Artykuł metodologiczny

Funkcjonalny rezonans magnetyczny w połączeniu z nowatorskim urządzeniem robotycznym indukowanym ręką kompatybilnym z MRI w celu oceny rehabilitacji osób powracających do zdrowia po deficytach chwytu dłoni

DOI:

10.3791/59420

23 listopada 2019

W tym artykule

Podsumowanie

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Przeprowadziliśmy funkcjonalny rezonans magnetyczny za pomocą nowatorskiego urządzenia robotycznego kompatybilnego z rezonansem magnetycznym, aby ocenić jego przydatność do monitorowania funkcji motorycznych ręki u osób powracających do zdrowia po deficytach neurologicznych.

Streszczenie

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Funkcjonalne obrazowanie metodą rezonansu magnetycznego (fMRI) to nieinwazyjna technika obrazowania metodą rezonansu magnetycznego, która obrazuje aktywację mózgu in vivo, używając endogennej deoksyhemoglobiny jako endogennego środka kontrastowego do wykrywania zmian w natlenieniu zależnym od poziomu krwi (efekt BOLD). Połączyliśmy fMRI z nowatorskim urządzeniem robotycznym (MR-compatible hand-induced robotic device [MR_CHIROD]), dzięki czemu osoba w skanerze może wykonywać kontrolowane zadanie motoryczne, ściskanie dłoni, które jest bardzo ważnym ruchem ręki do zbadania w neurologicznych chorobach motorycznych. Zastosowaliśmy obrazowanie równoległe (uogólnione auto-kalibrowanie częściowo równoległych akwizycji [GRAPPA]), które pozwoliło na uzyskanie wyższej rozdzielczości przestrzennej, co przełożyło się na zwiększoną czułość na BOLD. Połączenie fMRI z ręcznym urządzeniem robotycznym pozwoliło na precyzyjną kontrolę i monitorowanie zadania, które zostało wykonane, gdy uczestnik znajdował się w skanerze; Może to okazać się przydatne w rehabilitacji funkcji motorycznych ręki u pacjentów po przebytych deficytach neurologicznych (np. po udarze mózgu). Poniżej przedstawiamy protokół korzystania z obecnego prototypu MR_CHIROD podczas skanowania fMRI.

Wprowadzenie

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Odpowiednie wskaźniki obrazowania mogą monitorować i przewidywać prawdopodobieństwo sukcesu terapii u osób lepiej niż oceny kliniczne oraz dostarczać informacji do poprawy i indywidualizacji planowania terapii. Mamy doświadczenie w pracy z pacjentami powracającymi do zdrowia po przewlekłym udarze mózgu1,2,3,4,5,6,7,8. Opracowanie optymalnych, zindywidualizowanych strategii, które koncentrują się na tym, jak trening motoryczny może wpływać na stopniową poprawę w zakresie reorganizacji aktywności neuronalnej i/lub funkcji motorycznych, jest nadal wyzwaniem. Wgląd w podstawowe procesy przebudowy strukturalnej i reorganizacji w celu odzyskania funkcjonalności w mózgu po chorobie neurologicznej może pozwolić nam ocenić związek między rozproszonymi wzorcami topograficznymi aktywności neuronalnej a odzyskiwaniem funkcjonalnym za pomocą funkcjonalnych metod neuroobrazowania i mapowania mózgu. Sukces ułatwi opracowanie spersonalizowanych strategii leczenia zoptymalizowanych pod kątem poprawy siły chwytu w szerokiej populacji ze schorzeniami neurologicznymi w oparciu o wskaźniki obrazowania metodą rezonansu magnetycznego (MRI)9.

