Desenvolvimento de um novo programa de reabilitação orientado a tarefas usando uma mão robótica exoesqueleto bimanual

Este protocolo de treinamento assistido por robôs e orientado para tarefas foi desenvolvido para pacientes com disfunção manual causada por déficits neurológicos. Nosso protocolo é o primeiro a integrar o programa de treinamento orientado a tarefas com uma mão robótica para reabilitação de funções manuais e o primeiro a investigar a viabilidade e a aceitabilidade do protocolo. Projetamos objetos especializados que podem ser manipulados usando o protocolo de treinamento.

Então nosso sistema de mão robótico pode ser aplicado ao treinamento de movimento bimanual. Demonstrando o procedimento estarão Yi-Mei Chen e Szu-Shen Lai, terapeutas ocupacionais do meu departamento. Antes de iniciar a análise, coloque o sensor sobre a mão não afetada do sujeito e use a fita adesiva e de loop para fixar o pulso.

Use uma almofada limpa para enrolar a mão afetada e fixar com segurança a fita de gancho e loop. Solte o mecanismo do polegar da mão do exoesqueleto para permitir o ajuste do ângulo de abertura do polegar e coloque a mão afetada na mão do exoesqueleto. Aperte o gancho e enrole a palma através do anel de fixação.

Depois disso, aperte os dedos um a um, começando com o dedo indicador e terminando com o polegar. Aperte a fita de gancho e laço paralelamente ao pulso através do anel de fixação e ajuste o polegar para um ângulo confortável. Em seguida, aperte o mecanismo do polegar.

Para configurar a caixa de controle, insira o cabo para a mão do exoesqueleto e insira o cabo para a luva do sensor. Insira ambos os conjuntos de cabos na tomada na caixa de controle e insira o cabo de alimentação na caixa de controle. Em seguida, conecte o cabo de alimentação a uma tomada com a tensão correta.

Quando o sistema e o sujeito estiverem prontos, mude para a caixa de controle e ajuste o modo para Cinco Dedos para permitir que a mão do exoesqueleto mova os dedos do sujeito passivamente. Peça ao sujeito para realizar uma tarefa de apreensão e liberação guiada pela mão do exoesqueleto por 2,5 minutos. Mude o modo para Single Finger.

Em seguida, deixe a mão do exoesqueleto mover os dedos do sujeito individual e passivamente enquanto o sujeito se estende e retrai os dedos individuais por 2,5 minutos. Para uma sessão de movimento bimanual assistida por robô, mude o modo para Espelho para permitir o movimento da mão não afetada usando a luva do sensor para controlar os movimentos das mãos do exoesqueleto. Para realizar um teste da capacidade do sujeito de manipular objetos usando o sistema de mão robótico, coloque a mão do exoesqueleto na mão não afetada do sujeito e a luva do sensor na mão não afetada, como apenas demonstrado, e coloque uma tipoia sob a mão do cotovelo e exoesqueleto do sujeito para apoiar o braço afetado.

Em seguida, realize uma sessão de aquecimento como apenas demonstrado. Após o aquecimento, use o sistema de mão robótico por cinco minutos para demonstrar como manipular os objetos projetados, incluindo o uso de precomenda palmar para pegar a estaca, uma precomência lateral para pegar o cubo retangular, um mandril de três pontos para pegar o cubo, uma pegada esférica para pegar a bola, e uma pegada cilíndrica para pegar a barra cilíndrica. Após a demonstração, coloque duas bases bilateralmente em frente às mãos do sujeito, e coloque os objetos no topo de uma base para ajudar na sua manipulação.

Que o sujeito use o sistema de mão robótico para agarrar cada objeto 20 vezes por dia durante três dias consecutivos, começando na área da base e levantando, movendo-se e liberando cada objeto na linha média enquanto monitora e registra a taxa de sucesso para cada tentativa. Nesta análise representativa, foram avaliados três indivíduos saudáveis e três sujeitos pós-acidente vascular cerebral. A idade média do grupo saudável foi de 28 anos, enquanto a idade média do grupo de pacientes foi de 49 anos.

Mini-Exame do Estado Mental, Avaliação fugl-meyer, dedo modificado da escala de Ashworth e escores de estágio de Brunnstrom também foram obtidos para cada paciente. Os sujeitos do grupo saudável manipularam perfeitamente todos os objetos com e sem o sistema de mão robótico, com uma taxa média de sucesso de 100% para cada tarefa. Todos os pacientes, no entanto, apresentaram dificuldades na manipulação dos objetos sem o sistema de mão robótico, demonstrando uma taxa de sucesso de 0% para todos os objetos.

Em contrapartida, todas as taxas de sucesso do paciente aumentaram significativamente quando o sistema de mão robótico foi utilizado, aproximando-se de taxas semelhantes às observadas em indivíduos saudáveis, apoiando a viabilidade do uso do sistema de mão robótico em pacientes com AVC. Lembre os sujeitos para se concentrarem no controle de movimento de suas mãos bilaterais durante o treinamento de movimento bimanual, certificando-se de que os padrões de compreensão nos objetos estão corretos. Após este procedimento, é necessário um ensaio controlado randomizado para determinar os efeitos terapêuticos do protocolo de treinamento.

Usando essa técnica, os pesquisadores podem programar protocolos de reabilitação com delicado movimento dos dedos para disfunção severa das mãos e podem explorar os efeitos sobre a neuroplasticidade cerebral e os resultados funcionais.