Name: Sistema di terapia robotica Specchio per il recupero funzionale di emiplegici Arms (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-08-15T15:00:00.000+00:00
Duration: 10 min 32 s
Description: Scopri la terapia robotica specchio per il recupero funzionale di braccia emiplegiche dopo ictus. Questo metodo migliora l'input propriocettivo alla corteccia sensoriale, promuovendo la neuroplasticità cerebrale nei pazienti.

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Questo lavoro è stato sostenuto dal cervello Fusion Programma di Seoul National University (800-20.120.444) e la interdisciplinare Initiative di ricerca Programma dal College of Engineering e College of Medicine, Università Nazionale di Seoul (800-20.150.090).

<ol><li>Hamzei, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Functional+plasticity+induced+by+mirror+training%3A+the+mirror+as+the+element+connecting+both+hands+to+one+hemisphere%5BTitle%5D)+AND+%22Neurorehabil+Neural+Repair%22%5BJournal%5D)">Functional plasticity induced by mirror training: the mirror as the element connecting both hands to one hemisphere.</a> Neurorehabil Neural Repair. 26 (5), 484-496 (2012).</li>
<li>Thieme, H., Mehrholz, J., Pohl, M., Behrens, J., Dohle, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mirror+therapy+for+improving+motor+function+after+stroke%5BTitle%5D)+AND+%22Cochrane+Database+Syst+Rev%22%5BJournal%5D)">Mirror therapy for improving motor function after stroke.</a> Cochrane Database Syst Rev. 3, CD008449(2012).</li>
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<li>Pervane Vural, S., Nakipoglu Yuzer, G. F., Sezgin Ozcan, D., Demir Ozbudak, S., Ozgirgin, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effects+of+Mirror+Therapy+in+Stroke+Patients+With+Complex+Regional+Pain+Syndrome+Type+1%3A+A+Randomized+Controlled+Study%5BTitle%5D)+AND+%22Arch+Phys+Med+Rehabil%22%5BJournal%5D)">Effects of Mirror Therapy in Stroke Patients With Complex Regional Pain Syndrome Type 1: A Randomized Controlled Study.</a> Arch Phys Med Rehabil. 97 (4), 575-581 (2016).</li>
<li>De Santis, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Robot-assisted+training+of+the+kinesthetic+sense%3A+enhancing+proprioception+after+stroke%5BTitle%5D)+AND+%22Front+Hum+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Robot-assisted training of the kinesthetic sense: enhancing proprioception after stroke.</a> Front Hum Neurosci. 8, 1037(2015).</li>
<li>Smorenburg, A. R., Ledebt, A., Deconinck, F. J., Savelsbergh, G. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Practicing+a+matching+movement+with+a+mirror+in+individuals+with+spastic+hemiplegia%5BTitle%5D)+AND+%22Res+Dev+Disabil%22%5BJournal%5D)">Practicing a matching movement with a mirror in individuals with spastic hemiplegia.</a> Res Dev Disabil. 34 (9), 2507-2513 (2013).</li>
<li>Semrau, J. A., Herter, T. M., Scott, S. H., Dukelow, S. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Robotic+identification+of+kinesthetic+deficits+after+stroke%5BTitle%5D)+AND+%22Stroke%22%5BJournal%5D)">Robotic identification of kinesthetic deficits after stroke.</a> Stroke. 44 (12), 3414-3421 (2013).</li>
<li>Niku, S. Chapter 4, Dynamic Analysis and Forces. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aNiku%2C+S+%22Introduction+to+Robotics%3A+Analysis%2C+Systems%2C+Applications%22">Introduction to Robotics: Analysis, Systems, Applications</a>. , Prentice Hall. (2001).</li>
<li>Sanford, J., Moreland, J., Swanson, L. R., Stratford, P. W., Gowland, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Reliability+of+the+Fugl-Meyer+assessment+for+testing+motor+performance+in+patients+following+stroke%5BTitle%5D)+AND+%22Phys+Ther%22%5BJournal%5D)">Reliability of the Fugl-Meyer assessment for testing motor performance in patients following stroke.</a> Phys Ther. 73 (7), 447-454 (1993).</li>
<li>Bohannon, R. W., Smith, M. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Interrater+reliability+of+a+modified+Ashworth+scale+of+muscle+spasticity%5BTitle%5D)+AND+%22Phys+Ther%22%5BJournal%5D)">Interrater reliability of a modified Ashworth scale of muscle spasticity.</a> Phys Ther. 67 (2), 206-207 (1987).</li>
