Больше всего (80%) инсульт пациентов испытывают дефицит в руке и испытывают трудности в самостоятельном выполнении ручных задач, которые имеют отношение к повседневной жизни1. Тем не менее, сложный характер ручных задач означает, что это значительная проблема для разработки задач-ориентированной учебной программы для ручной реабилитации2. В последние годы, многие роботизированные устройства были разработаны для ручной реабилитации3,4, но лишь немногие учебные протоколы, помогают роботизированные устройства позволяют пациенту взаимодействовать с реальными объектами. Неясно, как именно задача-ориентированной программы обучения для реабилитации функции рук может быть применена с помощью роботизированных устройств для пациентов, которые испытывают дисфункцию рук из-за инсульта.
Задача-ориентированной подготовки используется для улучшения функции руки5,6 и обычно применяется в реабилитации для дисфункции верхних конечностей из-за инсульта. Он используется для увеличения нейропластичности и сильно зависит от отдельных неврологических дефицитов и функциональных требований7. Однако во время тренировки, ориентированной на задачи, пациенты испытывают трудности в манипулировании объектами, если функция рук нарушена. Примеры этого включают плохое понимание или ограниченные функции щепотки. Терапевты также показывают трудности в руководстве движениями пальцев пациентов индивидуально, что, следовательно, ограничивает вариации задач захвата. Роботизированные устройства, таким образом, необходимы для повышения эффективности задач-ориентированной подготовки, явно направляя движение рук во время повторяющихся подготовки2,8.
Предыдущие исследования использовали только реабилитационные роботы для задач-ориентированной подготовки по верхней конечности достижения задач3. Неясно, как робот-помощь реабилитации могут быть использованы для задач ориентированных подготовки ориентации на ручную функцию. Экзоскелет стороны, HWARD, был использован для руководства пальцами, чтобы схватить и освободить объекты8. Тем не менее, это устройство не позволяет разнообразные шаблоны захвата, потому что он не имеет необходимых степеней свободы. В последнее время, другие устройства, которые нацелены на перемещение пальцев пациента индивидуально были разработаны9. Тем не менее, эти устройства ранее не использовались для нейрореабилитации. Упомянутые выше роботизированные устройства - это все односторонние роботы. В отличие от этого, роботизированная ручная система, представленная здесь, нуждается в сотрудничестве не затронутых и пострадавших рук. Роботизированная ручная система специально разработана для целей реабилитации с использованием механизма мастер-раб для достижения симметричного двухманных движений рук. Система состоит из экзоскелета (изношенной на пораженной руке), контрольной коробки и сенсорной перчатки (изношенной на нетронутой руке). Каждый палец модуль руки экзоскелета управляется двигателем с одной степенью свободы и его суставы связаны с помощью механической системы связи. Два размера, S и M, предназначены для различных предметов. Коробка управления обеспечивает два терапевтических режима, пассивный диапазон движения (PROM) и зеркально-управляемые режимы движения, через которые пораженная рука пациента может манипулировать рукой экзоскелета. В режиме PROM поле управления отправляет команды ввода в экзоскелет, а перемещает руку объекта для выполнения полного сгибания/расширения пальца. Он содержит два режима: режим с одним пальцем (действует последовательно от большого пальца до мизинца) и режим пять пальцев (пять пальцев двигаются вместе). В зеркальном режиме движения реализован механизм master (сенсорная перчатка) -slave (экзоскелетная рука), при котором движение каждого пальца обнаруживается сенсорной перчаткой и сигналы совместных углов передаются в поле управления для управления рукой экзоскелета.
При оснащении роботизированной ручной системы, испытуемым было поручено переместить свои пораженные руки под руководством экзоскелета стороны, управляемой нетронутыми руками, которая является двухманвальной подготовки движения (BMT)10. Согласно предыдущим исследованиям, BMT способен активировать аналогичные нервные пути в обоих полушариях мозга и предотвратить ингибирование транс полушария, которое препятствует восстановлению нейронной функции в полушарии поражения10. Бруннер идр.11 сравнили BMT с стеснической двигательной терапией (CIMT) у пациентов с подострым инсультом. Они предположили, что BMT имеет тенденцию активировать больше нейронных сетей в обоих полушариях, чем CIMT, и не было существенной разницы в улучшении функции рук между BMT и CIMT подходов. