Name: Het trainen van personen met Spinal Cord Injury om ambulate gebruik van een elektrische Exoskeleton (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-06-16T14:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 46 s
Description: Leer een gestandaardiseerd trainingsprogramma voor personen met ruggenmergletsel om te lopen met een elektrisch exoskelet. Deze methode verbetert balans, gewichtsverplaatsing en mobiliteit op verschillende oppervlakken.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

De steun voor dit werk werd verkregen door het VA Rehabilitation Research & Development National Center of Excellence voor de medische gevolgen van ruggenmergletsel (VA RR&D #B9212C). Twee van de vier aangedreven exoskeletapparaten werden gebruikt op basis van leenbasis zonder kosten van ReWalk Robotics, Inc. (Marlborough, Massachusetts). Bovendien verkreeg een deel van de deelnemers orthopedische schoenen die werden gedoneerd door Aetrex Worldwide Inc. (Teaneck, New Jersey).
De assistentie van Denis Doyle-Green was van onschatbare waarde tijdens het trainingsprogramma en daarvoor danken wij hem. We willen ook de fysiotherapeuten van de Rehabilitation and Spinal Cord Injury Services in het James J. Peters VA Medical Center bedanken voor hun advies en consultaties.

De auteurs hebben niets te onthullen.

Gedurende de afgelopen vijf jaar heeft onze fractie een succesvolle screening en opleiding voor de deelnemers aan het type aangedreven exoskeleton dat krukken nodig te gebruiken ontwikkeld. We hebben opgeleide personen met motor volledige verlamming en met onvolledige verlamming. Deze omvat het potentieel om te worden gemodificeerd en uitgebouwd worden met extra voorzieningen die het gebruik van krukken of nieuwere versies van de bestaande apparaten vereisen. Standaardisatie van een trainingsprogramma is belangrijk participant veiligheid, succesvol gebruik van het apparaat te verzekeren personeelsbezetting te identificeren en om consistente resultaten te verkrijgen. Kernpunten in een goede opleiding onder andere geschikte kandidaat selectie, een goede montage van het apparaat, de juiste vaardigheden progressie, en het verlenen van bijstand op de schouders of op een gebied met intact sensatie om de gebruiker in staat om de vereiste kracht en beweging te herkennen, het bevorderen van aanpassing van hun bewegingen tijdensde verdere intensivering acties. Het is belangrijk om deze strategische dans tussen de trainer en de gebruiker te oefenen met het oog op trainer steun te minimaliseren, waardoor de gebruiker gain deskundigheid en onafhankelijkheid in het apparaat te helpen. Trainers moeten vermijden assisteren onder het niveau van de sensatie van de deelnemer, omdat deze actie resultaten in moeilijkheden in de verzelfstandiging in het exoskelet. Een ander belangrijk punt om te verbeteren wandelen vaardigheid is aan de deelnemer uit te dagen met het lopen op verschillende ondergronden en in verschillende omgevingen. Deelnemers waarnemen lopen binnenshuis en op vlakke / gladde oppervlakken in het medisch centrum te makkelijker dan ambulating op een tapijt op de vloer zijn. Wandelen op vloerbedekking, op zijn beurt, is naar verluidt gemakkelijker dan lopen buiten op oneffen oppervlakken zoals beton of asfalt zijn. Rondlopen en verschillende helling hellingen dwingen de deelnemer om hun wandel strategie aan te passen omdat de methode van het gewicht verschuiving wordt meer uitdagend als gevolg van de veranderde zwaartepunt presented door de helling. Al deze uitdagende omgevingen worden vaak aangetroffen binnen de gemeenschap en zijn daarom van groot belang om te oefenen in een gecontroleerde omgeving om de deelnemers goed voor te bereiden. Er zijn verschillende meldingen bij personen met een dwarslaesie die hebben geleerd om een aangedreven exoskeleton gebruiken om veilig bovengronds 16-19,21,36 ambulate geweest. Veel van de deelnemers aan deze rapporten had weinig tot geen residuele functie of gevoel in de onderste ledematen. Geen ernstige bijwerkingen werden gemeld uit deze studies en de apparaten werden veilig te gebruiken met de juiste opleiding wordt geacht. De bijwerkingen gemeld opgenomen schaafwonden, blauwe plekken of roodheid van de huid, en vermoeidheid van de bovenste ledematen, vooral tijdens de eerste trainingen 16,19,36. Er werd opgemerkt dat bij voortzetting van de training, de deelnemers merkte een vermindering van de bovenste ledematen vermoeidheid en schaafwonden snel opgelost met een betere plaatsing van het apparaat. Futuur bloedingen en roodheid vermeden met instelling van de banden en strategische plaatsing van extra padding rondom het getroffen gebied. Vaardigheid in het gebruik van de inrichting wordt bepaald door het vermogen om sneller ambulant snelheden, verlaagde bijstand en veilige ambulation in verschillende omgevingen te bereiken. Voorafgaand meldingen van loopvermogen toonde aan dat degenen die meer onafhankelijk waren sneller dan degenen die hulp