<li>Shah, S., Vanclay, F., Cooper, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Improving+the+sensitivity+of+the+Barthel+Index+for+stroke+rehabilitation%5BTitle%5D)+AND+%22J+Clin+Epidemiol%22%5BJournal%5D)">Improving the sensitivity of the Barthel Index for stroke rehabilitation.</a> J Clin Epidemiol. 42 (8), 703-709 (1989).</li>
<li>Lo, A. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Robot-assisted+therapy+for+long-term+upper-limb+impairment+after+stroke%5BTitle%5D)+AND+%22N+Engl+J+Med%22%5BJournal%5D)">Robot-assisted therapy for long-term upper-limb impairment after stroke.</a> N Engl J Med. 362 (19), 1772-1783 (2010).</li>
<li>Ho, N. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+EMG-driven+exoskeleton+hand+robotic+training+device+on+chronic+stroke+subjects%3A+task+training+system+for+stroke+rehabilitation%5BTitle%5D)+AND+%22IEEE+Int+Conf+Rehabil+Robot%22%5BJournal%5D)">An EMG-driven exoskeleton hand robotic training device on chronic stroke subjects: task training system for stroke rehabilitation.</a> IEEE Int Conf Rehabil Robot. , 5975340(2011).</li>
<li>Hesse, S., Schulte-Tigges, G., Konrad, M., Bardeleben, A., Werner, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Robot-assisted+arm+trainer+for+the+passive+and+active+practice+of+bilateral+forearm+and+wrist+movements+in+hemiparetic+subjects%5BTitle%5D)+AND+%22Arch+Phys+Med+Rehabil%22%5BJournal%5D)">Robot-assisted arm trainer for the passive and active practice of bilateral forearm and wrist movements in hemiparetic subjects.</a> Arch Phys Med Rehabil. 84 (6), 915-920 (2003).</li>
<li>Lum, P. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((MIME+robotic+device+for+upper-limb+neurorehabilitation+in+subacute+stroke+subjects%3A+A+follow-up+study%5BTitle%5D)+AND+%22J+Rehabil+Res+Dev%22%5BJournal%5D)">MIME robotic device for upper-limb neurorehabilitation in subacute stroke subjects: A follow-up study.</a> J Rehabil Res Dev. 43 (5), 631-642 (2006).</li>
<li>Yang, C. L., Lin, K. C., Chen, H. C., Wu, C. Y., Chen, C. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Pilot+comparative+study+of+unilateral+and+bilateral+robot-assisted+training+on+upper-extremity+performance+in+patients+with+stroke%5BTitle%5D)+AND+%22Am+J+Occup+Ther%22%5BJournal%5D)">Pilot comparative study of unilateral and bilateral robot-assisted training on upper-extremity performance in patients with stroke.</a> Am J Occup Ther. 66 (2), 198-206 (2012).</li>
<li>Nef, T., Mihelj, M., Riener, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((ARMin%3A+a+robot+for+patient-cooperative+arm+therapy%5BTitle%5D)+AND+%22Med+Biol+Eng+Comput%22%5BJournal%5D)">ARMin: a robot for patient-cooperative arm therapy.</a> Med Biol Eng Comput. 45 (9), 887-900 (2007).</li>
<li>Ozkul, F., Barkana, D. E., Demirbas, S. B., Inal, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Evaluation+of+proprioceptive+sense+of+the+elbow+joint+with+RehabRoby%5BTitle%5D)+AND+%22IEEE+Int+Conf+Rehabil+Robot%22%5BJournal%5D)">Evaluation of proprioceptive sense of the elbow joint with RehabRoby.</a> IEEE Int Conf Rehabil Robot. , 5975466(2011).</li>
<li>Pehlivan, A. U., Celik, O., O'Malley, M. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mechanical+design+of+a+distal+arm+exoskeleton+for+stroke+and+spinal+cord+injury+rehabilitation%5BTitle%5D)+AND+%22IEEE+Int+Conf+Rehabil+Robot%22%5BJournal%5D)">Mechanical design of a distal arm exoskeleton for stroke and spinal cord injury rehabilitation.</a> IEEE Int Conf Rehabil Robot. , 5975428(2011).</li>
<li>Zhang, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Feasibility+studies+of+robot-assisted+stroke+rehabilitation+at+clinic+and+home+settings+using+RUPERT%5BTitle%5D)+AND+%22IEEE+Int+Conf+Rehabil+Robot%22%5BJournal%5D)">Feasibility studies of robot-assisted stroke rehabilitation at clinic and home settings using RUPERT.</a> IEEE Int Conf Rehabil Robot. , 5975440(2011).</li>
</ol>

Gli autori non hanno nulla da rivelare.

