Name: Formazione Le persone con lesioni del midollo spinale di deambulare Utilizzando un esoscheletro (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-06-16T14:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 46 s
Description: Scopri il programma di addestramento standardizzato per insegnare a persone con lesioni del midollo spinale a deambulare utilizzando esoscheletri motorizzati. Questo metodo strutturato migliora l'equilibrio e le abilità di mobilità indipendente.

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Il supporto per questo lavoro è stato ottenuto dal VA Rehabilitation Research & Development National Center of Excellence for the Medical Consequences of Spinal Cord Injury (VA RR&D #B9212C). Due dei quattro dispositivi esoscheletrici alimentati sono stati utilizzati in prestito gratuitamente da ReWalk Robotics, Inc. (Marlborough, Massachusetts). Inoltre, una parte dei partecipanti ha ottenuto scarpe ortopediche che sono state donate da Aetrex Worldwide Inc. (Teaneck, New Jersey).
L'assistenza di Denis Doyle-Green è stata preziosa durante il programma di formazione e lo ringraziamo per questo. Vorremmo anche ringraziare i fisioterapisti dei servizi di riabilitazione e lesioni del midollo spinale presso il James J. Peters VA Medical Center per i loro consigli e consultazioni.

Gli autori non hanno nulla da rivelare.

Nel corso degli ultimi cinque anni, il nostro gruppo ha messo a punto un programma di formazione per i partecipanti di utilizzare il tipo di esoscheletro che richiede stampelle di screening e di successo. Abbiamo addestrato individui con motore completa paralisi, così come quelli con la paralisi incompleta. Questo programma di formazione ha il potenziale per essere modificata e costruita su di dispositivi aggiuntivi che richiedono l&#39;uso di stampelle, o le versioni più recenti dei dispositivi esistenti. La standardizzazione di un programma di formazione è importante per garantire la sicurezza dei partecipanti, l&#39;uso di successo del dispositivo, identificare risorse di personale e di acquisire risultati coerenti. Punti chiave in un buon programma di formazione comprendono selezione appropriata candidato corretto montaggio del dispositivo, progressione delle abilità appropriato e fornire assistenza sulle spalle o su un&#39;area con sensazione intatta per consentire all&#39;utente di riconoscere la forza e movimento richiesto, promuovendo adattamento i loro movimenti durantele successive azioni di passo-passo. È importante praticare questa danza strategica tra il formatore e l&#39;utente per minimizzare supporto allenatore, aiutando così l&#39;esperienza dell&#39;utente guadagno e indipendenza nel dispositivo. I formatori dovrebbero evitare di assistere sotto il livello del partecipante della sensazione in quanto questa azione si traduce in difficoltà di diventare indipendente nel esoscheletro. Un altro punto chiave per migliorare camminare abilità è quello di sfidare il partecipante con camminare su varie superfici e in ambienti diversi. I partecipanti percepiscono camminando all&#39;interno e su superfici piane / lisce nel centro medico per essere più facile di deambulazione su un pavimento con moquette. Camminando su pavimenti in moquette, a sua volta, è segnalato per essere più facile di camminare all&#39;aperto su superfici irregolari come il cemento o asfalto. Camminare su e giù diversi gradienti di pendenza forzare il partecipante di adattare la loro strategia a piedi perché il metodo di spostamento di peso diventa sempre più difficile a causa del centro alterato di equilibrio Presented dalla pendenza. Tutti questi ambienti difficili sono comunemente incontrati all&#39;interno della comunità e, quindi, sono molto importanti per praticare in un ambiente controllato per preparare adeguatamente il partecipante. Ci sono stati diversi rapporti in persone con SCI che hanno imparato ad usare un esoscheletro di deambulare in modo sicuro overground 16-19,21,36. Molti dei partecipanti a questi rapporti avevano poca o nessuna funzione residua o sensazione nelle loro estremità inferiori. Non ci sono eventi avversi gravi sono stati riportati da questi studi e dei dispositivi sono stati considerati sicuri da usare con la formazione adeguata. Gli eventi avversi riportati inclusi abrasioni della pelle, lividi o arrossamenti della pelle, e la stanchezza degli arti superiori, in particolare durante le sessioni di formazione iniziale 16,19,36. È stato osservato che una formazione continua, i partecipanti notato una riduzione di estremità affaticamento e pelle abrasioni superiori risolti rapidamente con migliore montaggio del dispositivo. Futura lividi e arrossamenti sono state evitate con regolazione delle cinghie e posizionamento strategico di imbottitura supplementare che circonda la zona interessata. La competenza nella uso del dispositivo è determinata dalla capacità di raggiungere velocità più elevate deambulazione, livelli ridotti di assistenza e deambulazione sicurezza in ambienti diversi. i rapporti precedenti di capacità di deambulazione hanno mostrato che coloro che erano più indipendente sarebbe deambulare più velocemente rispetto a quelli che avevano bisogno di aiuto. Un rapporto da van Hedel et al escursionisti classificati come &quot;camminatori assistito&quot; se potevano deambulare con una velocità minima di 0,44 ± 0,14 m / sec.; una velocità associata a chi ha scelto di camminare all&#39;aria aperta con gli interventi sopra utilizzando la loro sedia a rotelle 42. Questa velocità a piedi è simile al 0,40 velocità m / sec dei ambulators comunità limitate riportati in persone con ictus. 