nodig hadden zouden ambulate. Een rapport van Van Hedel et al gecategoriseerd wandelaars als &quot;bijgestaan ​​walkers &#39;als ze konden ambulate met een minimale snelheid van 0,44 ± 0,14 m / sec.; een snelheid in verband met degenen die ervoor gekozen om buiten te lopen met steun dan met behulp van hun rolstoel 42. Dit loopsnelheid is vergelijkbaar met de 0,40 m / sec snelheid van de beperkte gemeenschap ambulators gerapporteerd bij personen met een CVA. 43 Hoewel slechts enkele studies ambulation snelheid en bijstandsniveau bericht over het gebruik robot exoskeletons deze studies bleek dat veel deelnemers konden de in deze eerdere verslagen genoemde 0,40 m / sec loopsnelheid bereiken. Een verslag met behulp van een aangedreven exoskeleton bleek dat 7 van de 12 deelnemers waren in staat om sneller dan 0.40 m / sec 18 ambulate. Een ander onderzoek met een andere aangedreven exoskeleton in staat was om te illustreren 6 van 16 deelnemers succesvol ambulating groter is dan 0,40 m / sec 36. Hoewel rapporten met behulp van een derde aangedreven exoskeleton hebben niet aangetoond lopen met een snelheid van 0,40 m / sec 22,44, kunnen toekomstige verslagen tonen verhoogd wandelen snelheden met verdere opleiding en / of aanpassingen in dat apparaat. Tot nu toe zijn alle studies met behulp van aangedreven exoskeletons hebben gemeld hen die dit nodig een grotere mate van assistentie liep bij lagere snelheden. Een gedachte besproken in deze rapporten is dat sommige van de deelnemers niet ambulate boven de 0,40 m / sec snelheid, konden ze ambulate op het niveau van &quot;controle&quot; zoals gedefinieerd in de FIM schaal. Deze rapporten suggereren dat aanvullende training of aanpassingen aan de inrichtingen, ambulation deze hogere snelheden kunnen worden bereikt. Energiekost gemeten door zuurstofconsumptie aangetoond worden verhoogd met exoskeletal geassisteerde lopen, maar niet boven de drempel die onnodig vermoeiend. Acht deelnemers die in de aangedreven exoskeleton ambulated tegen een gemiddelde snelheid van 0,22 ± 0,11 m / sec aangetoond lopen zuurstofverbruik van 11,2 ± 1,7 ml / kg / min en de hartslag van 118 ± 21 bmp (48% ± 16% hartslag reserve ), die beide een aanzienlijke toename van zitten en staan ​​17, maar aanzienlijk lager dan de maximum voorspelde waarden. Een ander rapport met een andere aangedreven exoskeleton, geëvalueerd zuurstofverbruik in 5 deelnemers gedurende 2 periodes van het lopen en gerapporteerd 9,5 ± 0,8 ml / kg / min bij het lopen op 0,19 ± 0,01 m / sec en 11,5 ± 1,4 ml / kg / min bij het lopen op 0.277; 0,05 m / sec 21. Beide studies toonden aan dat ambulante deelnemers bij een gematigde intensiteit boven de minimale training intensiteitsdrempel bepaald door het American College of Sports Medicine waren effectief voor cardiorespiratoire voordelen 45. Dit suggereert dat deze apparaten hebben het potentieel om te worden gebruikt voor langere tijd, die een vorm van activiteit die bij regelmatig uitgevoerd worden naar verwachting leiden tot verbeteringen van de gebruiker fitness, lichaamssamenstelling en lipidenprofiel. De aangedreven exoskeletons bieden een vorm van gemodificeerde onafhankelijkheid (niveau zes zoals gedefinieerd door de FIM) voor staan ​​en bovengrondse ambulation voor personen met de bovenste ledematen. Andere apparatuur kan ontworpen ambulate bij hogere snelheden, of een groter vermogen om de gewenste ambulation snelheid variëren. Future exoskeletons kan ook worden ontworpen voor mensen met een beperkte hand en arm functie (zoals die met tetraplegie) door maintaining balans van de gebruiker met extra rompsteun en het verstrekken van een ander mechanisme dan met een steunpilaar voor het behoud van evenwicht. De vooruitgang in de hersenen controle kan één dag beschikbaar om te worden opgenomen om de loopbeweging 20 beheersen. Binnen dit nieuwe terrein, kan de basisopleiding concepten die van toepassing zijn op de huidige en toekomstige aangedreven exoskeletten zijn, maar moet worden afgestemd op de gebruiker en het exoskelet wordt gebruikt. Gestandaardiseerde opleiding strategieën worden momenteel gebruikt voor een succesvolle deelnemer-exoskeletal bijgestaan ​​wandelen; toekomstige wijzigingen van deze apparaten kunnen aanpassingen aan de training paradigma nodig. Lesgeven gekwalificeerde SCI beroepsbeoefenaars in de gezondheidszorg om adequaat te trainen mensen met een dwarslaesie te voeren exoskeletal ondersteunde lopen is nodig voor de voortzetting van het gebruik en het voorschrijven van deze apparaten. De toekomst is helder voor deze apparaten; het gebruik van aangedreven exoskeletten door personen met een dwarslaesie zou worden gewerkt door t gewordenhij opzetten van opleidingen in de medische en revalidatiecentra in de hele wereld. Bovendien kunnen toekomstig onderzoek blijkt dat regelmatige exoskeletal ondersteunde voet verbetert veel secundaire medische complicaties die zijn geassocieerd met immobiliteit en verlamming van ruggenmergletsel.