Tutaj prezentujemy protokół, który wykorzystuje nowo przeprojektowane robotyczne urządzenie ręczne, które zapewnia kontrolowaną siłę oporu, przeciwko której podmiot chwyta i zwalnia uchwyt w synchronizacji z oscylującym bodźcem wizualnym. MR_CHIROD v3 (MR-compatible Hand-Induced RObotic Device) to system do prezentacji regulowanych sił, przy których wykonywane są ruchy chwytania i zwalniania, przy jednoczesnym pomiarze i rejestrowaniu przyłożonej siły, przemieszczenia uchwytu i znaczników czasu dla każdego punktu danych (Rysunek 1). Urządzenie zostało zaprojektowane w celu zapewnienia wiarygodnej oceny obrazów aktywacji mózgu podczas fMRI (funkcjonalnego rezonansu magnetycznego), które można wykorzystać do oceny zależnych od poziomu tlenu we krwi (BOLD) zmian w odpowiedziach mózgu pacjentów powracających do zdrowia po zaburzeniach neurologicznych. Kompatybilność MR osiągnięto dzięki zastosowaniu całkowicie nieżelaznych/niemagnetycznych komponentów konstrukcji oraz pneumatycznych elementów siłowników i ekranowanych elementów czujnika/elektroniki, które są umieszczone na łożu skanera. Rysunek 2 pokazuje urządzenie przymocowane do łóżka skanera MR, z obiektem w otworze magnesu chwytającym uchwyt MR_CHIROD v3 (Rysunek 3). Komponenty interfejsu i sterowania są umieszczone na zewnątrz pomieszczenia skanera MR (Rysunek 4).

Urządzenie jest używane jednocześnie z metodami obrazowania mózgu do oceny odpowiednich aktywacji mózgu. Podstawowym zastosowaniem systemu jest zapewnienie zadania motorycznego, które generuje aktywacje obszarów motorycznych mózgu, które są wykrywane za pomocą fMRI. Aktywacja mózgu podczas korzystania z MR_CHIROD podczas obrazowania może ocenić neuroplastyczność w chorobie neurologicznej. Śledząc zmiany aktywacji w trakcie i po treningu motorycznym za pomocą MR_CHIROD, można zaobserwować postęp rehabilitacji ruchowej po każdej chorobie neurologicznej prowadzącej do deficytów motorycznych (np. udarze).

MR_CHIROD v3 może być również zamontowany na stole, do wykorzystania w ćwiczeniach treningowych wewnątrz skanowania, w których podmiot chwyta i puszcza w odpowiedzi na odpowiednie bodźce wizualne przez okres 45 minut, trzy razy w tygodniu podczas badania. Nasze doświadczenia z treningiem prowadzonym przez roboty, monitorowanym za pomocą obrazowania, sugerują, że na przykład okno powrotu do zdrowia dla pacjentów po udarze może nigdy się nie zamknąć1.

Naszym uzasadnieniem dla budowy i używania robota z uchwytem ręcznym kompatybilnego z MR jest to, że regeneracja robotów ma potencjał, aby wywrzeć duży wpływ na upośledzenie ze względu na jego łatwe wdrożenie, możliwość zastosowania w różnych upośledzeniach motorycznych, wysoką niezawodność pomiarów i zdolność do dostarczania protokołów treningowych o wysokiej intensywności10. Nasz robot kompatybilny z rezonansem magnetycznym może: (a) być ustawiony na zakresy ruchu specyficzne dla obiektu i być programowo dostosowany do stosowania poziomów siły specyficznych dla obiektu; b) kontrolować, mierzyć i rejestrować parametry siły i przemieszczenia za pomocą komputera głównego; c) zdalnie regulować parametry sterowania bez konieczności przerywania skanowania w celu uzyskania dostępu do pomieszczenia skanera MR lub zmiany pozycji obiektu; oraz (d) prowadzić terapię poprzez ćwiczenia treningowe precyzyjnie i konsekwentnie przez dłuższy czas.

