Program rehabilitacyjny treningu na bieżni wspomaganego masą ciała wspomaganego egzoszkieletem z niewciągającą rzeczywistością wirtualną dla pacjentów po udarze
16 maja 2025
Skuteczność połączenia treningu na bieżni wspomaganego przez egzoszkielet z wirtualną rzeczywistością opartą na grze na temat możliwości wykonywania dwóch zadań u osób, które przeżyły udar, nie została jeszcze zbadana. Dlatego ten program rehabilitacyjny ma na celu zbadanie potencjalnych funkcji i zalet tej kombinacji w zwiększaniu zdolności chodzenia podczas rekonwalescencji po udarze.
Zbadaliśmy, czy połączenie treningu na bieżni wspomaganego egzoszkieletem z VR opartym na grach może poprawić wydajność zadań i równowagę u osób, które przeżyły udar podczas wczesnej rehabilitacji. Utrzymanie zaangażowania pacjenta podczas intensywnych sesji pozostaje wyzwaniem, zwłaszcza we wczesnej fazie rekonwalescencji po udarze, kiedy zmęczenie i deficyty uwagi są powszechne. Nasze badanie sugeruje, że to połączone podejście może pomóc pacjentom po udarze lepiej radzić sobie z równowagą podczas chodzenia. Takie podejście zwiększa zarówno regenerację fizyczną, jak i zaangażowanie poznawcze, zapewniając bogatsze i skuteczniejsze doświadczenie rehabilitacji. Nasze odkrycia wspierają integrację technologii multimodalnych w rehabilitacji po udarze mózgu i dostarczają wstępnych dowodów, które pokierują przyszłymi randomizowanymi badaniami kontrolnymi.
[Narrator] Aby rozpocząć, obróć oba uchwyty ramienia robota w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara, aby je poluzować. Wyciągnij egzoszkielet na zewnątrz, aby oczyścić pas startowy bieżni i stworzyć miejsce dla pacjenta. Poprowadź pacjenta na pas startowy bieżni od tylnej rampy do przodu. W przypadku pacjentów, którzy nie są w stanie chodzić, należy pomóc im wejść z wózkiem inwalidzkim i ustawić ich z przodu. Opuść wiązkę przewodów układu zawieszenia za pomocą pilota zdalnego sterowania. Wyreguluj uprząż tak, aby znajdowała się równo z tyłem głowy pacjenta lub nieco poniżej niego, aby zapewnić prawidłowe ustawienie. Następnie odpiąć uprząż, aby rozpocząć opatrywanie pacjenta. Jeśli pacjent stoi, przyłóż odpiętą uprząż do tułowia od tyłu. I zapnij paski wokół tułowia i ud. Upewnij się, że wszystkie paski są wygodnie napięte. Jeśli pacjent porusza się na wózku inwalidzkim, unieś lekko tułów z oparcia. Nawlecz odpiętą uprząż wokół tułowia i wygodnie zabezpiecz paski. Owiń paski na nogi wokół ud i zapnij je. Teraz podnieś system podtrzymywany ciężarem, aby ustawić pacjenta w pozycji stojącej. Użyj pilota, aby dostosować redukcję masy w razie potrzeby i obserwuj dane na ekranie urządzenia. Lekko podnieś pacjenta, upewniając się, że jego stopy nie zwisają. Jeśli pacjent porusza się na wózku inwalidzkim, stopniowo podnoś go do pozycji stojącej za pomocą systemu zawieszenia. Po ustawieniu się w pozycji pionowej zdejmij wózek inwalidzki z pasa startowego. W razie potrzeby dostosuj redukcję masy za pomocą pilota. Zresetuj egzoszkielet, popychając go do środka z otwartej pozycji. Następnie obróć oba uchwyty zgodnie z ruchem wskazówek zegara, aby włączyć urządzenie unieruchamiające. Naciśnij złożony i zawieszony egzoszkielet, aby przesunąć go z konfiguracji siedzącej do stojącej. Następnie poinstruuj pacjenta, aby oparł się o podparcie tułowia egzoszkieletu i bezpiecznie przymocował pasy kotwiczące klatkę piersiową wokół klatki piersiowej pacjenta. Dostosuj