Veel mensen met ruggenmergletsel (SCI) niet kunnen staan ​​en ambulate met of zonder het gebruik van een hulpmiddel of lichamelijke hulp. Al eeuwenlang heeft de enige mobiliteit optie voor mensen met een ernstige SCI de rolstoel 1 geweest. In de afgelopen decennia hebben mensen met een dwarslaesie de mogelijkheid om hun mobiliteit door het gebruik van passieve orthesen vullen had, zoals een verscheidenheid aan heen en weer bewegende gang orthese (RGO) 2-7. Deze apparaten hebben echter niet vaker gebruikt worden vanwege de fysieke inspanning vereist door de gebruiker ambulate met deze inrichtingen. De RGOs hebben ook beperkingen in het vermogen om trappen te lopen, opstaan ​​en gaan zitten 3,7. Pogingen zijn gedaan om de doelmatigheid van deze inrichtingen te verbeteren door het opnemen van functionele elektrische stimulatie (FES) voor de overbrenging van stroom en helpt de voorwaartse beweging van die extremiteit vergemakkelijken; echter, zijn deze inspanningen niet verder gekomen dan concepten of prototypes 8-12.In de jaren 1970 werden motoren samengebouwd met een orthese om de beweging van de heup en kniegewrichten aandrijven en succesvol in zodat een persoon met SCI maatregelen te 13 nemen is. Echter, onvoldoende batterij en de computer technologie van de tijd beperkte het bereik van het toestel, en de verdere ontwikkeling werd verlaten 10,13. Met de recente technologische vooruitgang, hebben een aantal aangedreven exoskeletten ontwikkeld om mensen met verschillende aandoeningen in staat stellen om bovengronds ambulate. Deze aangedreven exoskeleton apparaten zijn bestudeerd bij personen met een beroerte 14,15, personen met complete en incomplete SCI 16-24, en andere personen met een handicap veroorzaken van verminderde controle over hun onderste ledematen 25-27. Hoewel de apparaten verschillen, elk vereist opleiding en praktijk door de gebruiker voor een veilige prestaties. Drie van het gerefereerde inrichtingen vereisen het gebruik van krukken ambulate en evenwicht. De vierde handhaaft BALANCe en stabiliteit vanwege de grote voetplaat en massa het draagvlak vergroot en verlaagt het zwaartepunt 20. De drie apparaten vereisen crutching gebruik van dezelfde principes hoewel er enkele verschillen met de mechanica en methoden om de gewenste acties door verschillen in het ontwerp van de apparatuur. Een trainingsprogramma werd ontwikkeld aan de James J. Peters VA Medical Center (JJPVAMC), Bronx, NY door een groep onderzoekers, bestaande uit een biomedisch ingenieur, fysioloog, physiatrist, inspanningsfysioloog, neuroloog en fysiotherapeuten. Het trainingsprogramma werd ontwikkeld met één specifieke aangedreven exoskeleton eerder beschreven 17,18, maar het bevat sets van vaardigheden die van toepassing zijn op andere aangedreven exoskeletons die een set van krukken nodig om de balans te handhaven. Alle potentiële deelnemers werden gescreend voorafgaand aan deelname aan het progressieve trainingsprogramma. Het belang vanscreening bij personen met SCI is het ontbreken van indiceerd medische complicaties die het veilig gebruik van deze apparaten kan remmen waarborgen. Een punt van zorg is lage botmineraaldichtheid (BMD). Personen met een dwarslaesie lijdt dramatisch botverlies onmiddellijk na het letsel 28,29 die kunnen blijven hun hele leven 30. Het verlies van BMD resulteert in een verhoogd risico op botbreuken. Momenteel is er geen effectieve behandeling om botverlies te beperken voor die met volledige motor SCI. Bovendien heeft een vastgestelde breuk drempel voor personen met SCI niet, maar pogingen zijn gedaan om criteria als leidraad 31-33 kan worden gebruikt samen met klinische beoordeling en fracturen geschiedenis identificeren. Andere veel voorkomende contra-indicaties kunnen worden behandeld en opgelost, zoals een beperkte range of motion (ROM) 34 en decubitus 35. Elk van de verschillende aangedreven exoskelet kunnen verschillende bijstandverleningsvoorwaarden, zoals ROM criteria vereisen een candi zijndatum aan de inrichting, waarvan de meeste zijn beschreven 17-19,21,22,36 gebruiken. Zodra een persoon heeft met succes alle van de screening criteria, het aanbrengen van de inrichting aan de gebruiker en de training kan overgaan. Juiste montage van de inrichting belangrijk ongepast contact van de onderste ledematen met het exoskelet vermijden omdat slechte installatie kan leiden tot blauwe plekken en / of schaafwonden 16. Gebruikers kunnen een beperkte of geen onderste extremiteit gevoel en propriocepsis; dit gebrek aan sensorische en tactiele terugkoppeling uit de voeten kan bijdragen tot een algemeen gebrek aan bewustzijn van het zwaartepunt, het vertragen van het vermogen van de gebruiker om het apparaat te beheersen. Dit gebrek aan bewustzijn van het zwaartepunt kan ook leiden tot problemen met geschikte gewichtsverplaatsing zoals moeilijkheden bij het vaststellen van de omvang van de voorwaartse en zijwaartse noodzakelijke verschuiven tijdens de loopcyclus en oneigenlijk getimed gewichtsverplaatsing, waardoor overmatig gebruik van gewichtdragende op dearmen en krukken voor het evenwicht onderhoud. Zodra de basis mechanismen van de balans staan ​​en het gewicht verschuiving worden verworven, wordt de gebruiker geleerd om te wandelen in het apparaat. Meerdere sessies zijn nodig om te wandelen en andere mobiliteitshulpmiddelen vaardigheden te verbeteren. Aanvankelijk oppervlakken die vlak en glad in het medisch centrum zijn, worden gebruikt voor de opleiding. Echter, met een verbeterde skill level, wordt de gebruiker uitgedaagd met stapsgewijs meer moeilijke taken door de invoering van verschillende wandel- oppervlakten zoals tapijt, asfalt, beton, gras, en unleveled oppervlakken met verschillende graden van hellingen. Het doel van dit manuscript is om de screening criteria, een goede pasvorm en opleiding procedures te melden voor het gebruik van een aangedreven exoskelet voor bovengrondse wandelen. Dit programma is ontwikkeld voor een specifiek apparaat, beschreven door anderen 16-18, maar richt aspecten en uitdagingen die gemeenschappelijk zijn voor het personeel trainers en personen met SCI die deelnemen aan exoskeletal-assisted lopen programma&#39;s die een ander aangedreven exoskeleton mag gebruiken. Bepaalde aspecten van dit protocol zijn specifiek voor het apparaat dat wordt gebruikt bij de JJPVAMC. Bovendien kunnen sommige van de componenten van het trainingsprogramma zijn ontwikkeld door de productie die oriëntatie van de apparaatonderdelen, richtlijnen voor een goede pasvorm en basic staan ​​en zitten vaardigheid instructies omvat. De onderzoekers van het JJPVAMC ontwikkeld alle trainingsactiviteiten uitgevoerd zodra de gebruiker is het opstaan. Deze omvatten verbetering van de staande en zittende training instructies, staand evenwicht vaardigheden, indoor walking progressie vaardigheden, buiten lopen progressie vaardigheden, en andere mobiliteitshulpmiddelen taken voor het bereiken, stoppen, draaien, en verschillende soorten van de deur / drempel navigatie.