Wiemy o braku dostępnego na rynku robota do odzyskiwania, który mógłby być używany ze skanerem MR do pomiaru siły i przemieszczenia dłoni osoby badanej, przy jednoczesnym zastosowaniu sterowanej komputerowo siły zmieniającej czas. Tsekos et al.11 dokonali przeglądu różnych głównie opartych na badaniach, kompatybilnych z MR urządzeń robotycznych i rehabilitacyjnych, w tym wcześniejszych iteracji urządzeń z serii MR_CHIROD. Inne urządzenia zostały zaprojektowane do badania ruchów nadgarstka, ruchów palców, izometrycznej siły chwytu i ruchów wielostawowych. W przypadku urządzeń, które aktywnie działają na siły oporowe lub inne, zastosowano różne technologie kompatybilne z MR, w tym hydraulikę, pneumatykę, połączenia mechaniczne i elektroreologiczne tłumiki płynów. Niektóre urządzenia zawierają wiele stopni swobody, w tym inne rozszerzenie wcześniejszych wersji MR_CHIROD dodało obrotowy stopień swobody i przyłożenie siły hydraulicznej, jednak nie było to dostosowane do kompatybilności MR12.

Nasze urządzenie do chwytania dłoni ma zalety przenośności (jest regularnie transportowane między obiektem MR a miejscami szkoleniowymi w biurze) oraz zdolność do wytwarzania dużych, sterowanych komputerowo, zmieniających się w czasie sił oporu. Obecne zastosowanie technologii pneumatycznej w MR_CHIROD pozwala uniknąć konieczności stosowania źródeł wysokiego napięcia niezbędnych w układach elektroreologicznych opartych na płynach, możliwości wycieku płynu hydraulicznego oraz skomplikowanych/połączeń łączących mechanizm interfejsu z zewnętrznymi komponentami zasilającymi i sterującymi.

MR_CHIROD było pierwszym urządzeniem, które zostało zademonstrowane do działania w połączeniu z fMRI do mapowania mózgu u pacjentów po udarze1. Co ważne, MR_CHIROD v3 jest szczególnie przydatny do szkoleń w domu lub biurze, ponieważ system i jego oprogramowanie zostały zaprojektowane do użytku bez eksperckiego wsparcia klinicznego i z elementami motywacyjnymi ("grywalizacja"). W porównaniu ze szkoleniem prowadzonym przez fizjoterapeutę w szpitalu, szkolenie w biurze lub w domu jest tańsze i wygodniejsze, co ułatwia pacjentom przestrzeganie codziennej terapii. Urządzenie, które już teraz jest stosunkowo niedrogie w porównaniu z niektórymi innymi urządzeniami opartymi na badaniach, może zostać przeprojektowane w celu poprawy stosunku kosztów do korzyści. Wirtualna rzeczywistość i grywalizacja treningu, które są kompatybilne z MR_CHIROD v3, mogą angażować pacjentów, zwiększać ich uwagę podczas zadania i poprawiać motywację, zwiększając w ten sposób skuteczność recovery13.

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Protokół

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Wszystkie eksperymenty zostały zatwierdzone przez Institutional Review Board w Massachusetts General Hospital i przeprowadzone zgodnie z zatwierdzeniem w Athinoula A. Martinos Center for Biomedical Imaging.

1. Przygotowanie do przedmiotu

UWAGA: Kryteria włączenia to: (i) dominacja prawej ręki, (ii) zdolność do wyrażenia pisemnej świadomej zgody. Wykluczenie zostało wdrożone na podstawie badań przesiewowych pod kątem przeciwwskazań w środowisku rezonansu magnetycznego, takich jak: (a) kryteria rutynowego wykluczenia z MRI, takie jak obecność rozrusznika serca lub klipsa do tętniaka mózgu i metalowych implantów lub zawartość metalu w organizmie; b) historia napadów padaczkowych, c) klaustrofobia; d) ciąża.