Lo scopo primario di questo studio era di sviluppare un sistema robotico specchio tempo reale per il recupero funzionale di un braccio plegico utilizzando un algoritmo di controllo automatico. L&#39;effetto della terapia robot-assistita sul recupero a lungo termine di impairment arto superiore dopo ictus è stato dimostrato utile in studi precedenti 12, e sono stati introdotti vari tipi di robot a braccio 13-20. Tuttavia, studi precedenti di robot arti superiori che realizzano il movimento del bracc...

Per i pazienti con ictus, disfunzione di un braccio emiplegica è debilitante effetto. La possibilità di eseguire attività bimanuali è essenziale per la vita quotidiana, ma deficit funzionale di un braccio plegico rimane spesso fino a pochi anni dopo l&#39;insorgenza dell&#39;ictus. Tra i vari programmi di formazione in ospedale, un esercizio per aumentare la gamma di movimento o la ripetizione passiva di compiti semplici hanno scarso effetto sul recupero funzionale di un braccio emiplegico. Per questo motivo, la formazione di compiti significativi relativi alle attività della vita quotidiana (ADL) è stato applicato a terapia occupazionale negli ospedali. Gli effetti della terapia specchio sono stati dimostrati da studi precedenti in neuroriabilitazione 1-4. Terapia Specchio è condotto da suscitare un&#39;illusione attraverso l&#39;uso di uno specchio come se il braccio plegico si muove in tempo reale mentre si muove il braccio sano. Si può facilitare neuroplasticity cervello attivazione della corteccia sensomotoria 1. Così, motor potere e funzione del braccio plegico possono essere migliorate. Tuttavia, la terapia specchio convenzionale ha un limite critico che il braccio plegico non è effettivamente in movimento. Pertanto, abbiamo sviluppato in tempo reale 2 assi sistema robotizzato specchio come un semplice modulo aggiuntivo alla terapia convenzionale specchio, con meccanismo di feedback chiuso. Questo può trasmettere input propriocettivi alla corteccia sensoriale, che è considerato importante neuroplasticità e recupero funzionale di un braccio plegico (figure 1 e 2) 5-7.

