手のグリップの欠陥から回復する個人のリハビリテーションを評価する新しいMRI互換手誘導ロボット装置と連動した機能MRI

このプロトコルは、手のグリップの欠陥を有する患者のリハビリテーションを監視するために使用される。慢性脳卒中患者および運動障害を伴う他の神経疾患を有する患者は、この技術の恩恵を受ける可能性がある。磁気共鳴画像法は、脳の適応性の監視を可能にする。

言い換えれば、グリップ性能のリハビリテーションに応答する神経可塑性。力刺激装置の適切な修飾によってこの方法は身体の他の領域に影響を与える障害のリハビリテーションのために適用することができる。このデバイスと変更は、MR の互換性を保持する必要があります。

MRIロッドが適切に接続されており、MR室に被験者を持ち込む前に機能が検証されていることを確認することが重要です。この実験を開始する前に、まず被験者からのインフォームド・コンセントを取得し、MRIの安全性のためにそれらを徹底的にスクリーニングします。参加者にMRI禁忌がある可能性がある場合は、スキャンを続行しないでください。

セットアップを開始するには、まず磁気共鳴互換性のある手で誘導されたロボットデバイスをMRI室に持ち込み、浸透パネルの近くに置きます。次に、3/8インチの空気管をパネルの通過管に挿入し、隣接するMRIサポート室に挿入します。次に、次に、次に示すように、サポートルームのフォアセンシングケーブルとエンコーダケーブルを、貫入パネルの外部側にあるD-subコネクタに接続します。

3/8インチの空気圧チューブフィッティングを、浸透パネルから出てくるものに、インターフェイスパワーユニットの圧力調整器出口の出口に接続します。次に、4ミリメートルの空気圧チューブを、インターフェイス電源レギュレータのエアフィルタの入口にあるコンプレッサの出口に接続します。スキャナーベッドを伸ばした後、ヘッドコイルの下半分を取り付け、ボランティアを横たえさせ、腕を伸ばして快適に休み、小さなフォームパッドを使用して参加者の頭を固定します。

ボランティアの胸にコミュニケーションボールを取り付け、その使用に関する指示を提供します。また、ヘッドコイルの上部を取り付けます。今、緩やかに対応するベッドスロットを使用して、彼らの脳病変と反対の患者の側にロボットデバイスをインストールします。

その後、ボランティアの肘をテーブルの上に置いて腕を支え、デバイスハンドルを親指と人差し指の間のウェビングに移動し、ハンドルをつかむのを助けます。装置が浸透パネルからテーブルの反対側にある場合、それらは患者の上ではなくテーブルの下に通るように空気管のケーブルを置く。次に、絞りのための最も快適な位置を持つまで、デバイスを絞って押すか引き出すかをボランティアに指示します。

次に、MR互換レンチを使用してプラスチックナットを締めて、デバイスをしっかりと固定します。次に、カスタムユーザーインターフェイス刺激プログラムを実行します。圧力を最小セットアップレベルに設定してハンドルを自動的にエンドストップに押し込み、動きと力の波形の表示を検証します。

次に、力のレベルを設定し、約2秒間、2~3回完全に絞るようにボランティアに指示します。ボランティアがその力レベルでスクイーズを完了できるかどうかを観察してください。徐々に力のレベルを上げ、スクイーズを完了できないまでスクイーズの試みを繰り返します。

この測定はボランティアの最大握力として役立つ。プログラムは自動的にテスト中に使用する最大力レベルの60%40%と20%を計算します。次に、通信ボールが動作することを確認し、レーザーの位置を使用して、テーブルと参加者をスキャナのアイソ中心に移動させます。

今、ユーザインタフェースを使用して、命令と刺激画像を生成し、最初の力レベルを適用し、MRIスキャナからのトリガ信号を待つシステムを設定します。プログラムは、視覚刺激にどのように対応するかをボランティアに思い出させる一連の指示を表示します。プログラムは、スキャナーがトリガー信号を提供するのを待ってから、指示を削除し、ボランティアが焦点を当てるべき固定クロスを表示します。

fMRIスキャン獲得が始まると、視覚的メトロノームは成長し、縮小する円の形で表示されます。ボランティアは、刺激と同期してハンドルを完全に絞って解放する必要があります。休息期間は、固定十字が再び表示される間の刺激期間を分離します。

力と変位のライブプロットを観察して、力の出力と参加者のタスクのパフォーマンスを監視します。実験が完了したら、参加者はリラックスしてハンドルを手放すことができることを参加者に知らせます。最後に、一連の解剖学的スキャンを収集します。

この図は、典型的なモータタスク結果を示しています。ここでは、fMRI活性化が脳の輪郭に重ね合わされ、ボランティアの解剖学的イメージの3次元断面図に擬似色として重ね合わされていることがわかります。M1は一次運動皮質を示し、SMAは補助運動領域を示す。

この画像は、脳テンプレートでレンダリングされた擬似色のアクティブ化を示しています。このグラフは、時間の関数として力の単位で測定された実際の力の出力を示しています。出力はリアルタイムで記録されました。

白いバーは60秒の刺激と休息期間に対応しています。ここでは、活性化の単一のボクサル時間経過が示され、この画像における十字の位置にある体性感覚領域におけるボクサルから選択される。すべての被験者は、メトロノーム追跡グリップモーションを事前に実行する上で適切に訓練されなければなりません。

また、視覚刺激とMRIシーケンスの同期も重要です。このプロトコルでは、拡散テンソルイメージングを含む追加のイメージングモダリティを使用して、白物繊維路の配向と成長を検出することができ、リハビリテーションによっても変化することが予想されます。MR実験を行うことは、スキャナによって発生する強力な磁場のために危険です。

したがって、すべての被験者および実験者は、禁忌のスクリーニングを含むMR安全ガイドラインに従わなければなりません。このプロセスの開発は、脳卒中の回復が傷害後6ヶ月を超えて続くというデモンストレーションを可能にし、治療と関連する保険の払い戻しがこの時間を超えて継続されるべきであることを示唆する。