Een abonnement op JoVE is vereist om deze inhoud te bekijken. Log in of start vandaag met uw gratis proefperiode.

Methodenartikel

Robotic Mirror Therapy System voor functioneel herstel van Hemiplegische Arms

15.7K weergaven

⸱

DOI:

10.3791/54521

⸱

15 augustus 2016

 ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  , 

* These authors contributed equally

In dit artikel

Samenvatting

We ontwikkelden een real-time mirror robot systeem voor het functioneel herstel van de aangedane armen met behulp van automatische controle-technologie, voerden een klinische studie met gezonde proefpersonen, en vastbesloten taken via feedback van revalidatie artsen. Deze eenvoudige spiegel robot kan effectief te ergotherapie bij patiënten met een beroerte worden aangebracht met een aangedane arm.

Samenvatting

Mirror therapie is uitgevoerd volgens de effectieve ergotherapie in een klinische setting voor functioneel herstel van een aangedane arm na een beroerte. Het wordt uitgevoerd door het opwekken van een illusie door het gebruik van een spiegel alsof de aangedane arm beweegt in real-time tijdens het verplaatsen van de gezonde arm. Het kan de hersenen neuroplasticiteit te vergemakkelijken door middel van de activering van de sensomotorische cortex. Echter, conventionele spiegeltherapie een kritische beperking dat de hemiplegische arm eigenlijk beweegt. Aldus hebben we een real-time 2-assige robot mirror systeem als eenvoudige uitbreidingsmodule conventionele spiegeltherapie met een gesloten feedbackmechanisme met real-time beweging van de hemiplegische arm mogelijk maakt. We gebruikten 3 Attitude and Heading Reference System sensoren, 2 borstelloze DC-motoren voor de elleboog en pols gewrichten en exoskeletal frames. In een haalbaarheidsstudie op 6 gezonde proefpersonen, robotachtig spiegel therapie was veilig en haalbaar is. We verder geselecteerde taken die bruikbaar zijn voor activiteiten van daily levende training door middel van feedback van revalidatie artsen. Een CVA patiënt toonden verbetering in de Fugl-Meyer beoordelingsschaal en elleboog flexiespasticiteit na 2 weken toepassing van de spiegel robotsysteem. Robot spiegeltherapie kan proprioceptieve ingang vergroten om de sensorische cortex, die wordt belangrijk geacht neuroplasticiteit en functioneel herstel van hemiplegische behandelgroepen. De spiegel robotsysteem document kan gemakkelijk worden ontwikkeld en effectief gebruikt om ergotherapie te bevorderen.

Inleiding

Voor patiënten met een beroerte, disfunctie van een aangedane arm heeft verzwakkende effect. De mogelijkheid om activiteiten uit te voeren met twee handen is van essentieel belang voor het dagelijks leven, maar functioneel tekort van een aangedane arm blijft vaak zelfs een paar jaar na het begin van de beroerte. Tussen de verschillende opleidingen in het ziekenhuis, een oefening om het bereik van de beweging of passieve herhaling te verhogen van eenvoudige taken hebben weinig effect op functioneel herstel van een aangedane arm. Om deze reden heeft de opleiding van zinvolle taken met betrekking tot de activiteiten van het dagelijks leven (ADL) is toegepast op ergother....

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Protocol

Alle procedures werden beoordeeld en goedgekeurd door de Institutional Review Board van Seoul National University Hospital goedgekeurd.

1. Mirror Therapy Taken

  1. Voorbeelden van 2-dimensionale spiegeltherapie taken (figuur 3)
    1. Vrij bewegen de gezonde arm, terwijl in de spiegel kijken ongeveer 5 minuten voor de warming-up.
      OPMERKING: Men kan een metronoom gebruiken zodat de patiënt de beweging van het gezonde arm op ritmische wijze kan uitoefenen.
    2. Op gezonde kant, dribbelen en plaats een kleine bal in het gekozen gat vergelijkbaar met biljart voor ongeveer 5 min ( "Bal in gaten" taak). Dribbelen en plaats een ....

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Resultaten

Zes gezonde proefpersonen voerden een "pen markering taak" (aanraken van de twee kleine platen afwisselend met een pen bevestigd aan de gezonde kant zie figuur 17) 10 keer die werd gemiddeld 106 sec per vak. Geen bijwerking werd waargenomen, en robotica spiegel therapie werd bewezen haalbaar.

Bovendien is een klinische studie betreffende herstel artsen uitgevoerd. We hadden gevraagd om deskundige adv.......

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Discussie

Het primaire doel van dit onderzoek was om een ​​real-time mirror robotsysteem voor functioneel herstel van een hemiplegische arm een ​​automatisch regelalgoritme ontwikkelen. Het effect van robot-ondersteunde therapie op de lange termijn herstel van de bovenste ledematen impairment na een beroerte werd gunstig bewezen in eerdere studies 12, en verschillende soorten arm robots zijn ingevoerd 13-20. Echter, eerdere studies van bovenste lidmaat robots die bilaterale armbeweging gerealiseerd toegepast.......