  1. Aby uzyskać świadomą zgodę, przeczytaj formularz zgody dla wolontariusza. Zarówno wolontariusz, jak i badacz podpisują się w odpowiednich miejscach na formularzu zgody w dwóch egzemplarzach. Pozostaw jedną podpisaną kopię formularza zgody w odpowiednim miejscu dla dokumentacji badacza. Zachowaj drugą kopię formularza zgody do celów archiwalnych uczestnika.
  2. Przebadaj ochotnika pod kątem przeciwwskazań do rezonansu magnetycznego (MRI). Wypełnij listę przeciwwskazań do rezonansu magnetycznego i zapytaj o każdą pozycję na liście, zaznaczając odpowiednie pola.
  3. Nie należy wykonywać skanowania, jeśli uczestnicy mają (lub potencjalnie mają) jakiekolwiek przeciwwskazania, w tym klisze chirurgiczne na tętniaka, rozrusznik serca, protezę zastawki serca, neurostymulator, wszczepione pompy, implanty ślimakowe, metalowe pręty, płytki,, aparat słuchowy lub plaster transdermalny.

2. Konfiguracja

  1. Wykonaj wstępną konfigurację w pomieszczeniu skanera.
    UWAGA:
    Badacz musi przejść wszystkie niezbędne szkolenia przed zabiegiem. Przez cały czas należy podejmować środki ostrożności związane z obiektem MR.
    1. Przynieś MR_CHIROD (Magnetic Resonance-Compatible Hand Induced Robotic Device) do pomieszczenia skanera MRI i umieść go w pobliżu panelu penetracyjnego. Włóż rurkę pneumatyczną 3/8 cala do rurki przelotowej w panelu do sąsiedniego pomieszczenia wsparcia MRI.
    2. Podłącz czujnika siły w pomieszczeniu skanera MRI i kodera do 9-pinowego złącza w kształcie litery D (DSUB) po stronie pomieszczenia skanera panelu.
  2. Skonfiguruj pomieszczenie wspomagające rezonans magnetyczny.
    1. Podłącz sprężarkę powietrza do gniazdka ściennego 110 V AC. Gdy wewnętrzny regulator sprężarki jest ustawiony w pozycji wyłączonej/minimalnego ciśnienia, a zawór kulowy w pozycji wyłączonej, włącz sprężarkę i pozwól jej osiągnąć pełne ciśnienie wewnętrzne (~4 min).
    2. Podłącz czujnika siły i enkodera w pomieszczeniu wsparcia do złącza DSUB po zewnętrznej stronie panelu przepustowego.
    3. Podłączyć pneumatyczną złączkę rurową 3/8 cala, wychodzącą z przepustu panelu przepustowego do wylotu wylotu regulatora ciśnienia interfejsu/zasilacza. Podłącz rurkę pneumatyczną 4 mm do wylotu sprężarki i wlotu filtra powietrza na interfejsie/mocy/regulatorze.
    4. Podłącz jednostkę interfejsu/zasilania/regulatora do złącza micro-USB zespołu USB/wzmacniacza i ułóż wzmacniacza do komputera/laptopa hosta w sterowni MRI. Podłącz interfejs/zasilanie/regulator do wtyczki ściennej 110VAC w pomieszczeniu wsparcia, a następnie włącz wyłącznik zasilania.
  3. Pozycja MR_CHIROD v3 z pacjentem.
    1. Całkowicie rozłóż i opuść łóżko skanera MR. Przymocuj dolną połowę cewki głowicy i poprowadź ochotnika, aby się położył, upewniając się, że ochotnik wygodnie odpoczywa i wygodnie wyprostował ramiona.
    2. Zapewnij ochotnikowi zatyczki do uszu w celu redukcji hałasu akustycznego.