<table><tbody><tr><td>Aangedreven Exoskelet zoals ReWalk Ekso REX en Indego etc.</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Loft strand Krukken</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Comfortabele sneakers</td><td></td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

het trainen van personen met spinal cord injury om ambulate gebruik van een elektrische exoskeleton

Training Persons with Spinal Cord Injury to Ambulate Using a Powered Exoskeleton

Aangedreven exoskeletten zijn beschikbaar geworden voor bovengrondse ambulate voor personen met verlamming als gevolg van ruggenmergletsel (SCI) die een intacte functie van de bovenste ledematen hebben en in staat zijn om rechtopstaande balans te behouden met behulp van krukken. Om in een exoskelet te ambulate, moet de gebruiker de vaardigheid verwerven om de balans te behouden tijdens het staan, zitten en het geschikt verschuiven van gewicht bij elke stap. Dit kan een uitdagende taak zijn voor degenen met tekorten in gevoel en proprioceptie in hun onderste ledematen. Dit manuscript beschrijft screeningcriteria en een trainingsprogramma ontwikkeld bij het James J. Peters VA Medisch Centrum, Bronx, NY om gebruikers de vaardigheden te leren die nodig zijn om deze apparaten te gebruiken in institutionele, thuis of gemeenschaps omgevingen. Voordat de training kan beginnen, worden potentiële gebruikers gescreend op een geschikte bewegingsbereik van de heup-, kniegewrichten en enkel. Personen met SCI lopen een verhoogd risico op het oplopen van fracturen van de onderste ledematen, zelfs met minimale spanning of trauma, daarom wordt een botmineraaldichtheidsbeoordeling uitgevoerd om het risico op fracturen te verminderen. Ook wordt als onderdeel van de screening een lichamelijk onderzoek uitgevoerd om aanvullende gezondheidsgerelateerde contra-indicaties te identificeren.
Zodra de persoon alle screeningvereisten met succes heeft doorstaan, mag hij/zij beginnen met het trainingsprogramma. Het apparaat wordt correct aangepast om op de gebruiker te passen. Een reeks statische en dynamische evenwichtstaken worden onderwezen en uitgevoerd door de gebruiker voordat wordt geleerd om te lopen. De persoon wordt geleerd om te ambulate in verschillende omgevingen variërend van binnenniveauoppervlakken tot buitenshuis over oneffen of veranderende oppervlakken. Zodra de persoon bekwaam genoeg is om een kandidaat te zijn voor thuisgebruik met het exoskelet, wordt de gebruiker vervolgens verplicht om een begeleidende wandelaar aan te wijzen die naast hen zal trainen. Samen moet het paar de vaardigheid aantonen om verschillende geavanceerde taken uit te voeren om toestemming te krijgen om het exoskelet in hun thuis-/gemeenschapsomgeving te gebruiken.