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Openbaarmakingen

De auteurs hebben niets te onthullen.

Dankbetuigingen

Dit werk werd ondersteund door de Brain Fusion Programma van Seoul National University (800-20120444) en het Interdisciplinary Research Initiatives Program van College of Engineering en College of Medicine, Seoul National University (800-20150090).

....

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Materialen

Lijst van materialen gebruikt in dit artikel
NaamBedrijfCatalogusnummerOpmerkingen
LabVIEWNational InstrumentsSysteemontwerpsoftware
24 V voedingXP PowerMHP1000PS24 24VElke 24 V voeding is voldoende
AHRS-sensorontvangerE2boxEBRF24GRCV
AHRS-sensorenE2boxEBIMU-9DOFV2U hebt in totaal 3 sensoren nodig. Elke AHRS-sensoren zijn voldoende
EC90 platte motormoduleMaxon323772 + 223094 + 453231Elke tandwieloverbrenging met meer dan 30 Nm is voldoende. (Voor onze op maat gemaakte onderdelen hebt u deze specifieke platte motor en tandwieloverbrenging nodig, maar de overbrengingsverhouding en encoder kunnen variëren) 
EC45 platte motormoduleMaxon397172Elke tandwieloverbrenging met meer dan 10 Nm is voldoende (Voor onze op maat gemaakte onderdelen moet u dezelfde tandwieloverbrenging gebruiken, maar de overbrengingsverhouding, motor en encoder kunnen variëren)
EPOS2 70/10 controllerMaxon375711Dit kan worden vervangen door EPOS 24/5 controller
EPOS2 24/5 controllerMaxon367676
Connector- en kabelsetMaxon381405 + 384915 + 275934 + 354045Je kunt deze kabels ook maken. Connectors en bijbehorende draadinformatie zijn te vinden in "300583-Hardware-Reference-En.pdf" en "300583-Cable-Starting-Set-En.pdf"
Koppeling- Oldham, stelschroeftypeMisumiMCORK30-10-12Type kan variëren
Koppeling- Hoge stijfheid, Oldham,
Stelschroeftype
MisumiMCOGRK34-12-12Type kan variëren
AsmanchettenMisumiSCWDM10-B  U hebt 4 sets nodig
AsmanchettenMisumiSDBJ10-8Je hebt 2 sets nodig
Precisie-lineaire asMisumi PSSFG10-200Elke rechte as met een diameter van 10 mm en een lengte van minimaal 200 mm is voldoende 
Lagering met huisvestingMisumiBGRAB6801ZZ
Elboog motorkrachtverspreidingsas op maat gemaakt3D CAD 
Onderste elboogondersteuningop maat gemaaktOnderdeeltekening
Elboog dakframeop maat gemaaktOnderdeeltekening
Ondersteunende muurop maat gemaaktOnderdeeltekeningJe hebt 2 frames nodig.
Elboogkoppeling holle cilinderdeksel op maat gemaaktOnderdeeltekening
Polsmotorkrachtverspreidingsasop maat gemaaktOnderdeeltekening
Polsdakframeop maat gemaaktOnderdeeltekening
Bovenste polskoppeling holle cilinderdekselop maat gemaaktOnderdeeltekening
Onderste polskoppeling holle cilinderdekselop maat gemaaktOnderdeeltekening
Gewrichtsbewegingsbegrenzerop maat gemaaktOnderdeeltekening
Handgreep3D gedruktOnderdeeltekening
Bovenste elboogondersteuning3D gedruktOnderdeeltekening
Wrijvingsverminderende ring3D gedruktOnderdeeltekening
Acrylen spiegelop maat gesneden met laserOnderdeeltekening
Tafelop maat gemaaktOnderdeeltekening
Siliconen spons
DOF-begrenzer3D gedruktOnderdeeltekening
DOF-begrenzerdeksel3D gedruktOnderdeeltekening
Healthyarm-handgreep3D gedruktOnderdeeltekening
Balkrollen - PerspasMisumiBCHA18
Doelpost3D gedruktOnderdeeltekening
Cirkelspoor3D gedruktOnderdeeltekening
Geschoven assistent3D gedruktOnderdeeltekeningOptioneel
Gebogen assistent3D gedruktOnderdeeltekeningOptioneel
Vlakke assistent3D gedruktOnderdeeltekeningOptioneel
Taakbordop maat gesneden met laserOnderdeeltekening

Referenties

  1. Hamzei, F., et al. Functional plasticity induced by mirror training: the mirror as the element connecting both hands to one hemisphere. Neurorehabil Neural Repair. 26 (5), 484-496 (2012).
  2. Thieme, H., Mehrholz, J., Pohl, M., Behrens, J., Dohle, C.

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Herprints en machtigingen

Meer artikelen verkennen

Herstel van hemiplegische armAHRS-sensorenborstelloze DC-motorenexoskeletframesFugl-Meyer-beoordelingspasticiteit van de elleboogbuigerproprioceptieve inputsensorimotorische cortexrevalidatie na beroerte