    3. Zamocuj cewkę głowicy i małe piankowe podkładki, aby unieruchomić głowę.
    4. Przymocuj poduszki wokół ramienia chwytającego ochotnika na poziomie ramienia i łokcia, aby zminimalizować sprzężenie wibracyjne z własnym ciałem ochotnika i ze ściankami skanera MR.
    5. Przymocuj kulkę komunikacyjną do klatki piersiowej wolontariusza, poinstruuj go, jak z niej korzystać i potwierdź, że kulka komunikacyjna działa dobrze przed rozpoczęciem skanowania.
    6. Luźno załóż MR_CHIROD po stronie pacjenta przeciwnej do strony uszkodzenia mózgu, korzystając z odpowiedniej szczeliny łóżka. Trzymając łokieć ochotnika na stole, aby podtrzymać ciężar jego ramienia, przesuń MR_CHIROD uchwyt do taśmy między kciukiem a palcem wskazującym i poprowadź ochotnika, aby chwycił uchwyty MR_CHIROD.
    7. Jeśli MR_CHIROD znajduje się po przeciwnej stronie stołu niż panel przepustowy, należy ułożyć i rurkę pneumatyczną tak, aby przechodziły pod stołem, a nie nad pacjentem.
    8. Upewnij się, że pozycja uchwytu jest odpowiednia do ściskania. Poinstruuj ochotnika, aby ściskał i pchał lub ciągnął MR_CHIROD, aż znajdzie najwygodniejszą pozycję do ściskania.
    9. Mocno zamocuj MR_CHIROD na miejscu, dokręcając plastikowe nakrętki za pomocą klucza kompatybilnego z MR.
      nuta: W tym czasie nie jest wykonywane żadne skanowanie. Podczas ustawiania MR_CHIROD ochotnik spoczywa wygodnie na łóżku skanera MR na zewnątrz magnesu. Drzwi do pomieszczenia z magnesami mogą być otwarte.
  4. Skonfiguruj laptopa kontrolnego w sterowni MR (w sąsiedztwie skanera i pomieszczeń pomocniczych), potwierdź połączenie i ustaw poziom siły pacjenta.
    1. Włącz laptopa i uruchom oprogramowanie do akwizycji/analizy danych. Podłącz USB/wzmacniacz do laptopa. Włącz projektor pokojowy ze skanerem MR. Podłącz port wyjścia wideo laptopa do złącza projektora i ustaw monitor tak, aby rozszerzał ekran na projektor. Podłącz wyzwalający USB HID skanera do laptopa, aby odbierać sygnały wyzwalające ze skanera.
    2. Uruchom niestandardowy interfejs użytkownika (UI) / sterowanie / program stymulacyjny dla MR_CHIROD. Automatycznie ustaw ciśnienie MR_CHIROD na (minimalny) poziom "ustawień", aby przesunąć uchwyt do oporu, weryfikując wyświetlanie przebiegów ruchu i siły.
    3. Poinstruuj ochotnika, że kilka następnych ściśnięć będzie miało na celu skalibrowanie maksymalnej siły ściskania, a zatem będzie trudne.
    4. Ustaw poziom siły, na przykład, na 30 N i poinstruuj ochotnika, aby całkowicie ścisnął 2-3 razy w okresie około 2 s. Obserwuj, czy ochotnik może wykonać ściśnięcie na tym poziomie siły.
    5. Stopniowo zwiększaj poziom siły i powtarzaj próby ściśnięcia, aż ochotnik nie będzie w stanie wykonać ścisku. Pomiar ten służy jako maksymalna siła chwytu ochotnika. Interfejs użytkownika automatycznie oblicza 60%, 40% i 20% maksymalnych poziomów siły do użycia podczas testów.