De volgende metingen worden verkregen tijdens de training. Twee handen en een hand kruk evenwicht vaardigheden elk beoordeeld op 1 min als &quot;able&quot; of &quot;niet kunnen&quot; naar evenwicht (figuur 2) te handhaven. Wandelen assessments voor tijd en afstand worden verkregen gedurende de trainingen met behulp van de 6MWT, 10MWT en de sleepboot. Exoskeletal ondersteunde lopen op veel voorkomende oppervlakken binnenshuis getest (figuur 3 en 4) als buiten (figuren 5-6). Andere mobiliteit vaardigheden zoals het navigeren deuren (figuren 7 en 8), te bereiken over het hoofd in een kast (figuur 9) en buiten zitten op een bankje in het park (figuur 10) worden beoordeeld als &quot;staat&quot; uit te voeren of &quot;niet in staat&quot; om te presteren . Gemiddeld lopen versnelt tijdens de 10MWT in 10 sesie gedurende de eerste 60 sessies zijn weergegeven (Figuur 11). Deze grafiek toont de deelnemers hebben verschillende eerste mogelijkheid om de aangedreven exoskeleton en variërende tarieven van de verbetering gebruik onder de gebruikers. De gemiddelde ± standaardafwijking van de helling van de best passende lijn is 0,0048 ± 0,004 m / sec en waarden varieerden 0,00026-0,015 m / sec. Dit geeft aan dat, hoewel elke deelnemer een variabele rente verbeterde ze liepen een gemiddelde van 0,0048 m / sec sneller elke sessie. De gemiddelde ± standaardafwijking van het best passende intercept is 0,16 ± 1,8 m / sec en de waarden varieerde van -0,026 tot 0,50 m / sec. Dit geeft aan dat gemiddeld deelnemers hebben een gemiddelde aanvankelijke snelheid van 0,16 m / sec; met een aantal deelnemers die vrijwel geen mogelijkheid om ambulate en anderen hebben een zeer goed vermogen in het begin van de training. Trainer hulp invloed op de prestaties; degenen die een hoger niveau van assistan nodigce lopen langzamer dan degenen die meer bedreven en onafhankelijk in het gebruik van het systeem 18. De drie looptest metingen, hoewel vergelijkbaar, bieden verschillende vaardigheid informatie. De 10MWT geeft een indicatie van de beste inspanning voor snelheid (m / sec), dat de gebruiker kan ambulate in het apparaat. De 6MWT afstand, wanneer omgezet in snelheid in m / sec, zorgt voor een gemiddelde loopsnelheid en is een indicatie van de consistentie van wandelen in het exoskelet. Daar blijft de timer wanneer de gebruiker per ongeluk stopt lopen, de snelheid van een 6MWT die dichter bij de beste poging 10MWT geeft aan dat de persoon had consistente lopen en minder stops. De sleepboot vereist veel vaardigheden om te worden uitgevoerd in opeenvolgende combinatie. De sleepboot is een maat voor de totale capaciteit van de persoon op te nemen opstaan, lopen, draaien, stoppen en zitten in de aangedreven exoskeleton. Een overzicht van de 6MWT, 10MWT en de sleepboot metingen zijn eerder beschreven door Yang 1<html> 8 en worden weergegeven in Tabel 1 samen met de patiënt demografische gegevens van de deelnemers. <img alt="Figuur 1" src="/files/ftp_upload/54071/54071fig1.jpg" /> Figuur 1. Twee handen kruk balans. Deze figuur toont een persoon stilstaan ​​en balanceren met beide krukken. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/54071/54071fig1large.jpg" target="_blank">Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.</a> <img alt="Figuur 2" src="/files/ftp_upload/54071/54071fig2.jpg" /> Figuur 2. Een hand kruk balans. Deze figuur toont een persoon stilstaan ​​en balanceren met slechts 1 kruk. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/54071/54071fig2large.jpg" target="_blank">Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.</a> ove_content &quot;fo: keep-together.within-page =&quot; 1 &quot;&gt; <img alt="figuur 3" src="/files/ftp_upload/54071/54071fig3.jpg" /> Figuur 3. Het lopen binnen op een glad oppervlak. Deze figuur toont een persoon lopen binnen op een vlakke ondergrond. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/54071/54071fig3large.jpg" target="_blank">Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.</a> <img alt="figuur 4" src="/files/ftp_upload/54071/54071fig4.jpg" /> Figuur 4. Het lopen op tapijt. Deze figuur toont een persoon lopen binnen op een dik tapijt. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/54071/54071fig4large.jpg" target="_blank">Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.</a> <img alt="figuur 5" src="/files/ftp_upload/54071/54071fig5.jpg" /> Figuur 5. </stro<html> ng&gt; Walking buiten op gras. Deze figuur toont een persoon lopen buiten op het gras. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/54071/54071fig5large.jpg" target="_blank">Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.</a> <img alt="figuur 6" src="/files/ftp_upload/54071/54071fig6.jpg" /> Figuur 6. Wandelen op hellingen. Deze figuur toont een persoon lopen buiten in een stoeprand uitsparing. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/54071/54071fig6large.jpg" target="_blank">Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.</a> <img alt="figuur 7" src="/files/ftp_upload/54071/54071fig7.jpg" /> Figuur 7. Navigeren in een lift. Deze figuur toont een persoon lopen van een getimede deur instelling zoals een liftdeur.jove.com/files/ftp_upload/54071/54071fig7large.jpg &quot;target =&quot; _ blank &quot;&gt; Klik hier om een ​​grotere versie van deze figuur te bekijken. <img alt="Figuur 8" src="/files/ftp_upload/54071/54071fig8.jpg" /> Figuur 8. Het opstappen van een draaideur. Deze figuur toont een persoon lopen van een draaideur. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/54071/54071fig8large.jpg" target="_blank">Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.</a> <img alt="figuur 9" src="/files/ftp_upload/54071/54071fig9.jpg" /> Figuur 9. Overhead kabinet en aanrecht bereiken. Deze figuur toont een persoon eruit halen van een overhead kast. