Funktionelle MRT in Verbindung mit einem neuartigen MRT-kompatiblen handinduzierten Robotergerät zur Bewertung der Rehabilitation von Personen, die sich von Handgriff-Defiziten erholen

Dieses Protokoll wird verwendet, um die Rehabilitation von Patienten mit Handgriffdefiziten zu überwachen. Chronische Schlaganfallpatienten und Patienten mit anderen neurologischen Erkrankungen mit motorischen Defiziten können von dieser Technik profitieren. Magnetresonanztomographie ermöglicht die Überwachung der Anpassungsfähigkeit des Gehirns.

Mit anderen Worten, Neuroplastizität als Reaktion auf die Rehabilitation der Griffleistung. Mit geeigneter Modifikation des Kraftreizgeräts kann diese Methode zur Rehabilitation von Behinderungen angewendet werden, die andere Regionen des Körpers betreffen. Dieses Gerät und alle Änderungen müssen die MR-Kompatibilität beibehalten.

Es ist wichtig sicherzustellen, dass die MRT-Stäbe ordnungsgemäß angeschlossen und ihre Funktionen überprüft wurden, bevor sie ein Thema in den MR-Raum bringen. Vor Beginn dieses Experiments erhalten Sie zunächst die informierte Zustimmung des Faches und prüfen sie gründlich auf MRT-Sicherheit. Fahren Sie nicht mit dem Scan fort, wenn der Teilnehmer mögliche MRT-Kontraindikationen hat.

Um mit dem Setup zu beginnen, bringen Sie zuerst das magnetresonanzkompatible handinduzierte Robotergerät in den MRT-Raum und platzieren Sie es in der Nähe des Penetrationspanels. Stecken Sie dann das 3/8 Zoll pneumatische Rohr in das Durchgangsrohr in der Platte, in den angrenzenden MRT-Unterstützungsraum. Schließen Sie dann die Stützraum-Vorse- und Encoderkabel an den D-Sub-Stecker an der Außenseite des Penetrationspanels an, wie hier gezeigt.

Schließen Sie die 3/8 Zoll pneumatische Rohrbefestigung, die aus der Penetrationsplatte herauskommt, an den Ausgang des Druckreglerauslasses der Schnittstelle an. Schließen Sie dann das vier Millimeter pneumatische Rohr an den Ausgang des Kompressors im Einlass des Luftfilters am Schnittstellen-Leistungsregler an. Nach dem Aus- und Absenken des Scannerbettes befestigen Sie die untere Hälfte der Kopfspule und lassen Sie den Freiwilligen sich hinlegen, um sicherzustellen, dass sie bequem mit ausgestreckten Armen ruhen und kleine Schaumstoffpads verwenden, um den Kopf des Teilnehmers zu immobilisieren.

Befestigen Sie den Kommunikationsball auf der Brust des Freiwilligen und geben Sie Anweisungen zur Verwendung. Befestigen Sie auch die Oberseite der Kopfspule. Installieren Sie nun das Robotergerät mit dem entsprechenden Bettschlitz locker auf der Seite des Patienten gegenüber seiner Hirnläsion.

Dann, mit dem Ellenbogen des Freiwilligen auf dem Tisch ruhen, um ihren Arm zu unterstützen, bewegen Sie das Gerät Griff auf das Gurtband zwischen Daumen und Zeigefinger und helfen ihnen, die Griffe zu greifen. Befindet sich das Gerät auf der gegenüberliegenden Seite des Tisches von der Penetrationsplatte aus, positionieren Sie die Kabel im pneumatischen Rohr so, dass sie unter dem Tisch und nicht über den Patienten verlaufen. Als nächstes weisen Sie den Freiwilligen an, das Gerät zu drücken und zu drücken oder zu ziehen, bis sie die bequemste Position zum Quetschen haben.

Dann festanbringen Sie das Gerät fest, indem Sie die Kunststoffmuttern mit einem MR-kompatiblen Schraubenschlüssel anziehen. Führen Sie nun das benutzerdefinierte Benutzeroberflächen-Stimulusprogramm aus. Stellen Sie den Druck auf die minimale Einstellungsstufe ein, um den Griff automatisch auf den Endstopp zu drücken und die Anzeige von Bewegungs- und Kraftwellenformen zu überprüfen.