3. Wprowadź dane ochotnika i skalibruj skaner MR

  1. Wprowadź zanonimizowane dane wolontariusza zgodnie z zasadami szpitala zgodnie z przepisami HIPAA (United States Health Insurance Portability and Accountability Act z 1996 r.) na konsoli skanera.
  2. Przenieś stół i uczestnika do skanera i ustaw w isocenter.

4. Uruchom sesję fMRI

  1. Obserwuj ochotnika przez okno między pomieszczeniem kontrolnym a skanerem i komunikuj się z ochotnikiem, aby uzyskać zgodę uczestnika na uruchomienie protokołu fMRI. Poinstruuj je, aby nie trzymały MR_CHIROD uchwytu, aby mógł spoczywać w pozycji całkowicie otwartej.
  2. Umieść podkładkę pod magnesem i uruchom skanowanie lokalizatora. Otwórz protokół fMRI i ustaw plasterki, aby zakryć mózg ochotnika.
  3. Poinstruuj ochotnika, że sesja fMRI ma się rozpocząć.
  4. Korzystając z interfejsu użytkownika, ustaw MR_CHIROD tak, aby zastosować pierwszy poziom siły (20% maksimum). Program interfejsu użytkownika wyświetli zestaw instrukcji na projektorze wideo dla ochotnika, aby przypomnieć mu, jak reagować na bodziec wizualny. Interfejs użytkownika będzie czekał, aż skaner dostarczy sygnał wyzwalający, aby kontynuować.
  5. Uruchom protokół obrazowania echo-planarnego dla fMRI. Użyj programu do obrazowania MR_CHIROD z folderu UŻYTKOWNICY. Parametry akwizycji i rekonstrukcji są już ustawione w programie do obrazowania i nie należy ich zmieniać. Stosowane są następujące parametry: macierze akwizycji w płaszczyźnie 192 x 192 lub 256 x 256; TR (czas powtórzenia) w zakresie 2-3 s; a 30 ms TE (czas echa); Grubość plastra 5 mm i rozdzielczość przestrzenna ~1 mm x 1 mm.
    nuta: Program UI/akwizycji danych/bodźca będzie czekał na otrzymanie impulsu wyzwalającego ze skanera odpowiadającego zainicjowaniu skanów pre-fMRI w programie skanera. Bodziec wizualny usunie instrukcje i pokaże "krzyż fiksacji", na którym ochotnik się skupi. Po rozpoczęciu skanowania fMRI TR zostanie wyświetlony wizualny wyświetlacz metronomu w postaci rosnącego i kurczącego się koła. Ochotnik całkowicie ściska i zwalnia uchwyt synchronicznie z bodźcem. Okresy odpoczynku będą oddzielać okresy bodźca, w którym to czasie krzyż fiksacji zostanie ponownie wyświetlony.
  6. Podczas wykonywania zadania monitoruj wymuszoną siłę i to, czy uczestnik wykonuje zadanie poprawnie (tj. w pełni wykonuje chwyty i zwolnienia oraz utrzymuje synchronizację z wizualnym metronomem), obserwując na żywo wykresy siły i przemieszczenia w interfejsie użytkownika.
  7. Po zakończeniu pierwszego uruchomienia potwierdź kontynuację eksperymentu w interfejsie użytkownika, co zmieni poziom siły na drugi z trzech poziomów. Powtórz czynności od kroku 4.5. Podobnie, gdy drugi przebieg dobiegnie końca, potwierdź kontynuację, aby uruchomić ostatni bieg na trzecim poziomie siły.
  8. Po trzecim uruchomieniu interfejs użytkownika automatycznie ustawi ciśnienie MR_CHIROD na niski poziom "konfiguracji".

5. Zakończ sesję rezonansu magnetycznego

  1. Poinstruuj uczestnika, aby się zrelaksował i puścił uchwyt. Zbierz serię skanów anatomicznych.

6. Usunięcie

  1. Usuń uczestnika z pomieszczenia skanera MR, postępuj zgodnie z instrukcjami konfiguracji w odwrotnej kolejności, a następnie przystąp do wyłączania i odłączania części MR_CHIROD. Przenieś dane MR do bazy danych i na dysk i zamknij sesję.

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Wyniki

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Metodologia opisana w protokole pozwala na zbieranie obrazów fMRI, podczas gdy ochotnik wykonuje zadanie w czasie rzeczywistym w magnesie. Eksperymenty przeprowadzono w placówce Bay 1 Massachusetts General Hospital Athinoula A. Martinos Center for Biomedical Imaging, przy użyciu skanera rezonansu magnetycznego całego ciała 3T. Rysunek 2 i Rysunek 3 pokazują umiejscowienie MR_CHIROD na stole i pacjenta w miejscu, w którym go obsługuje. W Rysunek 3

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Dyskusja

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Prezentujemy fMRI zadania motorycznego z wykorzystaniem najnowszej wersji nowatorskiego urządzenia robotycznego, MR_CHIROD 1,2,8. MR_CHIROD został zaprojektowany do wykonywania zadania chwytania dłonią, które może być wykonywane przez pacjentów z przewlekłym udarem mózgu i było badane wcześniej 1,2,3,4,5,6,8.

