgeschlossen haben.

Ergebnisse

Die folgenden Messungen werden während des Trainings erhalten. Zweihand und eine einhändige Krücke Balance Fähigkeiten sind für jeweils 1 min als "Lage" oder "nicht in der Lage" bewertet zu halten Balance (Abbildung 2). Gehen Einschätzungen für Zeiten und Entfernungen werden in den Trainingseinheiten mit dem 6MWT, 10MWT und die TUG erhalten. Exoskeletal-unterstützte häufig auftretende Oberflächen zu Fuß auf sind im Innenbereich (3 und 4) und im Freien (Abbildungen 5-6) getestet. Andere Mobilitätsfertigkeiten wie Navigation Türen (7 und 8) und erreicht über Kopf in einen Schrank (Abbildung 9) und außerhalb auf einer Parkbank (Abbildung 10) sitzen , werden als "Lage" bewertet auszuführen oder "nicht in der Lage" ausführen .

Durchschnittliche Gehgeschwindigkeiten während der 10MWT in 10 session Intervalle für die ersten 60 Sitzungen sind dargestellt (Abbildung 11). Diese Grafik zeigt die Teilnehmer unterschiedlichen Anfangs Fähigkeit haben, die angetriebene Exoskelett und unterschiedliche Raten der Verbesserung bei den Nutzern zu verwenden. Die durchschnittliche ± Standardabweichung der besten Steigung fit Linie ist 0,0048 ± 0,004 m / sec und Werte lagen im Bereich von 0,00026 bis 0,015 m / sec. Dies zeigt, dass, obwohl jeder Teilnehmer mit variablen Raten verbessert sie einen Durchschnitt von 0,0048 m / s schneller jede Sitzung ging. Die durchschnittliche ± Standardabweichung des Best-Fit-intercept beträgt 0,16 ± 1,8 m / sec und die Werte lagen im Bereich von -0,026 bis 0,50 m / sec. Dies zeigt, dass im Durchschnitt die Teilnehmer eine durchschnittliche Anfangsgeschwindigkeit von 0,16 m / s haben; mit einigen Teilnehmern fast keine Möglichkeit haben, in den frühen Phasen der Ausbildung eine sehr gute Möglichkeit, ambulate und andere haben.

Trainer Unterstützung beeinflusst die Leistung; diejenigen, die ein höheres Maß an assistan brauchence gehen langsamer als diejenigen, die mehr beherrschen und unabhängig im Umgang mit dem System 18. Die drei Wandertestmessungen, die zwar ähnlich, bieten verschiedene Eignungs Informationen. Die 10MWT liefert eine Anzeige des besten Bemühens für die Geschwindigkeit (m / sec), dass der Benutzer in der Lage ist, in dem Gerät zu ambulate. Der 6MWT Abstand, wenn m / s zu beschleunigen in umgewandelt, bietet eine durchschnittliche Geschwindigkeit zu Fuß und ist ein Hinweis auf die Konsistenz im Exoskelett des Gehens. Da der Zeitgeber setzt, wenn der Benutzer versehentlich Fuß stoppt, wird die Geschwindigkeit von einem 6MWT die näher an der besten Bemühens 10MWT ist, zeigt an, dass die Person im Einklang Fuß und weniger Stopps hatten. Das TUG erfordert viele Fähigkeiten in aufeinanderfolgenden Kombination durchgeführt werden. Das TUG ist ein Maß für die allgemeine Fähigkeit einer Person zu übernehmen im Stehen, Gehen, Drehen, Stoppen und in der mit Energie versorgten Exoskelett Hinsetzen. Eine Übersicht über die 6MWT, 10MWT und die TUG Messungen zuvor durch Yang 1 beschrieben worden ist 8 und sind in Tabelle 1 zusammen mit den Patientendaten der Teilnehmer dargestellt.

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Abbildung 1. Zweihand Krücke Balance. Diese Figur zeigt eine Person still steht und mit beiden Krücken balanciert. Bitte klicken Sie hier , um eine größere Version dieser Figur zu sehen.

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Abbildung 2. Einhand Krücke Gleichgewicht. Diese Figur zeigt eine Person still steht und Ausgleich mit nur 1 Krücke. Bitte hier klicken , um eine größere Version dieser Figur zu sehen.

ove_content "fo: keep-together.within-page =" 1 "> figure-results-3
Abbildung 3. Gehen drinnen auf einer glatten Oberfläche. Diese Figur zeigt eine Person im Haus auf einer ebenen Fläche zu Fuß. Bitte klicken Sie hier , um eine größere Version dieser Figur zu sehen.

