片麻痺腕の機能回復のためのロボットミラーセラピーシステム

この手順の全体的な目標は、片麻痺の腕の機能回復のためのリアルタイムロボットミラーセラピーシステムを導入することです。この方法は、高度な作業療法による片麻痺の腕の機能回復が達成可能であることを示すことにより、トランスレーショナルニューロリハビリテーション生物医学工学研究における重要な質問に答えるのに役立ちます。このロボットミラー療法の主な利点は、脳卒中患者の脳神経可塑性において非常に重要な感覚皮質への固有受容入力を強化できることです。

この方法に不慣れな人は、ソフトウェアプロトコルの開発、フレームとモーターの組み立てが複雑だったため、苦労するかもしれません。この方法のアイデアを最初に思いついたのは、片麻痺の腕が実際には動かないという制限があった従来の神経療法を観察したときでした。ロボットミラーセラピーのセンサー設定、組み立て、セットアップを学ぶのが難しいため、この方法を視覚的にデモンストレーションすることが重要です。

まず、3つの姿勢および方位基準システム、またはAHRSセンサーを入手し、USBコネクタを使用して一度に1つずつコンピューターに接続します。通信ソフトウェアを使用して、コンピューターの一般的なセンサー設定を構成します。各センサーをRS 232に設定します。

そして、COMポートを選択します。次に、ボーレートを 115, 200 ビット/秒に設定します。データビットは8ビット。

なしへのパリティ。ストップビットを1つにします。そして、フロー制御はなし。

COMポートを確認するには、左下隅にあるホームボタンをクリックします。コンピュータを右クリックし、[プロパティ]、[デバイスマネージャ]の順に選択し、[ポート]タブをクリックして展開します。通信が確立されると、ハイパーターミナルにセンサーの読み取り値が表示されます。

次に、チャネルを設定し、センサーごとに異なるIDを割り当てます。各センサーの設定、COMポートチェック、チャンネルとIDの割り当てを繰り返します。最後に、出力形式をクォータニオンとして設定します。

また、バッテリーの予備を表示するようにセンサーを設定します。エルボジョイントモーターの組み立ては、キー溝付きのカップリングボディの1つをモーターシャフトに取り付けて開始します。そして、M5六角穴付きネジを使用して固定します。

4本の10mmM5ソケットヘッドネジを使用して、エルボカップリング中空シリンダーカバーをエルボモーターに固定します。そして、第1の連結体の上に第2のバッファ結合体を置きます。次に、ボールベアリングをエルボールーフトップフレームに差し込み、4本の8mmM4ソケットヘッドネジで固定します。

次に、エルボーモーター力分散シャフトをロアエルボーサポートに差し込み、6mmのM3ソケットヘッドネジ4本で固定します。次に、上部エルボーサポートを下部エルボーサポートの上に置き、8本の12mmM3ソケットヘッドネジを使用して固定します。パーツ C を上に、パーツ B を中央に、別のカップリング ボディを下部に配置します。

それらを結合し、カップリング本体を1本の10mmM5六角穴付きネジで固定します。次に、パーツ A を 4 本の 15 mm M5 ソケットヘッド ネジでこのアセンブリの底面に取り付けます。次に、4本の10mmM4ソケットヘッドネジを使用して、リストモーターでリスト下部カップリング中空シリンダーカバーを固定します。

次に、カップリング本体をモーターシャフトに取り付けます。1本のM4六角穴付きネジで固定し、その後、上部にバッファカップリング本体を取り付けます。手首のルーフトップフレームの上に摩擦低減リングを両面テープで取り付けます。

次に、リストモーター力分散シャフトをハンドルに差し込み、4本のM2.5ソケットヘッドネジで固定します。上部に部品 F、中央に部品 E、下部にカップリング本体を結合します。カップリング本体を10mmのM4六角穴付きネジで固定します。