43 Anche se solo pochi studi hanno riportato velocità di deambulazione e il livello di assistenza utilizzando exoskelet roboticaons, questi studi hanno indicato che molti partecipanti sono stati in grado di raggiungere la velocità di piedi 0.40 m / sec menzionato in queste relazioni precedenti. Un report utilizzando un esoscheletro ha mostrato che 7 su 12 partecipanti sono stati in grado di deambulare più veloce di 0.40 m / sec 18. Un&#39;altra indagine utilizzando un diverso esoscheletro è stato in grado di illustrare 6 su 16 partecipanti con successo deambulazione superiore a 0,40 m / sec 36. Anche se i rapporti con un terzo esoscheletro non hanno dimostrato velocità di piedi di 0.40 m / sec 22,44, le future relazioni possono mostrare un aumento dei costi a piedi con la formazione continua e / o adattamenti in quel dispositivo. Finora, tutti gli studi che utilizzano esoscheletro hanno riferito di coloro che necessitano di maggiori livelli di assistenza camminato a velocità inferiori. Un pensiero discusso in questi rapporti era che, sebbene alcuni dei partecipanti non ha ambulate di sopra della velocità 0,40 m / sec, erano in grado di deambulare a livello di &quot;supervisione&quot;, come definito nel FIscala M. Questi rapporti suggeriscono che, con una formazione supplementare o modifiche ai dispositivi, la deambulazione a queste velocità più veloce può essere raggiunto. dispendio energetico misurato dal consumo di ossigeno è stato dimostrato essere aumentata con exoskeletal assistito a piedi, ma non al di sopra della soglia che sia eccessivamente faticosa. Otto i partecipanti che ambulated nel esoscheletro a un ritmo medio di 0,22 ± 0,11 m / sec dimostrato camminare tassi di consumo di ossigeno di 11,2 ± 1,7 ml / kg / min e una frequenza cardiaca di 118 ± 21 bmp 48% frequenza cardiaca di riserva (± 16% ), entrambi i quali erano un incremento significativo da seduti e in piedi 17, ma significativamente inferiore ai valori massimi previsti. Un altro rapporto utilizzando un diverso esoscheletro, valutato il consumo di ossigeno in 5 partecipanti durante 2 attacchi di camminare e ha riportato 9,5 ± 0,8 ml / kg / min quando si cammina di 0,19 ± 0,01 m / sec e 11,5 ± 1,4 ml / kg / min quando si cammina di 0,277; 0,05 m / sec 21. Entrambi questi studi hanno dimostrato che i partecipanti deambulazione ad una intensità moderata erano al di sopra della soglia di intensità di allenamento minima determinata dalla American College of Sports Medicine per essere efficace per i benefici cardiorespiratoria 45. Ciò suggerisce che questi dispositivi hanno il potenziale per essere utilizzato per lunghi periodi di tempo, fornendo una forma di attività che, se eseguita regolarmente può essere dovrebbe portare a miglioramenti nella fisica, composizione corporea e lipidica profilo dell&#39;utente. I esoscheletro offrono una forma di indipendenza modificata (livello sei come definito dalla FIM) per stare in piedi e overground deambulazione per le persone con la funzione degli arti superiori. dispositivi future possono essere progettati per deambulare a velocità più o fornire una maggiore capacità di variare la velocità di deambulazione desiderata. esoscheletro futuri possono anche essere progettati per quelli con manuale limitato e funzione braccio (come quelli con tetraplegia) by maintaining equilibrio dell&#39;utente con il supporto tronco aggiuntivo e fornire un altro meccanismo che mantenere una stampella per mantenere l&#39;equilibrio. I progressi nel controllo del cervello potrebbero un giorno essere disponibili per essere incorporato per il controllo del movimento a piedi 20. All&#39;interno di questo settore emergente, i concetti di formazione di base presentati possono essere applicabili alle attuali e future esoscheletro, ma dovrebbero essere su misura per l&#39;utente e l&#39;esoscheletro in uso. strategie di formazione standardizzati sono attualmente utilizzati per il successo partecipante exoskeletal assistita a piedi; modifiche future di questi dispositivi può essere necessario adattamenti al paradigma di formazione. L&#39;insegnamento qualificato SCI operatori sanitari per formare adeguatamente le persone con SCI per eseguire passi exoskeletal assistita è necessario per l&#39;uso continuato e la prescrizione di questi dispositivi. Il futuro è luminoso per questi dispositivi; l&#39;uso di esoscheletro da parte di persone con SCI sarebbe diventato più diffuso con tegli istituzione di programmi di formazione in centri medici e di riabilitazione in tutto il mondo. Inoltre, la ricerca futura può mostrare che regolare exoskeletal assistita passi migliora molte delle complicazioni mediche secondarie che sono associati con l&#39;immobilità e la paralisi da lesioni del midollo spinale.