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Abbildung 4. Gehen auf Teppich. Diese Figur zeigt eine Person , die zuhause auf einem Teppich zu Fuß. Bitte klicken Sie hier , um eine größere Version dieser Figur zu sehen.

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Abbildung 5. ng> Walking im Freien auf Gras. Diese Figur zeigt eine Person , im Freien zu Fuß auf Gras. Bitte klicken Sie hier , um eine größere Version dieser Figur zu sehen.

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Abbildung 6. Gehen auf Pisten. Diese Figur zeigt eine Person im Freien nach unten eine Bordsteinkante Ausschnitt zu Fuß. Bitte klicken Sie hier , um eine größere Version dieser Figur zu sehen.

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Abbildung 7. einen Aufzug navigieren. Diese Figur zeigt eine Person aus einer zeitlich abgestimmten Tür zu Fuß Einstellung wie eine Aufzugstür.jove.com/files/ftp_upload/54071/54071fig7large.jpg "target =" _ blank "> Bitte hier klicken, um eine größere Version dieser Figur zu sehen.

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Abbildung 8 aus einer Drehtür Gehen. Diese Figur zeigt eine Person aus einer Drehtür gehen. Bitte klicken Sie hier , um eine größere Version dieser Figur zu sehen.

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Abbildung 9. Hängeschrank und Arbeitsplatte zu erreichen. Diese Figur zeigt eine Person Artikel aus einem Oberschrank nehmen. Bitte klicken Sie hier , um eine größere Version dieses figu anzuzeigen Re.

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Abbildung 10. Man sitzt draußen auf einer Parkbank. Diese Figur zeigt eine Person außerhalb auf einer Parkbank sitzen. Bitte klicken Sie hier , um eine größere Version dieser Figur zu sehen.

figure-results-11
Abbildung 11. Gemittelt Zehn-Sitzung 10MWT Geschwindigkeiten. Die Daten , die die 10MWT Geschwindigkeiten für die ersten 60 Sitzungen der Ausbildung von zehn Sitzungsintervalle gemittelt demonstriert. Die x-Achse beschreibt die Sitzungen und die y-Achse beschreibt die durchschnittliche Geschwindigkeit (m / s), berechnet aus dem 10MWT Ergebnis während der Teilnehmer Training erhalten. Eine lineare am besten war fit Linie auf jedem Teilnehmer die Ergebnisse überlagert.= "Https://www.jove.com/files/ftp_upload/54071/54071fig11large.jpg" target = "_ blank"> Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Figur zu sehen.

Demographische Merkmale Weg Tests (WT) und Höhe der Unterstützung (LOA)
SID Alter
(y) 		ht
(cm) 		Wt
(kg) 		Geschlecht DOI
(y) 		LOI AIS 10 m WT 6-min WT SCHLEPPER (LOA) Beurteilen-
ment Session
(s) (m / sec) (m) (m / sec) (s)
1 34 173 66,7 Männlich 9 T4 B 39 0,26 90 0,25 83 Min 89
2 48 168 68 Männlich 4 T10 EIN 62 0,16 51 0,14 NP Min 18
3 44 183 77.1 Männlich 4.5 T4 EIN 20 0,50 209 0,58 56 MI 63
4 58 160 64,4 Weiblich 1.5 C8 / T8 A (NT) 24 0,42 139 0,39 59 MI 43
5 61 175 72.6 Männlich 14 T11 EIN 23 0,44 137 0,38 66 MI 37
6 24 185 74,8 Männlich 5 T5 EIN 56 0,18 60 0,17 NP Min 12
7 40 183 88,5 Männlich 1.5 T1 B 61 0,16 51 0,14 70 S 102
8 56 175 83.9 Männlich 3 T9 EIN 22 0,46 151 0,42 116 S 51
9 50 183 99,8 Männlich 11 T7 EIN 17 0,59 208 0,58 56 MI 56
10 37 170 65,8 Männlich 6 T2 EIN 22 0,46 150 0,42 63 Min 59
11 64 173 72,8 Männlich 3 T2 EIN 78 0,13 46 0,13 NP modern 28
12 37 152 65,8 Weiblich 19 C8 C (NT) 14 0,71 256 0,71 42 MI 39