<table><tbody><tr><td>LabVIEW</td><td>National Instruments</td><td></td><td>Software di progettazione del sistema</td></tr><tr><td>Alimentatore a 24 V</td><td>XP Power</td><td>MHP1000PS24 24V</td><td>Qualsiasi alimentatore a 24 V dovrebbe funzionare AHRS</td></tr><tr><td>sensor receiver</td><td>E2box</td><td>EBRF24GRCV</td><td></td></tr><tr><td>AHRS sensors</td><td>E2box</td><td>EBIMU-9DOFV2</td><td>Avrai bisogno di un totale di 3 sensori. Qualsiasi sensore AHRS funzionerà Modulo</td></tr><tr><td>motore piatto EC90</td><td>Maxon</td><td>323772 + 223094 + 453231</td><td>Qualsiasi motoriduttore con superiore a 30 Nm dovrebbe fare. (Per le nostre parti lavorate su misura, avrai bisogno di questi particolari motori piatti e moduli di trasmissione, ma il rapporto di trasmissione e l'encoder possono variare)&nbsp;</td></tr><tr><td>Modulo motore piatto EC45</td><td>Maxon</td><td>397172</td><td>Qualsiasi motoriduttore con più di 10 Nm dovrebbe andare bene (per le nostre parti lavorate su misura, dovresti usare lo stesso modulo di riduttore, ma il rapporto di trasmissione, il motore e l'encoder possono variare)</td></tr><tr><td>Controllore EPOS2 70/10</td><td>Maxon</td><td>375711</td><td>Questo può essere sostituito con il controllore EPOS 24/5 Controllore</td></tr><tr><td>EPOS2 24/5 Regolatore</td><td>Maxon</td><td>367676</td><td></td></tr><tr><td>Connettore e set di cavi</td><td>Maxon</td><td>381405 + 384915 + 275934 + 354045</td><td>Puoi anche realizzare questi cavi. I connettori e le informazioni sui cavi corrispondenti possono essere trovati in "300583-Hardware-Reference-En.pdf" e "300583-Cable-Starting-Set-En.pdf</td></tr><tr><td>"Accoppiamento - Oldham, tipo di vite di fermo</td><td>Misumi</td><td>MCORK30-10-12</td><td>Il tipo può variare</td></tr><tr><td>Accoppiamento - Alta rigidità, Oldham, Tipo di vite di fermo</td><td>Misumi</td><td>MCOGRK34-12-12</td><td>Il tipo può variare</td></tr><tr><td>Collari albero</td><td>Misumi</td><td>SCWDM10-B &nbsp;</td><td>Avrai bisogno di 4 set</td></tr><tr><td>Collari per alberi</td><td>Misumi</td><td>SDBJ10-8</td><td>Avrai bisogno di 2 set</td></tr><tr><td>di alberi lineari</td><td>di precisione Misumi</td><td> PSSFG10-200</td><td>Qualsiasi albero dritto di 10 mm di diametro con almeno 200 mm di lunghezza dovrebbe andare bene.</td></tr><tr><td>Cuscinetti con alloggiamenti</td><td>Misumi</td><td>BGRAB6801ZZ</td><td></td></tr><tr><td>Albero di dispersione della forza del motore a gomito&nbsp;</td><td>CAD 3D</td> <td>lavorato su misura</td><td></td></tr><tr><td>Supporto del gomito inferiore</td><td>lavorato su misura</td><td>Disegni delle parti Telaio</td><td></td></tr><tr><td>del tetto del gomito</td><td>lavorato su misura</td><td>Disegni delle parti Parete</td><td></td></tr> di <tr><td>supporto</td><td>lavorata su misura</td><td>Disegni delle parti</td><td>Avrai bisogno di 2 telai.</td></tr><tr><td>Coperchio cilindro cavo con giunto a gomito&nbsp;</td>Disegni <td></td><td>di parti</td> <td>lavorati su misura</td></tr><tr><td>Albero di dispersione della forza del motore del polso</td> lavorato <td>su misura</td><td>Disegni di parti Telaio</td><td></td></tr><tr><td>del tetto del polso</td><td>lavorato su misura</td><td>Disegni</td><td></td>di parti</tr><tr><td>Accoppiamento del polso superiore coperchio del cilindro cavo</td><td>lavorato su misura</td><td>Disegni delle parti</td> Accoppiamento <td></td></tr><tr><td>del polso inferiore coperchio del cilindro cavo</td><td>lavorato su misura</td><td>Disegni delle parti</td><td></td></tr><tr><td>Limitatore di movimento del giunto</td> lavorato <td>su misura</td><td>Disegni delle parti Maniglia</td><td></td></tr><tr><td></td> Disegni <td></td><td>delle parti</td><td>stampate in 3D</td></tr><tr><td>Supporto del gomito superiore</td> Disegni delle parti <td>stampate in 3D</td><td>Anello</td><td></td></tr> di <tr><td>riduzione dell'attrito</td><td>Disegni delle parti</td><td>stampate in 3D</td> Specchio <td></td></tr><tr><td>acrilico</td><td>taglio laser personalizzato</td><td>Compito dei disegni</td><td></td>delle parti</tr><tr><td> tavolo</td><td>lavorato su misura</td><td>Disegni</td><td></td>delle parti</tr><tr><td>Spugna</td><td></td><td></td><td></td>siliconica</tr><tr><td>Limitatore DOF</td><td>stampato in 3D</td><td>Disegni delle parti Coperchio</td><td></td></tr><tr><td>del limitatore DOF</td><td>Disegni delle parti stampati in</td><td>3D</td> Maniglia <td></td></tr><tr><td>Healthyarm</td><td>Disegni delle parti</td> stampati in <td>3D</td> Rulli <td></td></tr><tr><td>a sfera - Press fit</td><td>Misumi</td><td>BCHA18</td><td></td></tr><tr><td>Disegni</td><td></td>di parti <td>stampate in 3D</td><td></td></tr><tr><td>Disegno di</td> parti <td>stampate in 3D</td><td>Disegni</td><td></td>di parti stampate in 3D</tr> con <tr><td>assistenza angolata</td><td>Disegni di parti</td><td>stampate in 3D</td><td>Opzionale</td></tr><tr><td>Assistenza curva</td><td>Disegni di parti</td> stampate in 3D <td>Disegni di parti stampate in</td><td>3D</td> con</tr><tr><td>assistenza semplice</td><td>Disegni di parti</td><td>stampate in 3D</td><td>Taglio</td></tr><tr><td>laser personalizzato</td> <td>opzionale Task board</td><td>Disegni</td><td></td> delle parti</tr></tbody></table>

sistema di terapia robotica specchio per il recupero funzionale di emiplegici arms

