Uso di un dispositivo di resistenza a controllo digitale indotto dal piede per la valutazione della risonanza magnetica funzionale in pazienti con paresi del piede

La visione di lunga data, la riorganizzazione del cervello, era impossibile oltre i sei mesi dopo l'ictus, è stata un ostacolo critico al progresso nel campo del recupero cerebrale. Le informazioni derivate dalla risonanza magnetica possono essere utilizzate per personalizzare la pianificazione del trattamento di recupero sulla base di mappe cerebrali ottenute prima e dopo la terapia. Il nostro approccio impiega un dispositivo di resistenza al movimento del piede compatibile con la risonanza magnetica che consente la valutazione FMRI della funzione cerebrale per osservare l'attivazione durante l'esecuzione di esercizi terapeutici.

I livelli di resistenza alla forza variano dinamicamente, quindi lo spettro delle risposte cerebrali a forze alte e basse può essere misurato senza interrompere le scansioni per regolare le impostazioni di resistenza. La suite di imaging utilizza lo stesso dispositivo della normale terapia dell'ictus, che attiva le stesse risposte durante l'imaging e durante l'allenamento. Ciò consente di regolare i livelli di resistenza e durata utilizzati in terapia per massimizzare i miglioramenti della funzione cerebrale.

Tutte le ricerche sulla riabilitazione della funzione del piede e della mano utilizzano un approccio simile, ma con diversi dispositivi compatibili con la risonanza magnetica. I cambiamenti nella plasticità del cervello che si verificano in risposta alla terapia intensiva non sono esclusivi del recupero motorio nell'ictus. Tutti i risultati sono applicabili ad altri disturbi del movimento.

Per iniziare con questo approccio, i pazienti dovrebbero avere un livello minimo di funzione che consenta loro di fare piccoli movimenti contro forze a bassa resistenza. Man mano che il paziente progredisce, i livelli di forza e la gamma di movimento vengono adattati in base alle loro capacità e vengono regolati man mano che migliorano. Inizia incontrando i potenziali soggetti e controllando l'adattamento del piede di ciascun soggetto nei pedali del dispositivo.

Assicurarsi che il tavolo dello scanner sia completamente esterno al foro dello scanner e completamente abbassato. Quindi montare la bobina della testina nella fessura corrispondente sul tavolo dello scanner. Inserire la parte inferiore della bobina di testa nella presa.

Togliete la parte superiore e mettetela da parte. Coprire i cuscini del tavolo dello scanner con un lenzuolo ospedaliero e posizionare il cuscino nella parte inferiore della bobina della testa. Estendere il sensore e i cavi ad alta tensione senza anelli tra il dispositivo a pedale e il pannello di penetrazione.

Quindi, collegare il sensore e i cavi ad alta tensione alle spine sul pannello di penetrazione. Assicurarsi che i cavi non siano avvolti intorno al tavolo o che non corrispondano il rischio di pizzicarsi o aggrovigliarsi. Quando il tavolo viene spostato nel foro dello scanner.

Fare clic sul pulsante OK per accettare le proporzioni predefinite del livello di forza quando richiesto nella finestra di dialogo iniziale dell'interfaccia utente. Attendi che vengano visualizzate le finestre di dialogo di conferma e chiudi automaticamente. Quindi attendere che sullo schermo appaia la finestra del grafico in tempo reale della forza iniziale e dello spostamento.

Quindi, chiedi a un membro del personale di muovere il pedale del dispositivo a pedale attraverso il suo raggio di movimento. Mentre un altro osserva le tracce di forza e spostamento per confermare che vengono osservate le normali uscite previste. Una volta che i segnali appaiono normali, fai clic su continua nella finestra del grafico in tempo reale.

Quindi fare clic sul pulsante di spegnimento nella finestra di dialogo di conferma. Quindi fornire al soggetto tappi protettivi per le orecchie e istruirlo a sedersi inizialmente sul lettino da visita. Quindi sdraiati supini con la testa annidata nella sezione inferiore della bobina della testa.

Per evitare il movimento della testa durante l'imaging, posizionare un'imbottitura tra la testa del soggetto e le pareti della bobina della testa. Chiedi al soggetto di raddrizzare le gambe. Quindi spostare il dispositivo a pedale verso o lontano dal soggetto fino a quando i talloni non poggiano sui poggiapiedi del dispositivo.

Regolare ulteriormente il dispositivo per allineare il perno principale dei pedali con le caviglie del soggetto. Fissare saldamente il piede testato al pedale del dispositivo a pedale con le cinghie a strappo e per verificare se la pianta del piede del soggetto o la parte anteriore della scarpa sono a contatto con l'estremità del pedale. Quindi, utilizzando le staffe di fissaggio in plastica e il dado ad alette, fissare il dispositivo a pedale in posizione.

Fornire al soggetto un dispositivo di allarme lampadina da spremitura. Chiedi loro di testarlo premendo la lampadina e ricorda loro di usarla in qualsiasi momento per comunicare con i tecnici. Quindi, solleva il tavolo MR alla massima altezza.