Molte persone con lesioni del midollo spinale (SCI) sono in grado di stare in piedi e deambulare con o senza l&#39;uso di un ausilio o assistenza fisica. Per secoli, l&#39;unica opzione di mobilità per le persone con grave SCI è stata la sedia a rotelle 1. Nel corso degli ultimi decenni, le persone con SCI hanno avuto la possibilità di integrare la loro mobilità, utilizzando ortesi passivi come ad esempio una varietà di alternativo andatura ortesi (RGO) 2-7. Questi dispositivi, tuttavia, non sono diventati più ampiamente utilizzato a causa dello sforzo fisico richiesto dall&#39;utente per deambulare utilizzando questi dispositivi. I RGOs hanno anche limitazioni nella capacità di salire le scale, alzarsi e sedersi 3,7. Sono stati compiuti sforzi per migliorare l&#39;efficienza di questi dispositivi incorporando stimolazione elettrica funzionale (FES) per alimentare il movimento e facilitare l&#39;oscillazione in avanti dell&#39;arto; tuttavia, questi sforzi non hanno progredito al di là di concetti o prototipi 8-12.Nel 1970, i motori sono stati incorporati con una ortesi per alimentare il movimento dell&#39;anca e del ginocchio e ha avuto successo nel permettere una persona con SCI di adottare misure 13. Tuttavia, inadeguata tecnologia delle batterie e il computer del tempo limitato la portata del dispositivo, e l&#39;ulteriore sviluppo è stato abbandonato 10,13. Con i recenti progressi tecnologici, sono stati sviluppati diversi esoscheletro per permettere alle persone con diverse patologie di deambulare in superficie. Questi dispositivi esoscheletro è stata studiata in persone con ictus 14,15, le persone con complete e incomplete SCI 16-24, e le altre persone con disabilità che causano un ridotto controllo delle loro estremità inferiori 25-27. Sebbene i dispositivi diversi, ognuno richiede formazione e la pratica dall&#39;utente per prestazioni sicure. Tre dei dispositivi di riferimento richiedono l&#39;uso di stampelle per deambulare e mantenere l&#39;equilibrio. Il quarto mantiene balance e stabilità a causa della sua grande pedana e massa che allarga la base di supporto e abbassa il centro di gravità 20. I tre dispositivi che richiedono crutching utilizzano gli stessi principi anche se ci sono alcune variazioni con la meccanica e modalità di controllo alle azioni desiderate a causa di differenze nella progettazione dei dispositivi. Un programma di formazione è stato sviluppato presso il James J. Peters VA Medical Center (JJPVAMC), Bronx, NY da un gruppo di ricercatori composto da un ingegnere biomedico, fisiologo, fisiatra, fisiologo, neurologo e fisioterapisti. Il programma di formazione è stato sviluppato con una specifica esoscheletro descritto in precedenza 17,18 ma incorpora serie di competenze che sono applicabili ad altre esoscheletro che richiedono una serie di stampelle per mantenere l&#39;equilibrio. Tutti i partecipanti potenziali sono stati proiettati prima di partecipare al programma di formazione progressiva. L&#39;importanza dilo screening in persone con SCI è quello di garantire l&#39;assenza di complicazioni mediche controindicati che possono inibire l&#39;uso sicuro di questi dispositivi. Un motivo di preoccupazione è la bassa densità minerale ossea (BMD). Le persone con SCI soffrono drammatica perdita ossea subito dopo l&#39;infortunio 28,29 che può continuare per tutta la vita 30. Questa perdita di BMD comporta un elevato rischio di fratture delle ossa lunghe. Attualmente, non esiste alcun trattamento efficace per ridurre la perdita ossea per quelli con motore completa SCI. Inoltre, una soglia stabilita per frattura persona con la SCI non esiste, ma gli sforzi sono stati fatti per identificare i criteri che possono essere utilizzati come guida 31-33 con giudizio clinico e la storia di fratture. Altre controindicazioni comuni possono essere trattati e risolti, come la gamma limitata di movimento (ROM) 34 e ulcere da decubito 35. Ciascuno dei diversi esoscheletro può richiedono diverse condizioni di ammissibilità, come i criteri ROM, per essere un candiData per utilizzare il dispositivo, molte delle quali sono state descritte 17-19,21,22,36. Una volta che una persona che ha superato con successo tutti i criteri di selezione, il montaggio del dispositivo per l&#39;utente e di formazione può procedere. Corretto montaggio del dispositivo è importante evitare il contatto appropriato delle estremità inferiori con l&#39;esoscheletro perché poveri raccordo può portare a lividi e / o pelle abrasioni 16. Gli utenti possono avere limitato o nessun arti inferiori sensazione e propriocezione; questa mancanza di feedback sensoriale e tattile dai piedi può contribuire a una generale mancanza di consapevolezza del proprio centro di equilibrio, rallentando la capacità dell&#39;utente di padroneggiare il dispositivo. Questa mancanza di consapevolezza del centro di equilibrio può anche portare a sfide con il giusto peso mutevoli come ad esempio difficoltà di valutare l&#39;entità del avanti e laterale spostare necessaria durante il ciclo del passo e il peso in modo inappropriato temporizzata spostamento, con conseguente uso eccessivo di peso che porta sulle ille braccia e le stampelle per la manutenzione equilibrio. Una volta che le basi meccanismi di piedi equilibrio e lo spostamento del peso vengono acquisiti, l&#39;utente viene insegnato a camminare nel dispositivo. Le sessioni multiple sono necessari per migliorare la deambulazione e altre tecniche di mobilità. Inizialmente, le superfici che sono piatta e liscia all&#39;interno del centro medico sono utilizzati per la formazione. Tuttavia, con una migliore livello di abilità, l&#39;utente è sfidato con compiti in modo incrementale più difficile con l&#39;introduzione di diversi piani di calpestio, come tappeti, asfalto, cemento, erba, e le superfici unleveled con diversi gradi di pendenza. Lo scopo di questo manoscritto è quello di riportare i criteri di selezione, il corretto montaggio e le procedure di formazione per l&#39;utilizzo di un esoscheletro per overground piedi. Questo programma è stato sviluppato per un dispositivo specifico, che viene descritto da altri 16-18, ma affronta gli aspetti e le sfide che sono comuni per i formatori del personale e le persone con SCI che partecipano exoskeletal ausiliarioEd camminare programmi che possono utilizzare un altro esoscheletro. Alcuni aspetti di questo protocollo sono specifici per il dispositivo utilizzato al JJPVAMC. Inoltre, alcuni dei componenti del programma di formazione sono stati sviluppati dalla fabbricazione che comprende l&#39;orientamento dei componenti del dispositivo, orientamenti di base per una misura adeguata e permanente base e le istruzioni di abilità seduta. I ricercatori del JJPVAMC sviluppate tutte le attività di formazione svolte una volta che l&#39;utente è in piedi. Questi includono il miglioramento della condizione e istruzioni per l&#39;addestramento seduti, in piedi abilità di equilibrio, al coperto a piedi le competenze di progressione, all&#39;aperto capacità di progressione a piedi, e altre attività di mobilità per raggiungere, fermandosi, girando, e vari tipi di navigazione porta / soglia.