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/54071/54071fig9large.jpg" target="_blank">Klik hier om een grotere versie van deze Figu bekijken</a><html> opnieuw. <img alt="figuur 10" src="/files/ftp_upload/54071/54071fig10.jpg" /> Figuur 10. Buiten zitten op een bankje in het park. Deze figuur toont een persoon buiten zitten op een bankje in het park. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/54071/54071fig10large.jpg" target="_blank">Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.</a> <img alt="figuur 11" src="/files/ftp_upload/54071/54071fig11.jpg" /> Figuur 11. Averaged Tien-sessie 10MWT Snelheden. De gegevens toont de 10MWT snelheden voor de eerste 60 sessies van de opleiding gemiddeld met tien sessie intervallen. De x-as worden de sessies en de y-as wordt de gemiddelde snelheid (m / sec) berekend uit de 10MWT resultaat verkregen bij de deelnemers trainingssessie. Een lineaire beste fit lijn werd gelegd op de resultaten van elke deelnemer.= &quot;Https://www.jove.com/files/ftp_upload/54071/54071fig11large.jpg&quot; target = &quot;_ blank&quot;&gt; Klik hier om een ​​grotere versie van deze figuur te bekijken. <table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody><tr><td colspan="8"> demografische kenmerken </td><td colspan="7"> Walk Tests (WT) en de Niveaus van bijstand (LOA) </td></tr><tr><td rowspan="2"> SID </td><td rowspan="2"> Leeftijd (y) </td><td rowspan="2"> ht (cm) </td><td rowspan="2"> wt (kg) </td><td rowspan="2"> Geslacht </td><td rowspan="2"> DOI (y) </td><td rowspan="2"> LOI </td><td rowspan="2"> AIS </td><td colspan="2"> 10 m WT </td><td colspan="2"> 6-min WT </td><td> SLEEPBOOT </td><td rowspan="2"&gt; (LOA) </td><td rowspan="2"> Assessment ment Session </td></tr><tr><td> (sec) </td><td> (m / sec) </td><td> (m) </td><td> (m / sec) </td><td> (sec) </td></tr><tr><td> 1 </td><td> 34 </td><td> 173 </td><td> 66.7 </td><td> Mannetje </td><td> 9 </td><td> T4 </td><td> B </td><td> 39 </td><td> 0.26 </td><td> 90 </td><td> 0.25 </td><td> 83 </td><td> min </td><td> 89 </td></tr><tr><td> 2 </td><td> 48 </td><td> 168 </td><td> 68 </td><td> Mannetje </td><td> 4 </td><td> T10 </td><td> EEN </td><td> 62 </td><td> 0.16 </td><td> 51 </td><td> 0.14 </td><td> NP </td><td> min </td><td> 18 </td></tr><tr><td> 3 </td><td> 44 </td><td> 183 </td><td> 77.1 </td><td> Mannetje </td><td> 4.5 </td><td> T4 </td><td> EEN </td><td> 20 </td> &lt;td&gt; 0,50 </td><td> 209 </td><td> 0.58 </td><td> 56 </td><td> MI </td><td> 63 </td></tr><tr><td> 4 </td><td> 58 </td><td> 160 </td><td> 64.4 </td><td> Vrouw </td><td> 1.5 </td><td> C8 / T8 </td><td> A (NT) </td><td> 24 </td><td> 0.42 </td><td> 139 </td><td> 0.39 </td><td> 59 </td><td> MI </td><td> 43 </td></tr><tr><td> 5 </td><td> 61 </td><td> 175 </td><td> 72.6 </td><td> Mannetje </td><td> 14 </td><td> T11 </td><td> EEN </td><td> 23 </td><td> 0.44 </td><td> 137 </td><td> 0.38 </td><td> 66 </td><td> MI </td><td> 37 </td></tr><tr><td> 6 </td><td> 24 </td><td> 185 </td><td> 74.8 </td><td> Mannetje </td><td> 5 </td><td> T5 </td><td> EEN </td><td> 56 </td><td> 0.18 </td><td> 60 </td><td> 0.17 </td><td> NP </td><td> min </td><td> 12 </td></tr><tr><td> 7 </td><td> 40 </td><td> 183 </td><td> 88.5 </td&gt; <td> Mannetje </td><td> 1.5 </td><td> T1 </td><td> B </td><td> 61 </td><td> 0.16 </td><td> 51 </td><td> 0.14 </td><td> 70 </td><td> S </td><td> 102 </td></tr><tr><td> 8 </td><td> 56 </td><td> 175 </td><td> 83.9 </td><td> Mannetje </td><td> 3 </td><td> T9 </td><td> EEN </td><td> 22 </td><td> 0.46 </td><td> 151 </td><td> 0.42 </td><td> 116 </td><td> S </td><td> 51 </td></tr><tr><td> 9 </td><td> 50 </td><td> 183 </td><td> 99.8 </td><td> Mannetje </td><td> 11 </td><td> T7 </td><td> EEN </td><td> 17 </td><td> 0.59 </td><td> 208 </td><td> 0.58 </td><td> 56 </td><td> MI </td><td> 56 </td></tr><tr><td> 10 </td><td> 37 </td><td> 170 </td><td> 65.8 </td><td> Mannetje </td><td> 6 </td><td> T2 </td><td> EEN </td><td> 22 </td><td> 0.46 </td><td> 150 </td><td> 0.42 </td><td> 63 </td><td> min </td><td> 59 </td></tr><tr><td> 11 </td><td> 64 </td><td> 173 </td><td> 72.8 </td><td> Mannetje </td><td> 3 </td><td> T2 </td><td> EEN </td><td> 78 </td><td> 0.13 </td><td> 46 </td><td> 0.13 </td><td> NP </td><td> modern </td><td> 28 </td></tr><tr><td> 12 </td><td> 37 </td><td> 152 </td><td> 65.8 </td><td> Vrouw </td><td> 19 </td><td> C8 </td><td> C (NT) </td><td> 14 </td><td> 0.71 </td><td> 256 </td><td> 0.71 </td><td> 42 </td><td> MI </td><td> 39 </td></tr></tbody></table> Tabel 1. Kenmerken van de deelnemers en de Walk Testresultaten SID = onderwerp identificatienummer.; y = jaren; cm = centimeter; kg = kg; DOI = duur van de schade; LOI = niveau van de schade; AIS = Amerikaanse Spinal Injury Association Impairment Scale; LOA = niveau van de bijstand; s = seconden; m = meter; NP = NIET-Uitgevoerd en NT = niet-traumatische SCI. LOA werd aangepast van de FIM een van de volgende:matige steun (Mod) - deelnemer voert 50% tot 74% van de taak; minimale ondersteuning (min) - voert de gebruiker 75% of meer van de taak; toezicht (S) - de trainer is niet aanraken van de deelnemer, maar dicht genoeg te bereiken in om steun voor het evenwicht of begeleiding als dit nodig is; en gewijzigde onafhankelijkheid (MI) - de trainer biedt geen hulp, en de deelnemer is volledig onafhankelijk tijdens het wandelen in het apparaat. Re-print met toestemming, van Yang A, Asselin P, Knezevic S, S Kornfeld, Spungen A. Beoordeling van de in het ziekenhuis lopen snelheid en het niveau van de bijstand in een aangedreven exoskeleton bij personen met een dwarslaesie. Top Spinal Cord Inj Rehabil. 2015; 21 (2): 100-109. Copyright (C) 2015 Thomas Land Publishers, Inc.