このアセンブリの底部に、4本の10 mm M3ソケットヘッドネジを使用して、上手首カップリング中空シリンダーカバーを追加します。次に、4本の15mmソケットヘッドネジを使用して、パーツDを手首上部カップリング中空シリンダーカバーの下部に固定します。次に、安全のためにスポンジで包んだ2つのジョイントムーブメントリミッターと、レバー付きの2つのシャフトカラーを、4本の15mmM4ソケットヘッドネジを使用して固定します。

次に、パーツGのシャフトカラーをシャフトにスライドさせ、8本の8mmM3ソケットヘッドネジを使用して、2つの通常のシャフトカラーを使用してシャフトと手首の屋上フレームを一緒に固定します。追加のシャフトカラーは、4本の15 mm M4ソケットヘッドネジを使用して、下部エルボーサポートで固定します。次に、2つのパーツを結合し、レバーで固定します。

最後に、6 本の 15 mm M4 ソケットヘッドネジを使用してサポートウォールをアセンブリに取り付け、6 本の 15 mm M6 ソケットヘッドネジを使用してテーブルスタンドを固定します。まず、AHRSセンサーをハンドル、リストフレーム、およびプラットフォームの端を参加者の健康な側に配置し、ロボットの向きと平行に位置合わせします。次に、コンピューターで治療ソフトウェアを起動します。

片側麻痺の側を選択するには、患者側のスイッチボタンをクリックします。次の関節角度制限を設定します:肘の屈曲を50度未満、肘の伸展をマイナス70度以上、手首の屈曲を80度未満、手首の伸展をマイナス60度以上に設定します。次に、エルボーモーターの速度値を0〜22.5RPMに設定します。

リストモーターの速度は0〜33RPMで、最大加速値と最大減速値も設定します。次に、すべてのAHRSセンサーをオンにします。次に、プログラムの左上隅にある矢印ボタンをクリックしてプログラムを実行します。

「名前を付けて保存」プロンプトが表示されたら、結果データのファイル名を記入して[OK]を押します。最後に、ロボットと健康なアームが初期位置にあり、両手が体から離れて互いに平行になっているときに、キャリブレーションボタンを押してセンサー値をゼロに開始します。まず、参加者に健康な腕を使って一連のミラーセラピータスクを完了することを伝えます。ホールの中のボール、サッカーゲーム、ドットトレース、カップの移動タスク。

ボールインホールタスクでは、ビリヤードのゲームと同様に、選択した穴に小さなボールを置きます。同様に、サッカーの試合では、実際のサッカーの試合のように、ドリブルして小さなボールをゴールに入れます。次に、ドットトレースのタスクでは、テーブルに貼られた番号付きのステッカーを目安に、ハンドルを番号順に繰り返し動かします。

そして、それを逆方向に戻します。最後に、カップの移動タスクでは、ハンドル付きのカップを取り、選択した場所に押します。5分が経過するまで繰り返します。

ここでは、19か月前に右大脳基底核出血を患い、ロボットミラー療法を2週間受けた患者からの結果を示しています。片麻痺の腕に関するFugl-Meyerの評価は、10回のセッション後に12から17に改善しました。さらに、肘屈筋の修正されたアシュワーススケールは、痙縮を測定するもので、グレード2から1プラスに減少しました。

また、左右のピンチパワーがゼロから3ポンドに増加しました。ロボットミラーセラピーは、一度習得すれば、適切に行えば40分で完了することができます。この手順を実行する際には、両腕の間の共時性の錯覚がミラーセラピーに不可欠であることを知っておくことが重要です。

その開発後、この手順は、脳卒中などの脳の軍団を持つ患者の固有受容感覚を強化するための高度な作業療法の効果を調査するための神経リハビリテーションの分野での研究への道を開きます。このビデオを見た後、片麻痺の腕の機能回復のためのリアルタイムロボットミラーセラピーシステムを作成し、実施する方法をよく理解しているはずです。