<table><tbody><tr><td>Esoscheletro alimentato come ReWalk, Ekso, REX e Indego, ecc.</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Stampelle a trefoli</td> loft, Scarpe <td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>da ginnastica</td><td></td><td></td><td></td> comode</tr></tbody></table>

formazione le persone con lesioni del midollo spinale di deambulare utilizzando un esoscheletro

Training Persons with Spinal Cord Injury to Ambulate Using a Powered Exoskeleton

Gli esoscheletri motorizzati sono diventati disponibili per la deambulazione in superficie in persone con paralisi dovute a lesioni del midollo spinale (SCI) che hanno una funzione intatta degli arti superiori e sono in grado di mantenere l'equilibrio eretto utilizzando le stampelle dell'avambraccio. Per deambulare in un esoscheletro, l'utente deve acquisire la capacità di mantenere l'equilibrio in piedi, seduto e uno spostamento del peso appropriato ad ogni passo. Questo può essere un compito impegnativo per coloro che hanno deficit di sensibilità e propriocezione agli arti inferiori. Questo manoscritto descrive i criteri di screening e un programma di formazione sviluppato presso il James J. Peters VA Medical Center, Bronx, NY per insegnare agli utenti le competenze necessarie per utilizzare questi dispositivi in ambienti istituzionali, domestici o comunitari. Prima dell'inizio dell'allenamento, i potenziali utenti vengono sottoposti a screening per verificare la gamma di movimento appropriata delle articolazioni dell'anca, del ginocchio e della caviglia. Le persone con lesione midollare sono a maggior rischio di subire fratture degli arti inferiori, anche con uno sforzo o un trauma minimo, pertanto viene eseguita una valutazione della densità minerale ossea per ridurre il rischio di frattura. Inoltre, come parte dello screening, viene eseguito un esame fisico al fine di identificare ulteriori controindicazioni relative alla salute. 
Una volta che la persona ha superato con successo tutti i requisiti di screening, viene autorizzata a iniziare il programma di formazione. Il dispositivo è regolato correttamente per adattarsi all'utente. Una serie di compiti di equilibrio statico e dinamico vengono insegnati ed eseguiti dall'utente prima di imparare a camminare. Alla persona viene insegnato a deambulare in vari ambienti che vanno dalle superfici piane interne all'esterno su superfici irregolari o mutevoli. Una volta che è abbastanza abile da essere un candidato per l'uso domestico con l'esoscheletro, l'utente è quindi tenuto a designare un compagno-camminatore che si allenerà al suo fianco. Insieme, la coppia deve dimostrare la capacità di eseguire vari compiti avanzati per poter utilizzare l'esoscheletro nel proprio ambiente domestico/comunitario.