Het trainen van een persoon met verlamming om te lopen met behulp van een aangedreven exoskelet kan uitdagingen met zich meebrengen. De doelen zijn om de criteria voor kandidaatselectie en de trainingsprocedures voor exoskeletten-ondersteund lopen en andere mobiliteitsvaardigheden te presenteren die kunnen worden geprogreerd naarmate het vaardigheidsniveau van de deelnemer verbetert.

Het trainen van personen met Spinal Cord Injury om ambulate gebruik van een elektrische Exoskeleton

Powered exoskeletons have become available for overground ambulation in persons with paralyses due to spinal cord injury (SCI) who have intact upper ...

Het algemene doel van dit trainingsprogramma is om richtlijnen te bieden en een trainingsprogramma te standaardiseren om personen met een dwarslaesie te leren lopen met behulp van een aangedreven exoskelet. Deze methode kan helpen bij het beantwoorden van belangrijke vragen op het gebied van aangedreven exoskelet, zoals de progressie van de training en de soorten activiteiten die nodig zijn om de vaardigheden te ontwikkelen om deze apparaten zelfstandig te gebruiken. Het grote voordeel van deze techniek is dat het specifieke richtlijnen en gestructureerde activiteiten biedt om personen met weinig tot geen willekeurige bewegingen in hun onderste ledematen te trainen om met behulp van het aangedreven exoskelet te lopen, wat een opkomende technologie is.De implicaties van deze techniek kunnen zich uitstrekken tot therapie na een beroerte, aangezien neurale plasticiteit mogelijk nieuwe hersengebieden toelaat om nieuwe neurale verbindingen te maken om functionele taken uit te voeren. Over het algemeen zullen personen die nieuw zijn in deze methode worstelen omdat ze niet gewend zijn om hun eigen lichaamsgewicht goed te verplaatsen om het apparaat te laten lopen, laat staan rechtop te staan. Begin door de deelnemer in de rugligging te plaatsen.Gebruik een flexibele meetlint om de breedte van het bekken, de lengte van het bovenbeen en de lengte van het onderbeen te bepalen, en noteer deze in centimeters. Meet de lengte van het bovenbeen vanaf het meest prominente punt van de trochanter major van het heupgewricht tot de lijn van het knie-gewricht. Meet het andere been op dezelfde manier en noteer eventuele afwijkingen in beenlengte.Pas het aangedreven exoskelet aan vanaf het middelpunt van de heupas tot het middelpunt van de knielas, volgens de afstand gemeten op elk van de bovenbeenlengtes van de deelnemer. Meet vervolgens de lengte van het onderbeen vanaf de lijn van het knie-gewricht tot de onderkant van de voet. Herhaal deze meting voor de andere onderbeenlengte.Pas de lengte vanaf de onderkant van de voetplaat tot het middelpunt van de knie-toegang van het aangedreven exoskelet aan voor elke onderste ledemaat, volgens de afstand gemeten van de deelnemer op een vergelijkbare manier gedaan met het bovenbeen. Plaats de bekkenband die het dichtst in grootte is bij de breedte van het bekken van de deelnemer achter de persoon en beweeg deze langzaam naar voren om de pasvorm te testen. Plaats vervolgens het exoskelet in een zitpositie op een stoel met een open rug.Laat vervolgens de deelnemer in het apparaat gaan zitten en geef hen instructies om hun voeten in de schoenen te plaatsen. Blijf de riemen vastzetten, beginnend bij het meest distale punt en proximaal omhoog over het lichaam, eindigend met de borstriemen. Leid vervolgens de voet volledig in de schoen, en zorg ervoor dat de tenen niet gekromd zijn.Nadat de voeten in de schoenen zijn vastgemaakt, bevestig de riemen direct onder de knieën. Bevestig vervolgens de riemen boven de knieën en die op de bovenbenen, zorg ervoor dat er geen kleding onder de riemen kreukt, wat kan leiden tot ongewenste wrijving of contactpunten. Bevestig tot slot de borstband.Begin met het uitrusten van de deelnemer met een set elleboogstokjes om te helpen bij het evenwicht en de manoeuvreerbaarheid van het apparaat. Terwijl ze in het exoskelet zitten, geef de deelnemer instructies om de punten van de stokken achterwaarts te plaatsen op een manier die hen in staat stelt om hun gewicht over hun voeten te duwen. Leg vervolgens de zit-naar-staande procedure uit aan de deelnemer.Laat een trainer van achteren assisteren en een andere trainer van voren bewaken. Geef vervolgens de deelnemer instructies om zelfstandig te gaan staan en gebruik de hulp van de trainer alleen wanneer dat nodig is. Geef de deelnemer instructies om de staancommando in te drukken en vervolgens de stokken achterwaarts te plaatsen en voorover te leunen terwijl ze van de stokken afdrukken om het apparaat te helpen rechtop te gaan staan.Beoordeel tijdens de eerste staanmomenten of de bekkenband aanpassing nodig heeft aan de voor- en achterkant. Posisioneer op de juiste manier zodat de trochanter in lijn is met de rotatie van het heupgewricht. Zorg ervoor dat de deelnemer in staat is om in evenwicht te blijven terwijl ze staan door hen te vragen om te demonstreren dat ze in de startpositie kunnen staan door beide stokken te gebruiken om het evenwicht te behouden.Vraag vervolgens de deelnemer om lichtgewichtverschuivingen lateraal en posterieur te oefenen om de locatie en het gevoel van de startpositie te begrijpen. Geef vervolgens de deelnemer instructies om het evenwicht te behouden met slechts één kruk, door één kruk van de grond te tillen en die houding tot één minuut vast te houden. Voeg wat complexiteit toe aan deze eenhandige balans oefening door één arm in evenwicht te houden terwijl de contralaterale arm over reikt om de pols van de balancerende arm te raken.Ten slotte leer de deelnemer om lateraal gewicht te verschuiven, waardoor één voet kan ontladen, met als doel de voet vijf seconden volledig van de grond te tillen. Geef de gebruiker instructies om deze oefening met het andere been te herhalen. Begin door de deelnemer te instrueren over het mechanisme van lopen met het aangedreven exoskelet.Gebruik de controller om de loopmodus te selecteren en vraag de deelnemer om lichtjes naar voren te verschuiven richting een vooraf bepaald doelwit om de voorwaartse schommelbeweging van het rechterbeen te initiëren. Geef vervolgens de gebruiker instructies om hun krukken naar voren te bewegen terwijl ze hun gewicht naar voren in het rechterbeen verplaatsen om het evenwicht te behouden tijdens het stappen op het rechterbeen en het linkerbeen ontlasten. Leg de deelnemer uit dat het apparaat de beweging van de deelnemer zal voelen en de voorwaartse schommelbeweging van het linkerbeen zal initiëren.Indien nodig, begeleid de gebruiker door het aangedreven exoskelet vast te grijpen, of bied assistentie aan in een gebied van het lichaam waar de gebruiker intacte sensatie heeft, zoals het

training-persons-with-spinal-cord-injury-to-ambulate-using-powered

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Bio-engineering

Neurale-machine interfaces (NMI) zijn ontwikkeld om voortbeweging modus de gebruiker identificeren. Deze NMI potentieel nuttig voor neuronale controle van aangedreven kunstmatige benen, maar nog niet volledig aangetoond. Deze gepresenteerd (1) onze ontworpen technische platform voor eenvoudige implementatie en ontwikkeling van neurale controle voor gemotoriseerde onderste ledematen prothesen en (2) een experimentele opstelling en protocol in een laboratoriumomgeving om neuraal-gecontroleerde...