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Oświadczenia

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Żaden z autorów nie ma konfliktu do ujawnienia.

Podziękowania

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Ta praca została wsparta grantem z National Institute of Neurological Disorders and Stroke (numer grantu 1R01NS105875-01A1) z National Institutes of Health dla A. Aria Tzika. Praca ta została wykonana w Centrum Obrazowania Biomedycznego im. Athinouli A. Martinos. Pragniemy podziękować Dyrektorowi Dr. Bruce'owi R. Rosenowi, M.D., Ph.D. oraz członkom personelu Martinos Center za ich wsparcie. Pragniemy również podziękować Panu Christianowi Pusatere i Panu Michaelowi Armaniniemu za ich pomoc w prowadzeniu eksperymentów. Na koniec, Dziękujemy dr Michaelowi A. Moskowitzowi i dr Rosenowi za ich wskazówki w zakresie koncepcji i rozwoju serii urządzeń MR_CHIROD oraz związanych z nimi badań nad udarem mózgu.

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Materiały

Lista materiałów użytych w tym artykule
NazwaFirmaNumer katalogowyKomentarze
Łożyska kulkowe, plastikowe ze szklanymi kulkami (8)McMaster-Carr6455K97
Dwukierunkowy konwerter poziomów logicznychAdafruit395
Podwójny LS7366R Enkoder Kwadraturowy BuforSuperDroid RobotsTE-183-002
Feather M0 WiFi z ATWINC1500Adafruit Adafruit 3010
Nakrętki kołnierzowe, włókno szklane, 3/8"-16 (8)McMaster-Carr98945A041
Pręt garolitowy, ¾ ” średnica, 4' długiLaptop McMaster-Carr8467K84
RóżneDowolna laptop z portem USB2.0 i ogniwem
obciążnikowym MATLAB (20 kg)RobotshopRB-PHI-119
Wzmacniacz ogniw obciążnikowych - HX711Mouser474-SEN-13879
MATLABMathWorks2008 wersja lub nowsza z Psychophysics Toolbox
Rezonans magnetyczny skaner obrazowaniaSiemensSkyra3T 3T z funkcjami BOLD i GRAPPA
MR_CHIRODv3Wykonane we własnym zakresieTworzywo sztuczne i struktura drukowana w 3D
Płytka rozwojowa wzmacniacza operacyjnegoSchmartboard710-0011-01
Zasilacz panelowyDeltaPMT-D2V100W1AA
Plastikowe rurki i złączki ruroweMcMaster-Carrróżne
moduły tłoka / cylindra Pyrex / grafitowy Airpot2KS240-3
i frac14; "-20, nylonoweMcMaster-Carrróżne
kołnierze wału dla ¾ ” wałek o średnicy, nylon (2)McMaster-Carr9410T6Standardowe metalowe zaciskowe zastąpione plastikowymi
ekranowane (2)US DigitalCA-C5-SH-C5-25
Pręt gwintowany, włókno szklane, 3/8"-16McMaster-Carr91315A010
Transmisyjny koder optyczny Pasek kodowyUS DigitalLIN-2000-3.5-0.5
Transmisyjny optyczny Moduł enkoderaUS DigitalEM2-0-2000-I
Łożyska ślizgowe PTFEMcMaster-Carr2639T32
Skaner całego ciała