Tabelle 1 : Merkmale der Teilnehmer und Gehtest Ergebnisse SID = Thema Identifikationsnummer. y = Jahre; cm = Zentimeter; kg = Kilogramm; DOI = Dauer der Verletzung; LOI = Niveau der Verletzung; AIS = amerikanische Spinal Injury Association Impairment-Skala; LOA = Höhe der Unterstützung; s = Sekunden; m = Meter; NP = Nicht-erfüllter und NT = nicht-traumatische SCI. LOA wurde aus dem FIM als eine der folgenden Optionen angepasst:moderate Unterstützung (Mod) - Teilnehmer führt 50% bis 74% der Aufgabe; minimaler Unterstützung (Min) - führt der Benutzer 75% oder mehr der Aufgabe; Aufsicht (S) - der Trainer berührt nicht den Teilnehmer ist aber nahe genug, um zu erreichen Unterstützung für das Gleichgewicht oder Führung nach Bedarf zur Verfügung zu stellen; und modifizierte Unabhängigkeit (MI) - der Trainer bietet keine Unterstützung, und der Teilnehmer ist völlig unabhängig, während in der Vorrichtung zu Fuß. Re-Print mit freundlicher Genehmigung von Yang A, Asselin P, Knezevic S, Kornfeld S, Spungen A. Bewertung der im Krankenhaus zu Fuß Geschwindigkeit und Höhe der Unterstützung in einem angetriebenen Exoskelett bei Personen mit Rückenmarksverletzungen. Top Spinal Cord Inj Rehabil. 2015; 21 (2): 100-109. Copyright (C) 2015 Thomas Land Publishers, Inc.

Diskussion

In den vergangenen fünf Jahren hat sich unsere Gruppe ein erfolgreiches Screening und Trainingsprogramm für die Teilnehmer die Art der angetriebenen Exoskelett zu verwenden entwickelt, die Krücken benötigt. Wir haben ausgebildete Personen mit Motor vollständige Lähmung sowie diejenigen mit unvollständigen Lähmung. Diese Ausbildung hat das Potential, modifiziert und auf zusätzliche Geräte gebaut werden, die die Verwendung von Krücken erfordern, oder neuere Versionen der vorhandenen Geräte.

Standardisierung eines Trainingsprogramms ist wichtiger Teilnehmer Sicherheit, den erfolgreichen Einsatz des Gerätes identifizieren Personalressourcen zu gewährleisten und konsistente Ergebnisse zu erwerben. Wichtige Punkte in einem guten Trainingsprogramm umfassen geeignete Auswahl der Kandidaten, die ordnungsgemäße Montage des Gerätes, entsprechende Fähigkeiten Progression, und die Unterstützung auf den Schultern oder auf einer Fläche mit intakter Empfindung, damit der Benutzer die erforderliche Kraft und Bewegung zu erkennen, Anpassung der Förderung ihre Bewegungen währenddie nachfolgenden Schritt Aktionen. Es ist wichtig, diese strategische Tanz zwischen dem Trainer und dem Benutzer, um zu üben Trainer Unterstützung zu minimieren, so dass die Benutzer gewinnen Know-how und die Unabhängigkeit in der Vorrichtung zu helfen. Trainer sollten unterhalb des Teilnehmers Ebene der Empfindung, da diese Maßnahme führt zu Schwierigkeiten bei der Verselbständigung im Exoskelett vermeiden helfen. Ein weiterer wichtiger Punkt zur Verbesserung der Fähigkeit zu Fuß ist es, die Teilnehmer herausfordern mit Fuß auf verschiedenen Oberflächen und in verschiedenen Umgebungen. Die Teilnehmer wahrnehmen drinnen und auf flachen / glatten Oberflächen im medizinischen Zentrum zu Fuß leichter zu sein, als auf einem Teppichboden ambulating. Wandern auf Teppichböden, die wiederum berichtet wird, leichter zu sein als im Freien auf unebenen Oberflächen wie Beton oder Asphalt laufen. Wandern nach oben und unten unterschiedliche Böschungsneigungen zwingen, die Teilnehmer ihre Wander Strategie anzupassen, weil die Methode der Gewichtsverschiebung aufgrund der veränderten Gleichgewichtszentrum Prese schwieriger wirddurch die Steigung nted. Alle diese anspruchsvollen Umgebungen sind in der Gemeinschaft häufig auftreten und sind daher sehr wichtig, um eine kontrollierte Einstellung zu üben, um richtig die Teilnehmer vorzubereiten.