wysokość egzoszkieletu, aby wyrównać oś ruchową ramion ze stawami biodrowymi i kolanowymi pacjenta. Następnie zabezpiecz paski na uda i łydki, zapewniając dokładne i bezpieczne dopasowanie. W celu działania egzoszkieletu uruchom oprogramowanie sterujące na komputerze. Wprowadź do systemu podstawowe informacje o pacjencie. Dostosuj parametry leczenia w oprogramowaniu. Ustaw prędkość chodu na 1,5 kilometra na godzinę, czas trwania na 20 minut i zastosuj domyślne ustawienia ruchomości stawów zarówno dla bioder, jak i kolan. Następnie kliknij Start, aby rozpocząć terapię. Następnie uruchom na komputerze oprogramowanie do treningu i oceny chodu ZEPU. Wybierz opcję gry, aby aktywować tryb treningowy VR. Prowadź pacjenta podczas ruchu wspomaganego egzoszkieletem. Kiedy jedna noga jest w fazie wymachu, poinstruuj pacjenta, aby aktywnie ją kontrolował. Kiedy noga jest gotowa do napędu, poinstruuj pacjenta, aby mocno ją popchnął i wykonał zgięcie biodra. Wynik w skali równowagi Berga wykazał statystycznie istotny wzrost z 43,88 do 48,38 po czterech tygodniach leczenia. Czas testu Timed Up and Go skrócił się z 21,88 sekundy do 17,63 sekundy, co wskazuje na poprawę bez istotności statystycznej. Wynik Miary Niezależności Funkcjonalnej wzrósł z 92,75 do 98,75, odzwierciedlając klinicznie pozytywny trend, choć nie istotny statystycznie.
Wyświetl pełny transkrypt i uzyskaj dostęp do tysięcy filmów naukowych
Przegląd
Niniejsze badanie analizuje połączenie treningu na bieżni z asystą egzoszkieletu oraz grywalizacji w rzeczywistości wirtualnej w celu poprawy zdolności do wykonywania zadań podwójnych u osób po udarze mózgu. Podejście to ma na celu usprawnienie zarówno powrotu do sprawności fizycznej, jak i zaangażowania poznawczego podczas rehabilitacji.
Kluczowe elementy badania
Dziedzina nauki
- Neuronauka
- Rehabilitacja
- Rekuperacja po udarze
Wstęp
- Osoby po udarze często borykają się z problemami z równowagą i wykonywaniem zadań podczas rehabilitacji.
- Utrzymanie zaangażowania pacjenta jest kluczowe dla skutecznego powrotu do zdrowia.
- Połączenie treningu fizycznego i poznawczego może poprawić efekty rehabilitacji.
- Istniejące metody mogą nie w pełni odpowiadać potrzebom pacjentów po udarze we wczesnej fazie rekonwalescencji.
Cel badania
- Zbadanie skuteczności połączonego podejścia rehabilitacyjnego.
- Ocena poprawy zdolności chodzenia oraz równowagi.
- Dostarczenie wstępnych dowodów dla przyszłych randomizowanych badań kontrolnych.
Zastosowane metody
- Zastosowano trening na bieżni z wykorzystaniem egzoszkieletu.
- W sesje treningowe włączono wirtualną rzeczywistość opartą na grach.
- Wyniki pacjentów mierzono za pomocą skali równowagi Berga oraz testu Timed Up and Go.
- Dane gromadzono w ciągu czterotygodniowego okresu leczenia.
Główne wyniki
- Wyniki w skali równowagi Berga (Berg Balance Scale) istotnie wzrosły.
- Czasy w teście Timed Up and Go uległy poprawie, choć nie była ona istotna statystycznie.
- Wyniki w mierniku niezależności funkcjonalnej (Functional Independence Measure) wykazały tendencję wzrostową.
- Zastosowanie podejścia łączonego może usprawnić zarówno rehabilitację fizyczną, jak i poznawczą.
Wnioski
- Połączenie treningu z egzoszkieletem z rzeczywistością wirtualną (VR) może poprawić wyniki rehabilitacji.
- Dalsze badania są konieczne w celu walidacji tych wyników.
- Podejście to wspiera integrację technologii multimodalnych w rehabilitacji po udarze.