Bibliografia

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Mintzopoulos, D., et al. Functional MRI of Rehabilitation in Chronic Stroke Patients Using Novel MR-Compatible Hand Robots. The Open Neuroimaging Journal. 2, 94-101 (2008).
  2. Khanicheh, A., Mintzopoulos, D., Weinberg, B., Tzika, A. A., Mavroidis, C. MR_CHIROD v.2: Magnetic resonance compatible smart hand rehabilitation device for brain imaging. IEEE Transactions on Neural Systems and Rehabilitation Engineering. 16 (1), 91-98 (2008).
  3. Astrakas, L. G., Nagyi, S. H., Kateb, B., Tzika, A. Functional MRI using robotic MRI compatible devices for monitoring rehabilitation from chronic stroke in the molecular medicine era (Review). IEEE International Journal of Molecular Medicine. 29 (6), 963-973 (2012).
  4. Lazaridou, A., et al. fMRI as a molecular imaging procedure for the functional reorganization of motor systems in chronic stroke. Molecular Medicine Reports. 8 (3), 775-779 (2013).
  5. Lazaridou, A., et al. Diffusion tensor and volumetric magnetic resonance imaging using an MR-compatible hand-induced robotic device suggests training-induced neuroplasticity in patients with chronic stroke. International Journal of Molecular Medicine. 32 (5), 995-1000 (2013).
  6. Mintzopoulos, D., et al. Connectivity alterations assessed by combining fMRI and MR-compatible hand robots in chronic stroke. NeuroImage. 47, T90-T97 (2009).
  7. Mintzopoulos, D., et al. fMRI Using GRAPPA EPI with High Spatial Resolution Improves BOLD Signal Detection at 3T. The Open Magnetic Resonance Journal. 2, 57-70 (2009).
  8. Khanicheh, A., Mintzopoulos, D., Weinberg, B., Tzika, A. A., Mavroidis, C. Evaluation of Electrorheological Fluid Dampers for Applications at 3-Tesla MRI Environment. IEEE/ASME Transactions on Mechatronics. 13 (3), 286-294 (2008).
  9. Babaiasl, M., Mahdioun, S. H., Jaryani, P., Yazdani, M. A review of technological and clinical aspects of robot-aided rehabilitation of upper-extremity after stroke. Disability and Rehabilitation Assistive Technology. 11 (4), 263-280 (2016).
  10. Huang, V. S., Krakauer, J. W. Robotic neurorehabilitation: a computational motor learning perspective. Journal of NeuroEngineering and Rehabilitation. 6, 5(2009).
  11. Tsekos, N., Khanicheh, A., Christoforou, E., Mavroidis, C. Magnetic Resonance-Compatible Robotic and Mechatronics Systems for Image-Guided Interventions and Rehabilitation: A Review Study. Annual Review of Biomedical Engineering. 9, 351-387 (2007).
  12. Sivak, M., Unluhisarcikli, O., Weinberg, B., Mirelman-Harari, A., Bonato, P., Mavroidis, C. Haptic system for hand rehabilitation integrating an interactive game with an advanced robotic device. Proceedings of IEEE Haptics Symposium. , Waltham, MA. (2010).
  13. Colombo, R., et al. Design strategies to improve patient motivation during robot-aided rehabilitation. Journal of NeuroEngineering and Rehabilitation. 4 (1), 3(2007).
  14. Unluhisarcikli, O., et al. A Robotic Hand Rehabilitation System with Interactive Gaming Using Novel Electro-Rheological Fluid Based Actuators. Proceedings of IEEE International Conference on Robotics and Automation. , Anchorage, AK. (2010).

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Przedruki i uprawnienia

Poproś o pozwolenie na ponowne wykorzystanie tekstu lub ilustracji tego artykułu JoVE

Poproś o pozwolenie

Tagi

Rehabilitacja chwytu d onikompatybilne z MR urz dzenie robotycznezale no poziomu tlenu we krwir wnoleg e obrazowanie GRAPPAmonitorowanie neuroplastyczno ciwykonywanie zada motorycznychanaliza przebiegu si yaktywacja kory somatosensorycznejobrazowanie tensora dyfuzji

Powiązane artykuły