Es wurden mit SCI in Personen mehrere Berichte, die gelernt haben , einen aktiven Exoskelett zu verwenden , um sicher ober- 16-19,21,36 ambulate. Viele der Teilnehmer in diesen Berichten hatte wenig bis gar keine Restfunktion oder Empfindung in ihrer unteren Extremitäten. Keine schwerwiegenden unerwünschten Ereignisse wurden aus diesen Studien und die Geräte wurden als sicher mit dem richtigen Training zu verwenden. Die unerwünschten Ereignisse umfassten Hautabschürfungen, Quetschungen oder Rötung der Haut, und Ermüdung der oberen Extremitäten, vor allem während der ersten Trainingseinheiten 16,19,36. Es wurde festgestellt, dass bei fortgesetzter Ausbildung, die Teilnehmer eine Reduzierung der oberen Extremität Müdigkeit und Hautabschürfungen schnell mit besseren Sitz des Gerätes gelöst bemerkt. Future blaue Flecken und Rötungen wurden mit Einstellung der Riemen und die strategische Platzierung zusätzlicher Polsterung rund um den betroffenen Bereich zu vermeiden.

Die Beherrschung der Verwendung der Vorrichtung wird durch die Fähigkeit bestimmt schneller ambulation Geschwindigkeiten zu erreichen, reduzierte Mengen an Unterstützung und sichere Gehfähigkeit in unterschiedlichen Umgebungen. Vor Berichte der Gehfähigkeit hat gezeigt, dass diejenigen, die mehr unabhängig wären, würden ambulate schneller als diejenigen, die Hilfe benötigt. Ein Bericht von van Hedel et al kategorisiert Wanderer als "unterstützt Wanderer" , wenn sie mit einer Mindestgeschwindigkeit von 0,44 ± 0,14 m / sec ambulate konnte. eine Geschwindigkeit , mit jener in Verbindung , die mit Hilfe draußen wählte zu Fuß über ihren Rollstuhl 42 mit. Diese Schrittgeschwindigkeit ist ähnlich der 0,40 m / s Geschwindigkeit der begrenzten Gemeinschaft ambulators bei Personen mit Schlaganfall berichtet. 43 Obwohl nur wenige Studien Gehfähigkeit Geschwindigkeit und Höhe der Unterstützung unter Verwendung von Roboter - exoskelet berichtetons zeigen diese Studien, dass viele Teilnehmer in der Lage waren, in diesen früheren Berichten erwähnt, die 0,40 m / sec Schrittgeschwindigkeit zu erreichen. Ein Bericht mit einem angetriebenen Exoskelett zeigte , dass 7 von 12 Teilnehmer in der Lage waren , schneller zu ambulate als 0,40 m / s 18. Eine weitere Untersuchung eine andere angetriebene Exoskelett mit konnte 6 von 16 Teilnehmern erfolgreich zu illustrieren ambulating größer als 0,40 m / s 36. Obwohl Berichte eine dritte angetriebene Exoskelett mit nicht Gehgeschwindigkeit von 0,40 m / s 22,44, zukünftige Berichte erhöhte Gehgeschwindigkeiten kann zeigen in diesem Gerät mit weiteren Ausbildung und / oder Adaptionen demonstriert. Bisher alle Studien angetriebene exoskeletons verwendet haben die brauchen, um ein höheres Maß an Unterstützung berichtet, bei niedrigeren Geschwindigkeiten ging. Ein Gedanke in diesen Berichten beschrieben war, dass, obwohl einige der Teilnehmer nicht über dem 0,40 m / sec Geschwindigkeit ambulate haben, sie in der Lage waren, auf der Ebene der "Aufsicht" zu ambulate wie im FI definiertM-Skala. Diese Berichte legen nahe, dass mit Zusatzausbildung oder Änderungen an den Geräten, Gehfähigkeit bei diesen höheren Geschwindigkeiten erreicht werden kann.