Le seguenti misurazioni sono ottenute durante la formazione. Due mani e con una mano sola abilità equilibrio stampella sono ogni valutati per 1 min come &quot;grado&quot; o &quot;non in grado&quot; di mantenere l&#39;equilibrio (Figura 2). valutazioni a piedi per il tempo e la distanza sono ottenuti durante le sessioni di formazione utilizzando il 6MWT, 10MWT e il rimorchiatore. Exoskeletal assistita camminare su superfici comunemente incontrati sono testati in ambienti chiusi (figure 3 e 4) ed esterni (figure 5-6). Altre tecniche di mobilità quali la navigazione porte (figure 7 e 8), raggiungendo sopra la testa in un armadio (Figura 9) e seduto fuori su una panchina (Figura 10) sono valutati come &quot;capace&quot; di eseguire o &quot;non è in grado&quot; di svolgere . a piedi media velocità durante la 10MWT in 10 SEintervalli fissione per i primi 60 sessioni sono raffigurati (Figura 11). Questo grafico mostra i partecipanti hanno diversa capacità iniziale di utilizzare l&#39;esoscheletro e tassi variabili di miglioramento tra gli utenti. Il ± deviazione standard media del versante migliori della linea di adattamento è 0,0048 ± 0,004 m / sec e valori variava ,00026-,015 m / sec. Questo indica che anche se ogni partecipante ha migliorato a tasso variabile camminavano una media di 0,0048 m / sec più veloce ogni sessione. Il ± deviazione standard media dei migliori intercetta adattamento è 0,16 ± 1,8 m / sec e dei valori variava da -0,026 a 0,50 m / sec. Questo indica che in media i partecipanti hanno una velocità media iniziale di 0,16 m / sec; con alcuni partecipanti che hanno quasi nessuna possibilità di deambulare e altri hanno una buona capacità nelle prime fasi di formazione. assistenza Trainer influisce sulle prestazioni; coloro che hanno bisogno di un maggiore livello di assistance camminare più lentamente rispetto a quelli che sono più competenti e indipendenti nell&#39;utilizzo del sistema 18. Le tre misure di controllo a piedi, anche se simile, forniscono diverse informazioni di competenza. Il 10MWT fornisce un&#39;indicazione del massimo sforzo per la velocità (m / sec) che l&#39;utente è in grado di deambulare nel dispositivo. La distanza 6MWT, quando convertiti a velocità in m / sec, fornisce una velocità media piedi ed è un&#39;indicazione della coerenza di camminare nella esoscheletro. Poiché il temporizzatore continua quando l&#39;utente smette di camminare accidentalmente, la velocità da un 6MWT che è più vicino al meglio 10MWT sforzo indica che la persona aveva piedi coerente e meno fermate. Il rimorchiatore richiede molte competenze da eseguire in combinazione consecutivo. Il rimorchiatore è una misura della capacità complessiva della persona di incorporare in piedi, camminare, girare, fermare, e sedendosi nel esoscheletro. Una panoramica del 6MWT, 10MWT e le misure TUG sono stati descritti in precedenza da Yang 1<html> 8 e sono rappresentati in Tabella 1 insieme alle informazioni demografiche paziente dei partecipanti. <img alt="Figura 1" src="/files/ftp_upload/54071/54071fig1.jpg" /> Figura 1. Due mani equilibrio stampella. La figura dimostra una persona che sta fermo e bilanciamento con entrambe le stampelle. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/54071/54071fig1large.jpg" target="_blank">Si prega di cliccare qui per vedere una versione più grande di questa figura.</a> <img alt="figura 2" src="/files/ftp_upload/54071/54071fig2.jpg" /> Figura 2. Un equilibrio stampella sola mano. La figura dimostra una persona che sta fermo e bilanciamento con solo 1 stampella. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/54071/54071fig2large.jpg" target="_blank">Clicca qui per vedere una versione più grande di questa figura.</a> ove_content &quot;fo: keep-together.within-page =&quot; 1 &quot;&gt; <img alt="Figura 3" src="/files/ftp_upload/54071/54071fig3.jpg" /> Figura 3. A piedi al chiuso su una superficie liscia. La figura dimostra una persona che cammina in casa su una superficie piana. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/54071/54071fig3large.jpg" target="_blank">Clicca qui per vedere una versione più grande di questa figura.</a> <img alt="Figura 4" src="/files/ftp_upload/54071/54071fig4.jpg" /> Figura 4. Walking sul tappeto. La figura dimostra una persona che cammina in casa su un tappeto. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/54071/54071fig4large.jpg" target="_blank">Clicca qui per vedere una versione più grande di questa figura.</a> <img alt="Figura 5" src="/files/ftp_upload/54071/54071fig5.jpg" /> Figura 5. </stro<html> ng&gt; camminare all&#39;aperto su erba. Questo dato dimostra una persona che cammina all&#39;aperto su erba. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/54071/54071fig5large.jpg" target="_blank">Clicca qui per vedere una versione più grande di questa figura.</a> <img alt="Figura 6" src="/files/ftp_upload/54071/54071fig6.jpg" /> Figura 6. Walking in pendenza. La figura dimostra una persona che cammina all&#39;aria aperta lungo un ritaglio marciapiede. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/54071/54071fig6large.jpg" target="_blank">Clicca qui per vedere una versione più grande di questa figura.</a> <img alt="Figura 7" src="/files/ftp_upload/54071/54071fig7.jpg" /> Figura 7. Spostamento di un ascensore. Questo dato dimostra una persona che cammina fuori da una impostazione porta a tempo come ad esempio un porta dell&#39;ascensore.jove.com/files/ftp_upload/54071/54071fig7large.jpg &quot;target =&quot; _ blank &quot;&gt; Clicca qui per vedere una versione più grande di questa figura. <img alt="Figura 8" src="/files/ftp_upload/54071/54071fig8.jpg" /> Figura 8. Uscendo di una porta girevole. Questo dato dimostra una persona che cammina fuori di una porta girevole. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/54071/54071fig8large.jpg" target="_blank">Clicca qui per vedere una versione più grande di questa figura.