Als nächstes stellen Sie die Kraftebene ein und weisen Sie den Freiwilligen an, zwei- bis dreimal für etwa zwei Sekunden vollständig zu quetschen. Beobachten Sie, ob der Freiwillige eine Squeeze auf dieser Kraftebene abschließen kann. Erhöhen Sie schrittweise das Kraftniveau und wiederholen Sie Dies, bis sie einen Squeeze nicht abschließen können.

Diese Messung dient der maximalen Grifffestigkeit des Freiwilligen. Das Programm berechnet automatisch 60%40% und 20% des maximalen Kraftniveaus für den Einsatz während des Tests. Bestätigen Sie anschließend, ob der Kommunikationsball funktioniert, und positionieren Sie ihn dann mit der Laserausrichtung, bevor Sie den Tisch und den Teilnehmer in das Iso-Center des Scanners verschieben.

Generieren Sie nun über die Benutzeroberfläche die Anweisungs- und Stimulusbilder und stellen Sie das System so ein, dass es die erste Kraftebene anwendet und auf ein Triggersignal des MRT-Scanners wartet. Das Programm zeigt eine Reihe von Anweisungen an, um den Freiwilligen daran zu erinnern, wie er auf den visuellen Reiz reagiert. Das Programm wartet, bis der Scanner ein Triggersignal liefert, dann die Anweisungen entfernt und ein Fixierungskreuz zeigt, auf das sich der Freiwillige konzentrieren sollte.

Wenn die fMRI-Scan-Erfassung beginnt, wird ein visuelles Metronom in Form eines wachsenden und schrumpfenden Kreises angezeigt. Der Freiwillige sollte den Griff vollständig zusammendrücken und synchron mit dem Stimulus lösen. Ruhezeiten trennen Stimulusperioden, in denen das Fixierungskreuz wieder angezeigt wird.

Beobachten Sie die Live-Plots von Kraft und Verschiebung, um die Kraftausgabe und die Leistung der Teilnehmeraufgabe zu überwachen. Sobald das Experiment abgeschlossen ist, lassen Sie den Teilnehmer wissen, dass er sich entspannen und den Griff loslassen kann. Schließlich sammeln Sie eine Reihe von anatomischen Scans.

Diese Abbildung zeigt typische Motoraufgabenergebnisse. Hier sehen wir fMRI-Aktivierungen, die auf einer Gehirnumrisslinie und als Pseudofarbe auf einer dreidimensionalen, querschnittsübergreifenden Ansicht des anatomischen Bildes des Freiwilligen überlagert sind. M1 zeigt den primären Motorkortex und SMA den zusätzlichen Motorbereich an.

Dieses Bild zeigt Pseudofarbenaktivierungen, die in einer Gehirnvorlage gerendert werden. Dieses Diagramm zeigt die tatsächliche Kraftleistung, gemessen in Krafteinheiten als Funktion der Zeit. Die Ausgabe wurde in Echtzeit aufgezeichnet.

Der weiße Balken entspricht der 60-Sekunden-Stimulus- und Ruhezeit. Hier wird ein einziger Voxalzeitverlauf der Aktivierung gezeigt, ausgewählt aus einem Voxal am somatosensorischen Bereich an der Stelle der Fadenkreuze in diesem Bild. Alle Probanden müssen in der Durchführung der Metronom-Tracking-Griffbewegungen im Voraus gut geschult sein.

Darüber hinaus ist die Synchronisation zwischen dem visuellen Stimulus und der MRT-Sequenz entscheidend. Zusätzliche bildgebende Modalitäten können in diesem Protokoll verwendet werden, einschließlich Diffusion Tensor Imaging, um die Ausrichtung und das Wachstum von Weißstofffasern zu erkennen, was sich auch mit der Rehabilitation ändern soll. Die Durchführung eines MR-Experiments ist aufgrund des starken Magnetfeldes, das vom Scanner erzeugt wird, gefährlich.

Daher müssen alle Probanden und Experimentatoren die MR-Sicherheitsrichtlinien einschließlich des Screenings auf Kontraindikationen befolgen. Die Entwicklung dieses Prozesses wird es ermöglichen, zu zeigen, dass die Schlaganfall-Erholung über sechs Monate nach der Verletzung hinaus andauert, was darauf hindeutet, dass die Therapie und die damit verbundene Versicherungserstattung über diese Zeit hinaus fortgesetzt werden sollten.