Desarrollo de un novedoso programa de rehabilitación orientado a tareas utilizando una mano robótica de exoesqueleto bimanual

Summary

Este estudio informa del desarrollo de un novedoso programa orientado a tareas asistida por robots para la rehabilitación de manos. El proceso de desarrollo consiste en experimentos utilizando tanto sujetos sanos como sujetos que han tenido un accidente cerebrovascular y han sufrido de disfunción de control motor posterior.

Abstract

Una mano asistida por robot se utiliza para la rehabilitación de pacientes con insuficiencia de la función de las extremidades superiores, especialmente para pacientes con accidente cerebrovascular con pérdida de control motor. Sin embargo, no está claro cómo se pueden aplicar las estrategias convencionales de formación ocupacional al uso de robots de rehabilitación. Las nuevas tecnologías robóticas y los conceptos de terapia ocupacional se utilizan para desarrollar un protocolo que permite a los pacientes con la función de las extremidades superiores deterioradas agarrar objetos utilizando su mano afectada a través de una variedad de funciones de pellizcar y agarrar. Para llevar a cabo esto adecuadamente, usamos cinco tipos de objetos: una clavija, un cubo rectangular, un cubo, una bola y una barra cilíndrica. También equipamos a los pacientes con una mano robótica, la mano de espejo,una mano de exoesqueleto que se ajusta a la mano afectada del sujeto y sigue el movimiento del guante del sensor instalado en su mano no afectada (entrenamiento de movimiento bimanual (BMT)). Este estudio tuvo dos etapas. Tres sujetos sanos fueron reclutados por primera vez para probar la viabilidad y aceptabilidad del programa de capacitación. Tres pacientes con disfunción de la mano causada por accidente cerebrovascular fueron reclutados para confirmar la viabilidad y aceptabilidad del programa de entrenamiento, que se llevó a cabo en 3 días consecutivos. En cada día, el paciente fue monitoreado durante 5 minutos de movimiento en un rango pasivo de movimiento, 5 minutos de movimiento bimanual asistido por robot, y entrenamiento orientado a tareas utilizando los cinco objetos. Los resultados mostraron que tanto los sujetos sanos como los sujetos que habían sufrido un derrame cerebral junto con la mano robótica podían agarrar con éxito los objetos. Tanto los sujetos sanos como aquellos que habían sufrido un derrame cerebral tuvieron un buen desempeño con el programa de entrenamiento orientado a tareas asistida por robot en términos de viabilidad y aceptabilidad.

Introduction

La mayoría (80%) pacientes de accidente cerebrovascular experimentan un déficit en la mano y tienen dificultad para realizar de forma independiente tareas manuales que son pertinentes para la vida diaria¹. Sin embargo, la naturaleza compleja de las tareas manuales significa que es un desafío significativo diseñar un programa de formación orientado a tareas para la rehabilitación manual². En los últimos años, muchos dispositivos robóticos se han desarrollado para la rehabilitación manual^3,,4,pero pocos protocolos de entrenamiento asistidos por dispositivos robótic....

Protocol

El protocolo de capacitación y el documento de consentimiento informado fueron revisados y aprobados por la Junta de Revisión Institucional de la Chang Gung Medical Foundation. Los detalles del estudio y los procedimientos se explicaron claramente a cada tema.

1. Reclutamiento de tres adultos sanos

1. Realice el proceso de selección utilizando los siguientes criterios de inclusión: (1) edad de 20 a 60 años, (2) consentimiento informado ya firmado, (3) función normal en las extremidades superiores, (4) Puntuación de Mini-Mental State Examination (MMSE) ≧24.
2. Realizar ensayo 1: manipular objetos sin usar el sistema de mano rob....

Results

Un total de seis sujetos fueron inscritos en este estudio, incluyendo tres sujetos sanos y tres sujetos post-accidente cerebrovascular. Los datos demográficos de ambos grupos se muestran en la Tabla complementaria 1. La edad media del grupo sano fue de 28 años (rango: 24–30), mientras que la edad promedio del grupo de pacientes fue de 49 (40–57). Las puntuaciones medias de la evaluación del grupo de pacientes fueron las siguientes: (1) MMSE-27 (26–29), (2) FMA-11.3 (6–15), (3) MAS-1, (4) etapa Brunnstrom.......

Discussion

Los resultados de este estudio mostraron lo siguiente: (1) ambos grupos podían agarrar con éxito los objetos provistos con el sistema de mano robótica. Fueron capaces de completar esta tarea con una tasa de éxito de casi el 100%, lo que verifica la viabilidad del programa de capacitación orientado a tareas asistida por robots propuesto. (2) No hubo informes de lesiones o acontecimientos adversos durante el período de estudio y todos los pacientes informaron que el sistema robótico de manos era útil para manipular objetos.......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
Caja de control	Rehabotics Medical Technology Corporation	HB01	La caja de control incluye una fuente de alimentación, un sensor, un receptor de señal de guante, un transmisor de señal de motor y una unidad de selección de modo de movimiento de mano exoesquelética.
Exoskeletal Hand	Rehabotics Medical Technology Corporation	HS01	Es un dispositivo portátil que hace que los dedos del paciente se muevan y es impulsado por un motor externo y un conjunto mecánico.
Guante con sensor	Rehabotics Medical Technology Corporation	HM01	Se usa en la mano lateral no afectada del paciente. Los sensores del guante sensor detectarán la flexión y la extensión de la mano, y estos datos se utilizarán para controlar la mano exoesquelética cuando esté en modo bimanual.