</a> <img alt="Figura 9" src="/files/ftp_upload/54071/54071fig9.jpg" /> Figura 9. pensile e piano di vasta portata. Questo dato dimostra una persona che prende gli elementi di un pensile. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/54071/54071fig9large.jpg" target="_blank">Cliccate qui per vedere una versione più grande di questa figu</a><html> ri. <img alt="Figura 10" src="/files/ftp_upload/54071/54071fig10.jpg" /> Figura 10. seduto fuori su una panchina del parco. La figura dimostra una persona seduto fuori su una panchina del parco. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/54071/54071fig10large.jpg" target="_blank">Si prega di cliccare qui per vedere una versione più grande di questa figura.</a> <img alt="Figura 11" src="/files/ftp_upload/54071/54071fig11.jpg" /> Figura 11. Averaged Ten-session costi 10MWT. I dati dimostrano le velocità 10MWT per i primi 60 sessioni di formazione mediati da dieci intervalli di sessione. L&#39;asse x descrive le sessioni e l&#39;asse y descrive la velocità media (m / sec) calcolato dal risultato 10MWT ottenuto durante la sessione di formazione dei partecipanti. Una retta di regressione lineare è stato sovrapposto sui risultati di ogni partecipante.= &quot;Https://www.jove.com/files/ftp_upload/54071/54071fig11large.jpg&quot; target = &quot;_ blank&quot;&gt; Clicca qui per vedere una versione più grande di questa figura. <table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody><tr><td colspan="8"> Caratteristiche demografiche </td><td colspan="7"> Il test di passaggio (WT) e livelli di assistenza (LOA) </td></tr><tr><td rowspan="2"> SID </td><td rowspan="2"> Età (y) </td><td rowspan="2"> Ht (centimetro) </td><td rowspan="2"> Wt (kg) </td><td rowspan="2"> Genere </td><td rowspan="2"> DOI (y) </td><td rowspan="2"> LOI </td><td rowspan="2"> AIS </td><td colspan="2"> 10 m WT </td><td colspan="2"> 6-min WT </td><td> TIRARE </td><td rowspan="2"&gt; (LOA) </td><td rowspan="2"> Valutare- mento Session </td></tr><tr><td> (sec) </td><td> (m / sec) </td><td> (m) </td><td> (m / sec) </td><td> (sec) </td></tr><tr><td> 1 </td><td> 34 </td><td> 173 </td><td> 66,7 </td><td> Maschio </td><td> 9 </td><td> T4 </td><td> B </td><td> 39 </td><td> 0.26 </td><td> 90 </td><td> 0.25 </td><td> 83 </td><td> Min </td><td> 89 </td></tr><tr><td> 2 </td><td> 48 </td><td> 168 </td><td> 68 </td><td> Maschio </td><td> 4 </td><td> T10 </td><td> UN </td><td> 62 </td><td> 0.16 </td><td> 51 </td><td> 0.14 </td><td> NP </td><td> Min </td><td> 18 </td></tr><tr><td> 3 </td><td> 44 </td><td> 183 </td><td> 77,1 </td><td> Maschio </td><td> 4.5 </td><td> T4 </td><td> UN </td><td> 20 </td> &lt;td&gt; 0.50 </td><td> 209 </td><td> 0.58 </td><td> 56 </td><td> MI </td><td> 63 </td></tr><tr><td> 4 </td><td> 58 </td><td> 160 </td><td> 64,4 </td><td> Femmina </td><td> 1.5 </td><td> C8 / T8 </td><td> A (NT) </td><td> 24 </td><td> 0.42 </td><td> 139 </td><td> 0.39 </td><td> 59 </td><td> MI </td><td> 43 </td></tr><tr><td> 5 </td><td> 61 </td><td> 175 </td><td> 72,6 </td><td> Maschio </td><td> 14 </td><td> T11 </td><td> UN </td><td> 23 </td><td> 0.44 </td><td> 137 </td><td> 0.38 </td><td> 66 </td><td> MI </td><td> 37 </td></tr><tr><td> 6 </td><td> 24 </td><td> 185 </td><td> 74.8 </td><td> Maschio </td><td> 5 </td><td> T5 </td><td> UN </td><td> 56 </td><td> 0,18 </td><td> 60 </td><td> 0,17 </td><td> NP </td><td> Min </td><td> 12 </td></tr><tr><td> 7 </td><td> 40 </td><td> 183 </td><td> 88.5 </td&gt; <td> Maschio </td><td> 1.5 </td><td> T1 </td><td> B </td><td> 61 </td><td> 0.16 </td><td> 51 </td><td> 0.14 </td><td> 70 </td><td> S </td><td> 102 </td></tr><tr><td> 8 </td><td> 56 </td><td> 175 </td><td> 83.9 </td><td> Maschio </td><td> 3 </td><td> T9 </td><td> UN </td><td> 22 </td><td> 0.46 </td><td> 151 </td><td> 0.42 </td><td> 116 </td><td> S </td><td> 51 </td></tr><tr><td> 9 </td><td> 50 </td><td> 183 </td><td> 99,8 </td><td> Maschio </td><td> 11 </td><td> T7 </td><td> UN </td><td> 17 </td><td> 0.59 </td><td> 208 </td><td> 0.58 </td><td> 56 </td><td> MI </td><td> 56 </td></tr><tr><td> 10 </td><td> 37 </td><td> 170 </td><td> 65,8 </td><td> Maschio </td><td> 6 </td><td> T2 </td><td> UN </td><td> 22 </td><td> 0.46 </td><td> 150 </td><td> 0.42 </td><td> 63 </td><td> Min </td><td> 59 </td></tr><tr><td> 11 </td><td> 64 </td><td> 173 </td><td> 72.8 </td><td> Maschio </td><td> 3 </td><td> T2 </td><td> UN </td><td> 78 </td><td> 0,13 </td><td> 46 </td><td> 0,13 </td><td> NP </td><td> mod </td><td> 28 </td></tr><tr><td> 12 </td><td> 37 </td><td> 152 </td><td> 65,8 </td><td> Femmina </td><td> 19 </td><td> C8 </td><td> C (NT) </td><td> 14 </td><td> 0.71 </td><td> 256 </td><td> 0.71 </td><td> 42 </td><td> MI </td><td> 39 </td></tr></tbody></table> Tabella 1. Caratteristiche dei partecipanti e risultati Walk Test SID numero di identificazione = soggetto.; y = anni; cm = centimetri; kg = chilogrammi; DOI = durata del pregiudizio; LOI = livello di pregiudizio; AIS = americana Spinal Injury Association scala di danno; LOA = livello di assistenza; s = secondi; m = metri; NP = Non-eseguito e NT = non traumatica SCI. LOA è stato adattato dal FIM come uno dei seguenti modi:assistenza moderata (Mod) - partecipante esegue il 50% al 74% del compito; assistenza minima (Min) - l&#39;utente esegue 75% o più del compito; supervisione (S) - l&#39;allenatore non tocca il partecipante, ma è abbastanza vicino da raggiungere per fornire il supporto per l&#39;equilibrio o di orientamento, se necessario; e indipendenza modificato (MI) - il formatore non fornisce alcuna assistenza, e il partecipante è completamente indipendente, mentre si cammina in un dispositivo. Re-stampa con il permesso, da Yang A, Asselin P, Knezevic S, S Kornfeld, Spungen A. Valutazione della velocità a piedi in ospedale e il livello di assistenza in un esoscheletro nelle persone con lesioni del midollo spinale. Top midollo spinale Inj Rehabil. 2015; 21 (2): 100-109. Copyright (C) 2015 Thomas Terra Publishers, Inc.

