Ontwikkeling van een nieuw taakgericht revalidatieprogramma met behulp van een Bimanual Exoskeleton Robotic Hand

Dit robot-ondersteunde, taakgerichte trainingsprotocol is ontwikkeld voor patiënten met handdisfunctie veroorzaakt door neurologische tekorten. Ons protocol is de eerste om taakgericht trainingsprogramma te integreren met een robothand voor handfunctierevalidatie en de eerste om de haalbaarheid en aanvaardbaarheid van het protocol te onderzoeken. We hebben gespecialiseerde objecten ontworpen die kunnen worden gemanipuleerd met behulp van het trainingsprotocol.

Dan kan ons robothandsysteem worden toegepast op tweemanugrafische bewegingstraining. Demonstreren van de procedure zal Yi-Mei Chen en Szu-Shen Lai, ergotherapeuten van mijn afdeling. Plaats de sensor voor het begin van de analyse op de onaangetaste hand van het onderwerp en gebruik de haak-en-lustape om de pols te beveiligen.

Gebruik een schone pad om de aangetaste hand te wikkelen en de haak-en-lus tape stevig vast te maken. Maak het duimmechanisme van de exoskelethand los om de duimopeningshoek te kunnen aanpassen en plaats de aangetaste hand in de hand van het exoskelet. Bevestig de haak en loop aan de palm door de bevestigingsring.

Daarna maak je de vingers één voor één vast, te beginnen met de wijsvinger en afwerking met de duim. Bevestig de haak-en-lus tape parallel aan de pols door de bevestigingsring, en stel de duim aan een comfortabele hoek. Draai vervolgens het duimmechanisme aan.

Als u de bedieningskast wilt instellen, plaatst u de kabel voor de exoskelethand en plaatst u de kabel voor de sensorhandschoen. Steek beide kabels in het stopcontact in de controlekast en steek de voedingskabel in de controlekast. Sluit vervolgens de voedingskabel aan op een stopcontact met de juiste spanning.

Wanneer het systeem en het onderwerp klaar zijn, schakelt u over naar de controlebox en stelt u de modus in op Vijf vingers zodat de exoskelethand de vingers van het onderwerp passief kan bewegen. Vraag het onderwerp om een grijp-en-release taak te voeren die gedurende 2,5 minuten door de hand van het exoskelet wordt geleid. Schakel de modus over naar Enkele Vinger.

Laat vervolgens de exoskelethand de vingers van het onderwerp individueel en passief bewegen, terwijl het onderwerp zich uitstrekt en gedurende 2,5 minuten individuele vingers intrekt. Voor een robot-ondersteunde tweehanden beweging sessie, schakel de modus naar Mirror om de beweging van de onaangetaste hand het dragen van de sensor handschoen om het exoskelet handbewegingen te controleren. Om een proef van het vermogen van het onderwerp om objecten te manipuleren met behulp van de robot hand systeem uit te voeren, past het exoskelet hand op de onaangetaste hand van het onderwerp en de sensor handschoen aan de onaangetaste hand zoals net aangetoond, en plaats een sling onder de elleboog van het onderwerp en exoskelet hand ter ondersteuning van de getroffen arm.

Voer vervolgens een warming-up sessie uit zoals net aangetoond. Na de warming-up, gebruik maken van de robot hand systeem voor vijf minuten om aan te tonen hoe de ontworpen objecten te manipuleren, met inbegrip van het gebruik van palmar prehensie op te halen de pen, een laterale prehensie op te halen de rechthoekige kubus, een drie-punts chuck op te halen de kubus, een bolvormige greep op te halen de bal, en een cilindrische greep op te halen de cilindrische bar. Plaats na de demonstratie twee bases bilateraal voor de handen van het onderwerp en plaats de objecten op de top van één basis om te helpen bij hun manipulatie.

Laat het onderwerp het robothandsysteem gebruiken om elk object gedurende drie opeenvolgende dagen 20 keer per dag te grijpen, te beginnen bij het gebied van de basis en elk object op de middellijn op te tillen, bewegen en loslaten terwijl het slagingspercentage voor elke poging wordt bewaakt en vastgelegd. In deze representatieve analyse werden drie gezonde proefpersonen en drie post-stroke proefpersonen beoordeeld. De gemiddelde leeftijd van de gezonde groep was 28 jaar, terwijl de gemiddelde leeftijd van de patiëntengroep 49 was.

Mini-Mental State Examination, Fugl-Meyer Assessment, Modified Ashworth Scale vinger, en Brunnstrom podium scores werden ook verkregen voor elke patiënt. De onderwerpen in de gezonde groep perfect gemanipuleerd alle objecten met en zonder de robot hand systeem, met een gemiddeld slagingspercentage van 100%voor elke taak. Alle patiënten vertoonden echter moeilijkheden bij het manipuleren van de objecten zonder het robothandsysteem, wat een slagingspercentage van 0% voor alle objecten aantoonde.

In tegenstelling, alle van de patiënt slagingspercentages aanzienlijk toegenomen wanneer de robot hand systeem werd gebruikt, het naderen van tarieven vergelijkbaar met die waargenomen bij gezonde proefpersonen, ter ondersteuning van de haalbaarheid van het gebruik van de robot hand systeem in beroerte patiënten. Herinner de onderwerpen eraan om zich te concentreren op de bewegingscontrole van hun bilaterale handen tijdens tweehandsbewegingentraining, om ervoor te zorgen dat de grijppatronen op de objecten correct zijn. Na deze procedure is een gerandomiseerde gecontroleerde studie vereist om de therapeutische effecten van het trainingsprotocol te bepalen.

Met behulp van deze techniek, onderzoekers kunnen programma revalidatie protocollen met delicate vingerbeweging voor ernstige handdisfunctie en kan de effecten op de hersenen neuroplasticiteit en functionele resultaten te verkennen.