Techniek Platform en experimentele protocol voor Ontwerp en evaluatie van een neuraal-gecontroleerde Transfemoral Prothese

Dwarslaesie is een traumatische medische aandoening die leiden verhoogde risico's van chronische secundaire stofwisselingsziekten tot kan. Hier voorgesteld hebben we een protocol met behulp van oppervlakte neuromusculaire elektrische stimulatie-resistentie opleiding in combinatie met functionele elektrische stimulatie-lagere extremiteiten fietsen als een strategie ter verbetering van verscheidene van deze medische problemen.

Paradigma's van de onderste extremiteit elektrische stimulatie opleiding na dwarslaesie

Dit protocol toont ons model van activity based locomotor loopband training voor ratten met dwarslaesie (SCI). Inbegrepen is zowel viervoetig en dit is een alleen-voorpoot groepen, naast twee verschillende soorten niet-opgeleide controlegroepen. Onderzoekers kunnen beoordelen opleiding effecten op SCI ratten met behulp van dit protocol.

Activity-based Training op een loopband met ruggenmerg gewond Wistar ratten

De armbijdrage in Sit-To-Stand (SitTS) wordt bepaald door de spierconditie van de benen. Er werden verschillende compenserende strategieën ontdekt in pogingen om volledige SitTS-cycli te bereiken. Deze bevindingen trianguleren de biomechanische metingen van de dwarslaesie (SCI) personen met hun subjectieve gevoel van belasting gedragen door hun beide ledematen tijdens de SitTS-benaderingen.

Kwantificering van de bijdragen van armen en benen tijdens repetitieve elektrisch ondersteunde zit-naar-sta-oefeningen bij dwarslaesiepatiënten: een pilotstudie

De werkzaamheid van het combineren van exoskelet-ondersteunde, door lichaamsgewicht ondersteunde loopbandtraining met game-based virtual reality op het gebied van dubbele taken bij overlevenden van een beroerte moet nog worden bestudeerd. Daarom heeft dit revalidatieprogramma tot doel de mogelijke functies en voordelen van deze combinatie te onderzoeken bij het verbeteren van het loopvermogen tijdens het herstel van een beroerte.

Een revalidatieprogramma van door exoskelet ondersteunde loopbandtraining met lichaamsgewicht en niet-meeslepende virtual reality voor patiënten met een beroerte

Dit protocol evalueert de effectiviteit van een lichtgewicht zacht heup-exoskelet bij het verminderen van fysiologische stress tijdens klimmen bij oudere volwassenen. Met behulp van een gerandomiseerd crossover-ontwerp toont de methode aan dat het apparaat fysiologische kosten en subjectieve vermoeidheid bij ouderen aanzienlijk vermindert.

Een exoskelet van de zachte heup vermindert de fysiologische kosten en de waargenomen inspanning bij oudere volwassenen tijdens het lopen bergop

Een cyclische druk bioreactor in staat om onderwerpen hartklep tissue om fysiologische en pathologische condities druk is ontworpen. Een LabVIEW programma stelt gebruikers in staat om de controle druk omvang, amplitude en frequentie. Dit apparaat kan gebruikt worden om de Mechanobiologie van hartklep tissue of geïsoleerde cellen te bestuderen.

Ontwerp van een Cyclic Pressure Bioreactor voor de Ex Vivo Studie van Aorta hartkleppen

Twee aangrenzende vloeistoffen die door een gegroefd microfluïdisch kanaal gaan, kunnen worden gericht om een schede rond een prepolymeerkern te vormen; waardoor zowel vorm als doorsnede worden bepaald. Foto-geïnitieerde polymerisatie, zoals thiol click chemie, is zeer geschikt voor het snel stollen van de kernvloeistof tot een microvezel met vooraf bepaalde grootte en vorm.

Microfluïdische fabricage van polymere en biohybridevezels met vooraf ontworpen grootte en vorm

Drosophila larven zijn een aantrekkelijk model systeem voor live-imaging vanwege hun doorschijnende cuticula en krachtige genetica. Dit protocol beschrijft hoe u een single-layer PDMS apparaat, genaamd de 'larve chip' voor live-beeldvorming van cellulaire processen binnen neuronen van 3 e instar Drosophila larven benutten.

Met behulp van Microfluidics Chips voor Live Imaging en Studie van Injury Reacties in<em&gt; Drosophila</em&gt; Larven

Weefselbewerkt-fibroblast afgeleid inheemse matrix is ​​een opkomende hulpmiddel om een ​​stromale substraat dat epitheelcelproliferatie en differentiatie ondersteunt genereren. Hier een protocol deze methode toegepast op de impact van verschillende stromale celtypen op tumorcel biologie beoordelen wordt gepresenteerd.

Tissue Engineering van Tumor Stromal Microenvironment met Toepassing op Cancer Cell Invasion

Leer een gestandaardiseerd trainingsprogramma voor personen met ruggenmergletsel om te lopen met een elektrisch exoskelet. Deze methode verbetert balans, gewichtsverplaatsing en mobiliteit op verschillende oppervlakken.

Het trainen van personen met Spinal Cord Injury om ambulate gebruik van een elektrische Exoskeleton

Meer video's verkennen