Addestrare una persona con paralisi a deambulare utilizzando un esoscheletro potenziato può presentare delle sfide. Gli obiettivi sono presentare i criteri di selezione dei candidati e le procedure di formazione per la deambulazione assistita da esoscheletri e altre abilità motorie che possono essere migliorate man mano che il livello di abilità del partecipante migliora.

Formazione Le persone con lesioni del midollo spinale di deambulare Utilizzando un esoscheletro

Powered exoskeletons have become available for overground ambulation in persons with paralyses due to spinal cord injury (SCI) who have intact upper ...

L'obiettivo generale di questo programma di formazione è fornire alcune linee guida e standardizzare un programma di formazione per insegnare alle persone con lesioni del midollo spinale come deambulare utilizzando un esoscheletro motorizzato. Questo metodo può aiutare a rispondere a domande chiave nel campo degli esoscheletri alimentati, come la progressione dell'addestramento e i tipi di attività per sviluppare le competenze necessarie per utilizzare questi dispositivi in modo indipendente. Il vantaggio principale di questa tecnica è che fornisce linee guida specifiche e attività strutturate per addestrare le persone con poco o nessun movimento volitivo negli arti inferiori a deambulare utilizzando l'esoscheletro motorizzato, che è una tecnologia emergente.Le implicazioni di questa tecnica possono estendersi alla terapia dell'ictus, poiché la plasticità neurale consente potenzialmente a nuove regioni del cervello di creare nuove connessioni neurali al fine di eseguire compiti funzionali. In generale, le persone che non conoscono questo metodo avranno difficoltà perché non sono abituate a spostare correttamente il proprio peso corporeo per consentire al dispositivo di camminare, figuriamoci di stare in piedi. Inizia posizionando il partecipante in posizione supina.Usa un metro a nastro flessibile per determinare la larghezza pelvica, la lunghezza della parte superiore della gamba e la lunghezza della parte inferiore della gamba e registra in centimetri. Misurare la lunghezza della parte superiore della gamba dal punto più prominente del grande trocantere della linea articolare dell'anca al ginocchio. Misurare l'altra zoppia allo stesso modo e registrare eventuali discrepanze nella lunghezza dell'arto.Regolare l'esoscheletro motorizzato dal centro dell'asse dell'anca al centro dell'asse del ginocchio, in base alla distanza misurata su ciascuna delle lunghezze della parte superiore della gamba del partecipante. Quindi, misura la lunghezza della parte inferiore della gamba dalla linea dell'articolazione del ginocchio alla parte inferiore del piede. Ripeti questa misura per l'altra lunghezza della parte inferiore della gamba.Regolare la lunghezza dalla parte inferiore della pedana al centro dell'accesso al ginocchio dell'esoscheletro motorizzato per ciascun arto inferiore, in base alla distanza misurata dal partecipante in modo simile alla parte superiore della gamba. Posizionare la fascia pelvica di dimensioni più vicine alla larghezza pelvica del partecipante dietro la persona e spostarla lentamente in avanti per verificare l'adattamento. Quindi, posiziona l'esoscheletro in posizione seduta su una sedia con lo schienale aperto.Successivamente, chiedi al partecipante di sedersi nel dispositivo e istruiscilo a mettere i piedi nelle scarpe. Continua a fissare le cinghie, iniziando dal punto più distale e spostandoti prossimalmente verso l'alto del corpo, finendo con le cinghie pettorali. Quindi, guida il piede completamente nella scarpa, prestando particolare attenzione per assicurarti che le dita dei piedi non siano arricciate.Dopo aver fissato i piedi nelle scarpe, fissare le cinghie direttamente sotto le ginocchia. Quindi, fissare le cinghie sopra le ginocchia e quelle sulla parte superiore delle cosce, facendo attenzione a evitare di accartocciare gli indumenti sotto le cinghie, che potrebbero causare attriti indesiderati o punti di contatto di pressione. Infine, fissare la fascia toracica.Inizia dotando il partecipante di una serie di stampelle per l'avambraccio per facilitare l'equilibrio e la manovrabilità del dispositivo. Mentre è seduto nell'esoscheletro, chiedi al partecipante di posizionare le punte delle stampelle posteriormente in modo da dargli la possibilità di spingere il peso sui piedi. Successivamente, spiega al partecipante la procedura da seduto a in piedi.Chiedi a un allenatore di assistere da dietro e a un'altra guardia da davanti. Quindi, chiedi al partecipante di stare in piedi da solo e di utilizzare l'assistenza dell'istruttore solo se necessario. Istruire il partecipante a premere il comando in piedi, quindi posizionare le stampelle posteriormente e piegarsi in avanti mentre si spingono via le stampelle per aiutare il dispositivo a metterle in piedi.Durante le prime occasioni in piedi, valutare se la fascia pelvica necessita di regolazioni nella parte anteriore e posteriore. Posizionare in modo appropriato in modo che il trocantere sia in linea con la rotazione dell'articolazione dell'anca. Assicurati che il partecipante sia in grado di stare in equilibrio mentre è in piedi chiedendogli di dimostrare la capacità di stare in piedi nella posizione iniziale usando entrambe le stampelle per mantenere l'equilibrio.Quindi, chiedi al partecipante di esercitarsi con un leggero spostamento del peso lateralmente e posteriormente per comprendere la posizione e la sensazione della posizione iniziale. Quindi, istruisci il partecipante a mantenere l'equilibrio con una sola stampella, sollevando una stampella da terra e mantenendo quella posizione fino a un minuto. Aggiungi un po' di complessità a questo esercizio di equilibrio con una sola mano facendo in modo che un braccio si bilanci mentre il braccio controlaterale si allunga per toccare il polso del braccio di bilanciamento.Infine, insegna al partecipante a spostare il peso lateralmente, consentendo a un piede di scaricare, con l'obiettivo di sollevare completamente il piede da terra per cinque secondi. Chiedi all'utente di ripetere questo esercizio con l'altra gamba. Inizia istruendo il partecipante sul meccanismo di camminata con l'esoscheletro alimentato.Usa il controller per selezionare la modalità camminata e chiedi al partecipante di spostarsi leggermente in avanti verso un bersaglio predeterminato per iniziare l'oscillazione in avanti della gamba destra. Quindi, istruire l'utente a muovere le stampelle in avanti e contemporaneamente a spostare il peso in avanti verso destra per mantenere l'equilibrio mentre si sale sul piede destro e si libera il piede sinistro. Spiega al partecipante che il dispositivo rileverà il movimento del partecipante e inizierà l'oscillazione in avanti della gamba sinistra.Se necessario, individuare l'utente afferrando l'esoscheletro motorizzato o fornire assistenza in un'area del corpo in cui l'utente ha una sensibilità intatta, come l'area delle spalle. Correggi il partecipante mentre esegue il corretto spostamento del peso mentre cammina. Successivamente, descrivi al partecipante l'elenco delle abilità di mobilità che verranno esercitate come parte della formazione.Incorporare diverse superfici di camminata durante la sessione di allenamento, come moquette, cemento, asfalto ed erba, in modo che il partecipante sia in grado di esercitarsi a camminare su una varietà di superfici con l'esoscheletro. Inoltre, chiedi al partecipante di camminare su superfici con pendenze variabili, ad esempio su una rampa, giù per una rampa, attraverso un ritaglio del marciapiede e su superfici irregolari. Quindi, chiedi al partecipante di camminare in un ambiente rumoroso, come un corridoio con altri pedoni.Esercitati a navigare tra le soglie delle porte, ad aprire e chiudere le porte e a camminare attraverso le porte automatiche. Incorpora attività aggiuntive come raggiungere la testa in un armadietto o sedersi e alzarsi da una panchina. Infine, chiedi al partecipante di esercitarsi a fermarsi a comando o a piacimento.Inizia posizionando una sedia dietro l'utente quando è pronto per sedersi. Usa il controller dell'esoscheletro per attivare la modalità seduta per la quale c'è un ritardo di cinque secondi. Durante questo ritardo, chiedi al partecipante di posizionare le stampelle posteriormente per mantenere il centro di equilibrio sopra la sedia.Infine, durante il processo di seduta, istruire l'utente a piegarsi in avanti all'anca per mantenere l'equilibrio sui piedi e chiedere agli istruttori di assistere il partecipante secondo necessità. In questo protocollo, le misurazioni sono state ottenute da pazienti con lesione del midollo spinale con funzione intatta degli arti superiori durante sessioni di allenamento all'interno e all'esterno, nonché durante le abilità di mobilità come la navigazione di porte girevoli. Per il test del cammino di dieci metri, i partecipanti hanno una capacità iniziale variabile durante le sessioni di utilizzare l'esoscheletro alimentato, oltre a diversi tassi di miglioramento.In media, i partecipanti hanno camminato 0,0048 metri al secondo più velocemente in ogni sessione, con una velocità media iniziale di 0,16 metri al secondo. Una volta padroneggiata, una tipica sessione di allenamento durerà da un'ora a un'ora e mezza, ma varierà in base alla tolleranza del partecipante con lesione del midollo spinale. Durante il tentativo di questa procedura, è importante ricordare di essere pazienti con la persona che sta imparando e, se necessario, passare a un esercizio diverso e tornare al compito problematico in un giorno diverso.Seguendo questa procedura, è possibile eseguire altri metodi come camminare su superfici complesse, come le rampe rivestite di moquette, per rispondere a ulteriori domande, ad esempio se una persona può avere limitazioni nell'uso dell'esoscheletro alimentato.