Robotic Mirror Therapy System for Functional Recovery of Hemiplegic Arms

La terapia Specchio è stato eseguito come terapia occupazionale efficace in un ambiente clinico per il recupero funzionale di un braccio di emiplegica dopo l&#39;ictus. Si è condotto da suscitare un&#39;illusione attraverso l&#39;uso di uno specchio come se il braccio plegico si muove in tempo reale mentre si muove il braccio sano. Si può facilitare neuroplasticità del cervello attraverso l&#39;attivazione della corteccia sensomotoria. Tuttavia, la terapia specchio convenzionale ha un limite critico che il braccio plegico non è effettivamente in movimento. Così, abbiamo sviluppato un tempo reale 2 assi sistema robotizzato specchio come un semplice modulo aggiuntivo per la terapia specchio convenzionale impiegando un meccanismo di feedback chiuso, che consente il movimento in tempo reale del braccio plegico. Abbiamo usato 3 Atteggiamento e sensori di direzione sistema di riferimento, motori DC brushless 2 per gomito e articolazioni del polso, e le cornici Esoscheletriche. In uno studio di fattibilità su 6 soggetti sani, la terapia specchio robot era sicuro e fattibile. Abbiamo inoltre scelto compiti utili per le attività di Daily formazione attraverso feedback da parte dei medici di riabilitazione vivere. Un paziente con ictus cronico ha mostrato un miglioramento nella Fugl-Meyer scala di valutazione e del gomito flessore spasticità dopo un&#39;applicazione di 2 settimane del sistema robotico specchio. Terapia specchio Robotic può migliorare input propriocettivi alla corteccia sensoriale, che è considerato importante in neuroplasticità e recupero funzionale delle armi emiplegici. Il sistema robotizzato specchio presentato qui può essere facilmente sviluppato e utilizzato in modo efficace per far progredire la terapia occupazionale.

Sei soggetti sani condotto un &#39;pennarello compito&#39; (toccare i due tavolette alternativamente con una penna attaccata sulla mano sano come mostrato in Figura 17) 10 volte che hanno avuto in media 106 sec per soggetto. è stato osservato alcun evento avverso, e la terapia specchio robotico è stato dimostrato di essere fattibile. Inoltre, è stato condotto uno studio clinico per i medici di riabilitazione. ...

Abbiamo sviluppato un sistema robotizzato specchio in tempo reale per il recupero funzionale delle armi emiplegici che utilizzano la tecnologia di controllo automatico, è stato condotto uno studio clinico in soggetti sani, e le attività di determinati attraverso il feedback da parte di medici di riabilitazione. Questo semplice robot specchio può essere applicato efficacemente alla terapia occupazionale in pazienti colpiti da ictus con un braccio emiplegica.

Sistema di terapia robotica Specchio per il recupero funzionale di emiplegici Arms

Mirror therapy has been performed as effective occupational therapy in a clinical setting for functional recovery of a hemiplegic arm after stroke. It is ...

L'obiettivo generale di questa procedura è introdurre un sistema di terapia con specchio robotico in tempo reale per il recupero funzionale degli arti emiplegici. Questo metodo può contribuire a rispondere a domande fondamentali nella ricerca ingegneristica biomedica neuroriabilitativa traslazionale, dimostrando che il recupero funzionale degli arti emiplegici mediante terapie occupazionali avanzate è realizzabile. Il vantaggio principale di questa terapia con specchio robotico è che può potenziare l'input propriocettivo alla corteccia sensoriale, elemento molto importante per la neuroplasticità cerebrale nei pazienti colpiti da ictus.I principianti potrebbero incontrare difficoltà, poiché lo sviluppo del protocollo software e l'assemblaggio di telai e motori si sono rivelati complessi. L'idea iniziale di questo metodo è nata osservando la neuroterapia convenzionale, che presentava il limite di non prevedere un effettivo movimento del braccio emiplegico. La dimostrazione visiva di questo metodo è fondamentale, poiché le impostazioni dei sensori, l'assemblaggio e la configurazione della terapia robotica speculare sono difficili da apprendere.Iniziare acquisendo un sistema di riferim

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