Entwicklung eines neuartigen aufgabenorientierten Rehabilitationsprogramms mit einer bimanualen Exoskelett-Roboterhand

Summary

Diese Studie berichtet über die Entwicklung eines neuartigen robotergestützten aufgabenorientierten Programms zur Handrehabilitation. Der Entwicklungsprozess besteht aus Experimenten mit gesunden Probanden und Probanden, die einen Schlaganfall hatten und an einer nachfolgenden Motorkontrollfunktionsstörung litten.

Abstract

Eine robotergestützte Hand wird zur Rehabilitation von Patienten mit eingeschränkter Funktion der oberen Gliedmaßen eingesetzt, insbesondere bei Schlaganfallpatienten mit Verlust der motorischen Kontrolle. Es ist jedoch unklar, wie konventionelle Berufsbildungsstrategien auf den Einsatz von Rehabilitationsrobotern angewendet werden können. Neuartige Robotertechnologien und ergotherapeutische Konzepte werden verwendet, um ein Protokoll zu entwickeln, das es Patienten mit eingeschränkter Funktion der oberen Gliedmaßen ermöglicht, Objekte mit ihrer betroffenen Hand durch eine Vielzahl von Kneif- und Greiffunktionen zu erfassen. Um dies angemessen zu verhalten, haben wir fünf Arten von Objekten verwendet: einen Stift, einen rechteckigen Würfel, einen Würfel, eine Kugel und einen zylindrischen Balken. Außerdem haben wir die Patienten mit einer Roboterhand ausgestattet, der Spiegelhand, einer Exoskeletthand, die an der betroffenen Hand des Motivs angebracht ist und der Bewegung des Sensorhandschuhs folgt, der an ihrer unbeeinflussten Hand angebracht ist (Bimanual Movement Training (BMT)). Diese Studie hatte zwei Phasen. Drei gesunde Probanden wurden zunächst rekrutiert, um die Machbarkeit und Akzeptanz des Trainingsprogramms zu testen. Drei Patienten mit DurchSchlag einer Schlaganfall verursachten Handfunktionsstörung wurden dann rekrutiert, um die Durchführbarkeit und Akzeptanz des Trainingsprogramms zu bestätigen, das an 3 aufeinanderfolgenden Tagen durchgeführt wurde. An jedem Tag wurde der Patient während 5 min Bewegung in einem passiven Bewegungsbereich, 5 min robotergestützter bimanueller Bewegung und aufgabenorientiertem Training mit den fünf Objekten überwacht. Die Ergebnisse zeigten, dass sowohl gesunde Probanden als auch Probanden, die in Verbindung mit der Roboterhand einen Schlaganfall erlitten hatten, die Objekte erfolgreich erfassen konnten. Sowohl gesunde Probanden als auch diejenigen, die einen Schlaganfall erlitten hatten, schnitten mit dem robotergestützten aufgabenorientierten Trainingsprogramm in Bezug auf Machbarkeit und Akzeptanz gut ab.

Introduction

Die meisten (80%) Schlaganfallpatienten haben ein Defizit in der Hand und haben Schwierigkeiten bei der eigenständigen Durchführung manueller Aufgaben, die für das tägliche Leben relevant sind¹. Aufgrund der Komplexität manueller Aufgaben stellt es jedoch eine große Herausforderung dar, ein aufgabenorientiertes Trainingsprogramm für die Handrehabilitation²zu entwerfen. In den letzten Jahren wurden viele Robotergeräte für die Handrehabilitation^{entwickelt 3,4}, aber nur wenige Trainingsprotokolle, die von Robotergeräten unterstützt werden, ermöglichen es einem Patie....

Protocol

Das Schulungsprotokoll und das Einwilligungsdokument wurden vom Institutional Review Board der Chang Gung Medical Foundation überprüft und genehmigt. Die Einzelheiten der Studie und die Verfahren wurden jedem Fach klar erläutert.

1. Rekrutierung von drei gesunden Erwachsenen

1. Führen Sie das Screening-Verfahren nach folgenden Aufnahmekriterien durch: (1) Alter 20-60 Jahre, (2) bereits unterschriebene Informiertezustimmung, (3) normale Funktion in den oberen Gliedmaßen, (4) Mini-Mental State Examination (MMSE) Note 24.
2. Führen Sie Versuch 1: Manipulieren von Objekten, ohne das Roboter-Handsystem zu tragen.
   1. Weisen Sie....

Results

Insgesamt wurden sechs Probanden in diese Studie aufgenommen, darunter drei gesunde Probanden und drei Nachschlagefächer. Die demographischen Daten beider Gruppen sind in der ergänzenden Tabelle 1dargestellt. Das Durchschnittsalter der gesunden Gruppe betrug 28 Jahre (Bereich: 24-30), während das Durchschnittsalter der Patientengruppe 49 (40-57) betrug. Die durchschnittlichen Bewertungsergebnisse der Patientengruppe waren wie folgt: (1) MMSE=27 (26–29), (2) FMA=11,3 (6–15), (3) MAS=1, (4) Brunnstrom-Stuf.......

Discussion

Die Ergebnisse dieser Studie zeigten Folgendes: (1) Beide Gruppen konnten die mit dem Roboterhandsystem gelieferten Objekte erfolgreich erfassen. Sie konnten diese Aufgabe mit einer Erfolgsquote von fast 100% abschließen, was die Machbarkeit des vorgeschlagenen robotergestützten aufgabenorientierten Trainingsprogramms bestätigt. (2) Während des Untersuchungszeitraums gab es keine Berichte über Verletzungen oder unerwünschte Ereignisse, und alle Patienten berichteten, dass das Roboterhandsystem hilfreich sei, um Objekte z.......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
Steuerbox	Rehabotics Medical Technology Corporation	HB01	Die Steuerbox enthält ein Netzteil, einen Sensorhandschuh-Signalempfänger, einen Motorsignalsender und eine Exoskeletal-Handbewegungsmodus-Auswahleinheit.
Exoskeletal Hand	Rehabotics Medical Technology Corporation	HS01	Es handelt sich um ein tragbares Gerät, das die Finger des Patienten bewegt und von einem externen Motor und einer mechanischen Baugruppe angetrieben wird.
Sensor	Glove Rehabotics Medical Technology Corporation	HM01	Wird an der nicht betroffenen Seitenhand des Patienten getragen. Die Sensoren im Sensorhandschuh erkennen das Beugen und Strecken der Hand, und diese Daten werden verwendet, um die Exoskeletthand im bimanuellen Modus zu steuern.