Quindi installare la sezione superiore della bobina di testa e montare il viewgruppo specchio sopra la bobina di testa. Assicurarsi che il soggetto abbia una visione chiara dello schermo del proiettore attraverso lo specchio. Riavviare l'interfaccia utente.

Accettare o regolare le proporzioni predefinite del livello di forza in base al protocollo di studio. Quindi fare clic sul pulsante OK. Una volta che le tracce di forza e spostamento sono apparse, chiedere al soggetto di muovere il piede testato il più lontano possibile nella direzione della dorsiflessione e tornare alla flessione plantare completa tre volte.

Verificare che sia le tracce di spostamento che quelle di forza appaiano normali. Quindi, chiedi al soggetto di muovere il piede testato per una flessione plantare completa. Verificare che il piede rimanga in piena flessione plantare.

Fare clic su OK nella finestra di dialogo corrispondente. Apparirà una nuova finestra e una finestra di dialogo. Trascina la finestra sullo schermo di proiezione e fai clic su OK nella finestra di dialogo.

Quindi istruisci il soggetto a muovere il piede per fare in modo che il cursore segua da vicino il movimento del bersaglio. Se il soggetto riesce a muoversi con successo attraverso l'intera gamma di movimento mentre segue il bersaglio, aumentare i punti di regolazione della forza per la dorsiflessione e la flessione plantare facendo clic su FdFp 10 sul grafico in tempo reale. Quindi, osserva se il soggetto può continuare a seguire con precisione il movimento del metronomo.

Se l'inseguimento accurato continua, fare clic su FdFp 10 per aumentare entrambi i punti di regolazione della forza. Tuttavia, se la dorsiflessione non può essere completata, ma la flessione plantare continua a seguire il movimento target, fare clic su FdFp 10 una volta, quindi fare clic su Fp 10 due volte per diminuire la forza di resistenza alla dorsiflessione di un passo e aumentare la resistenza plantare di un passo. Se la forza di dorsiflessione è già stata impostata e la flessione plantare segue ancora con precisione il movimento del metronomo, fare clic su Fp 10 per aumentare ulteriormente la forza di resistenza della fioriera.

Al contrario, se la forza di dorsiflessione è già stata impostata e la flessione plantare non è in grado di tracciare il metronomo, fare clic su Fp 10 una volta, quindi fare clic su continua nella finestra del grafico in tempo reale. Quindi chiedi al soggetto di chiudere gli occhi e utilizzare la linea laser di riferimento dello scanner per individuare la bobina della testa e la posizione della testa del soggetto. Procedere centrando la testa del soggetto all'interno del foro dello scanner spostando il tavolo.

Istruire il soggetto che la parte dello studio relativa all'FMRI e al dispositivo a pedale sta per iniziare, come suggerito dalla finestra di dialogo dell'interfaccia utente. Istruire il soggetto a eseguire movimenti di dorsiflessione e flessione plantare. Consigliare inoltre al soggetto di seguire il metronomo visivo che appare sullo schermo.

Fare clic su OK nella finestra di dialogo delle istruzioni per avviare la sequenza FMRI. Una volta iniziato, apparirà un segno più che indica una croce di fissazione che spinge il soggetto a riposare. Segui il bersaglio utilizzando un cursore circolare aperto, dopodiché viene visualizzata la croce di fissazione e il soggetto si riposa.

Infine, spostare il tavolo e il soggetto fuori dal foro dello scanner e abbassare il tavolo. Quindi rimuovere il gruppo specchio e la parte superiore della bobina della testa. Le regioni quadrate di interesse sono state disegnate sul bordo e al centro dell'immagine rispettivamente per il rumore di fondo e i calcoli del segnale.

L'analisi statistica non ha mostrato differenze significative nel rapporto tra segnali centrali e di fondo per i test di fantoccio con dispositivi del piede inattivi e attivi. Il dispositivo a pedale non ha influito sul rapporto segnale/rumore o sulla qualità dell'immagine. Attivazioni significative sono state osservate nelle regioni M1 e SMA quando il dispositivo di caviglia era passivo, rispetto al dispositivo di caviglia eccitato al 60% della forza massima del soggetto.

Le fasi di calibrazione del paziente sono molto importanti per garantire che il display del metronomo copra il suo attuale raggio di movimento e che i livelli di forza applicati siano basati sulla forza massima esercitata possibile dal paziente. Questo ci permette di misurare le loro reali capacità piuttosto che le prestazioni non ottimali. Il nostro approccio non si limita alla riabilitazione della funzione del piede.

L'impatto di questa ricerca risiede nell'identificazione di biomarcatori di recupero cerebrale utilizzando la risonanza magnetica in combinazione con i dati clinici prima della terapia. Questo progresso migliorerà significativamente la previsione dei risultati e consentirà una pianificazione personalizzata del trattamento. I risultati positivi nei pazienti con ictus cronico possono anche portare a estensioni della copertura assicurativa per la riabilitazione a lungo termine dell'ictus, migliorando in ultima analisi la loro qualità di vita.