Energieverbrauch durch den Sauerstoffverbrauch gemessen wurde gezeigt, mit exoskeletal gestützte Fuß erhöht werden, aber nicht über dem Schwellenwert, der übermßig ermüdend ist. Acht Teilnehmer, die zu einem durchschnittlichen Tempo in der mit Energie versorgten Exoskelett ambulated von 0,22 ± 0,11 m / s demonstriert Sauerstoffverbrauchsraten zu Fuß von 11,2 ± 1,7 ml / kg / min und Herzfrequenz von 118 ± 21 bmp (48% ± 16% Herzfrequenzreserve ), von denen beide eine deutliche Steigerung von sitzen und stehen 17 waren, aber unterhalb der maximalen vorhergesagten Werte deutlich. Ein weiterer Bericht eine andere angetriebene Exoskelett mit, bewertet den Sauerstoffverbrauch in 5 Teilnehmer während zwei Kämpfe zu Fuß und berichtet 9,5 ± 0,8 ml / kg / min, wenn sie bei 0,19 ± 0,01 m / s und 11,5 ± 1,4 ml / kg / min zu Fuß beim Gehen auf 0,277; 0,05 m / s 21. Beide Studien zeigten , dass die Teilnehmer bei einer moderaten Intensität ambulating waren über dem minimalen Schwellenwert Trainingsintensität des American College of Sports Medicine bestimmt um wirksam zu sein für kardio - 45 zugute kommt. Dies deutet darauf hin, dass diese Geräte haben das Potenzial für einen längeren Zeitraum verwendet werden, eine Form der Aktivität, vorausgesetzt, wenn regelmäßig durchgeführt erwartet werden kann, zu Verbesserungen in der Benutzer Fitness, Körperzusammensetzung und Lipidprofil zu führen.

Die angetriebene exoskeletons bieten eine Form von modifizierten Unabhängigkeit (Stufe sechs, wie durch die FIM definiert) zum Stehen und ober- Gehfähigkeit für Personen mit Funktion der oberen Extremitäten. Zukünftige Geräte können entworfen werden bei höheren Geschwindigkeiten zu ambulate oder eine größere Fähigkeit, die gewünschte ambulation Geschwindigkeit zu variieren. Zukünftige exoskeletons kann auch für Personen mit eingeschränkter Arm- und Handfunktion (wie jene mit Tetraplegie) von maintainin gestaltet werdeng zeigt die Bilanz des Benutzers mit zusätzlichen Rumpfstütze und ein weiterer Mechanismus vorgesehen als Ausgleich eine Krücke halten zu halten. Fortschritte in der Hirnsteuerung eines Tages zur Verfügung eingebaut werden , um die Gehbewegung 20 zu steuern. In diesem aufstrebenden Gebiet präsentierten die Grundausbildung Konzepte können auf die aktuelle und zukünftige angetriebene exoskeletons anwendbar sein, sollte aber für den Benutzer zugeschnitten werden, und das Exoskelett verwendet wird.

Standardisierte Schulungsstrategien werden derzeit für eine erfolgreiche Teilnehmer exoskeletal-unterstützte Fuß verwendet wird; zukünftige Änderungen dieser Geräte können Anpassungen an das Training Paradigma brauchen. qualifizierte SCI Gesundheitsberufe Lehre mit SCI angemessen zu schulen Personen exoskeletal-unterstützte ausführen zu Fuß für die weitere Verwendung und Verschreibung dieser Geräte benötigt wird. Die Zukunft ist für diese Geräte hell; die Verwendung von angetriebenen Exoskelett von Personen mit SCI weiter verbreitet werden würde mit ter Etablierung von Ausbildungsprogrammen in der medizinischen und Reha-Zentren auf der ganzen Welt. Darüber hinaus kann die zukünftige Forschung zeigen, dass regelmäßige exoskeletal-unterstützte Fuß viele der sekundären medizinischen Komplikationen verbessert, die mit Immobilität und Lähmung von Rückenmarksverletzungen verbunden sind.

Offenlegungen

Die Autoren haben nichts offenzulegen.

Danksagungen

Unterstützung für diese Arbeit erhielt das VA Rehabilitation Research & Development National Center of Excellence for the Medical Consequences of Spinal Cord Injury (VA RR&D #B9212C). Zwei der vier angetriebenen Exoskelette wurden als Leihgeräte kostenlos von ReWalk Robotics, Inc. (Marlborough, Massachusetts) eingesetzt. Zusätzlich erhielt ein Teil der Teilnehmer orthopädische Schuhe, die von Aetrex Worldwide Inc. (Teaneck, New Jersey) gespendet wurden.

Die Unterstützung von Denis Doyle-Green war während des Trainingsprogramms von unschätzbarem Wert und wir danken ihm dafür. Wir möchten uns auch bei den Physiotherapeuten der Abteilung für Rehabilitation und Rückenmarksverletzungen am James J. Peters VA Medical Center für ihre Beratung und Beratung bedanken.

Materialien

Liste der in diesem Artikel verwendeten Materialien
NameUnternehmenKatalognummerKommentare
Angetriebenes Exoskelett wie ReWalk Ekso REX und Indego etc.
Loft Strang Krücken
Bequeme Turnschuhe

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