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Interfacce Neural-macchina (NMI) sono stati sviluppati per identificare la modalità locomozione dell'utente. Questi INM sono potenzialmente utili per il controllo neurale delle gambe artificiali alimentati, ma non sono stati pienamente dimostrato. Questo documento presentato (1) la nostra piattaforma di ingegneria progettato per una facile attuazione e lo sviluppo del controllo neurale per alimentati protesi di arto inferiore e (2) un setup sperimentale e il protocollo in un ambiente di...

Ingegneria della piattaforma e protocollo sperimentale per la progettazione e la valutazione di un Powered transfemorale protesi neurale controllata

Ferita del midollo spinale è una patologia traumatica che può provocare rischi elevati di disordini metabolici secondari cronici. Qui, abbiamo presentato un protocollo utilizzando formazione superficie stimolazione-resistenza elettrica neuromuscolare in combinazione con estremità inferiore di stimolazione elettrica funzionale bicicletta come una strategia per migliorare molti di questi problemi medici.

Paradigmi della formazione di stimolazione elettrica dell'arto inferiore dopo la ferita del midollo spinale

Questo protocollo dimostra il nostro modello di formazione basato su attività locomotrice tapis roulant per i ratti con lesioni del midollo spinale (SCI). È incluso sia quadrupede che sola zampa anteriore gruppi, oltre a due distinti tipi di gruppi di controllo non addestrato. Gli investigatori sono in grado di valutare gli effetti di formazione sui ratti SCI utilizzando questo protocollo.

Corsi di formazione basati su attività su un tapis roulant con midollo spinale feriti ratti Wistar

Il contributo delle braccia nel Sit-To-Stand (SitTS) è determinato dalla condizione muscolare delle gambe. Diverse strategie di compensazione sono state scoperte nel tentativo di ottenere cicli SitTS completi. Questi risultati triangolano le misure biomeccaniche delle persone con lesione midollare (SCI) con la loro sensazione soggettiva di carico sopportato da entrambi gli arti durante gli approcci SitTS.

Quantificazione dei contributi di braccia e gambe durante l'esercizio ripetitivo da seduto a in piedi assistito elettricamente nei paraplegici: uno studio pilota

L'efficacia della combinazione di allenamento su tapis roulant assistito da esoscheletro e supportato dal peso corporeo con la realtà virtuale basata sul gioco sulla capacità di doppio compito nei sopravvissuti all'ictus deve ancora essere studiata. Pertanto, questo programma di riabilitazione mira a studiare le potenziali funzioni e i vantaggi di questa combinazione nel migliorare la capacità di camminare durante il recupero dall'ictus.

Un programma di riabilitazione dell'allenamento su tapis roulant supportato dal peso corporeo assistito da esoscheletro con realtà virtuale non immersiva per pazienti colpiti da ictus

Questo protocollo valuta l'efficacia di un esoscheletro dell'anca morbido e leggero nella riduzione dello stress fisiologico durante la camminata in salita negli anziani. Utilizzando un design crossover randomizzato, il metodo dimostra che il dispositivo riduce significativamente i costi fisiologici e la fatica soggettiva negli anziani.

L'esoscheletro morbido dell'anca riduce il costo fisiologico e lo sforzo percepito negli anziani durante la salita

Un bioreattore pressione ciclica in grado di sottoporre valvola tessuto cardiaco alle condizioni fisiologiche e patologiche della pressione è stato progettato. Un programma di LabVIEW consente agli utenti di controllare la pressione portata, ampiezza e frequenza. Questo dispositivo può essere utilizzato per studiare la mechanobiology del tessuto cardiaco valvola o cellule isolate.

Progettazione di un bioreattore per la pressione ciclica Ex Vivo Studio delle valvole cardiache aortica

Due fluidi adiacenti che passano attraverso un canale microfluidico scanalato possono essere diretti a formare una torcia attorno a un nucleo di prepolimeri; determinando così sia la forma che la sezione trasversale. La polimerizzazione fotoiniziata, come la chimica dei clic tiolo, è adatta per solidificare rapidamente il fluido del nucleo in una microfibra con dimensioni e forma predeterminate.

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Drosophila larve sono un sistema modello attraente per l'imaging dal vivo a causa della loro cuticola trasparente e potenti genetica. Questo protocollo descrive come utilizzare un dispositivo PDMS singolo strato, chiamato il 'chip di larva' per l'imaging dal vivo di processi cellulari all'interno dei neuroni di 3 ° instar larve di Drosophila.

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Ingegneria tessutale fibroblasti derivati ​​da matrice nativa è uno strumento emergente per generare un substrato stromale che supporta la proliferazione delle cellule epiteliali e differenziazione. Ecco un protocollo di applicazione di tale metodologia per valutare l'impatto dei diversi tipi di cellule stromali sulla biologia delle cellule tumorali è presentato.

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Scopri il programma di addestramento standardizzato per insegnare a persone con lesioni del midollo spinale a deambulare utilizzando esoscheletri motorizzati. Questo metodo strutturato migliora l'equilibrio e le abilità di mobilità indipendente.

Formazione Le persone con lesioni del midollo spinale di deambulare Utilizzando un esoscheletro

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