Najczęściej zadawane pytania
Znaczenie dla Przemysłu
Integracja treningu na bieżni z odciążeniem masy ciała wspomaganym przez egzoszkielet z niezanurzeniową rzeczywistością wirtualną pozwala rozwiązać problem przywracania mobilności funkcjonalnej i zaangażowania w wczesnej fazie rehabilitacji po udarze. Ilościowa ocena z wykorzystaniem zwalidowanych skal umożliwia obiektywną ewaluację powrotu funkcji motorycznych oraz równowagi, co wspiera decyzje o przejściu do kolejnych etapów terapii w oparciu o dane. To multimodalne podejście oferuje powtarzalną platformę do oceny interwencji neurorehabilitacyjnych i dostarcza informacji dla strategii translacyjnych w rozwoju neuroterapeutyków.
Strategiczne zastosowania w badaniach i rozwoju biofarmaceutycznym
Wczesne etapy odkrywania i walidacja celu
- Umożliwia ilościową ocenę powrotu funkcji motorycznych z wykorzystaniem standaryzowanych klinicznych punktów końcowych.
- Wspiera ograniczanie ryzyka mechanistycznego poprzez izolację efektów połączonych interwencji fizycznych i poznawczych.
- Ułatwia funkcjonalną walidację celów w procesie opracowywania urządzeń i terapii do neurorehabilitacji.
Przesiewanie i opracowywanie testów
- Zapewnia zwalidowany system do powtarzalnego pomiaru parametrów równowagi i chodu.
- Standaryzuje protokoły oceny z wykorzystaniem obiektywnych skal, takich jak BBS i TUG.
- Umożliwia rzetelną ocenę potencjalnych interwencji w warunkach kontrolowanych.
Badania translacyjne i przedkliniczne
- Koreluje punkty końcowe funkcji z klinicznie istotnymi biomarkerami powrotu sprawności ruchowej.
- Zapewnia ciągłość od wczesnej fazy odkryć po przedkliniczną walidację strategii neurorehabilitacyjnych.
- Umożliwia dostosowanie do ryzyka rozwoju portfela terapeutyków cyfrowych oraz urządzeń wspomagających leczenie.
Integracja potoku i przepływu pracy
Niniejszy protokół plasuje się w kontinuum odkryć w dziedzinie neurorehabilitacji, stanowiąc pomost między wczesnymi badaniami nad mechanizmami a przedkliniczną walidacją interwencji z wykorzystaniem urządzeń.
- Biologia odkrywcza: Ilościowe określanie poprawy funkcji motorycznych i równowagi w celu testowania hipotez terapeutycznych w procesie rekonwalescencji po udarze.
- Screening: Dostarczanie powtarzalnych, ilościowych wyników do porównań między różnymi stanami oraz do screeningu interwencji.
- Analityka: Wykorzystanie zwalidowanych skal (BBS, TUG, FIM) do rzetelnej analizy statystycznej wyników funkcjonalnych.
- Badania translacyjne: Zgodność z punktami końcowymi o znaczeniu klinicznym dla niezależności i mobilności pacjentów.
- Wykorzystanie w przedsiębiorstwie: Tworzenie skalowalnej, multimodalnej platformy dla bieżących badań nad neurorehabilitacją i oceny urządzeń.
Wpływ operacyjny i przedsiębiorczy
- Wartość naukowa: Zwiększa pewność prognostyczną w zakresie punktów końcowych regeneracji funkcjonalnej i zmniejsza niejednoznaczność mechanistyczną w neurorehabilitacji.
- Wartość operacyjna: Standaryzuje protokoły interwencyjne i pomiary wyników w celu zapewnienia powtarzalności i skalowalności.
- Wartość strategiczna: Umożliwia podejmowanie świadomych decyzji typu go/no-go w procesie rozwoju urządzeń i cyfrowych terapii w rehabilitacji po udarze.
- Wpływ na portfolio: Wspiera priorytetyzację aktywów neurorehabilitacyjnych i programów translacyjnych z uwzględnieniem poziomu ryzyka.
Uwagi dotyczące wdrożenia
- Wymaga doświadczenia w zakresie neurorehabilitacji, obsługi urządzeń i oceny ilościowej.
- Wymaga dostępu do systemów egzoszkieletowych, infrastruktury bieżni oraz oprogramowania z obsługą VR.
- Wymaga standaryzacji protokołów szkoleniowych i oceniających pomiędzy zespołami.
- Możliżna jest konieczność adaptacji dla różnych populacji pacjentów lub schorzeń neurologicznych.
- Ograniczenia obejmują zmienność zaangażowania pacjentów oraz potrzebę dalszej walidacji w ramach randomizowanych badań kontrolowanych.
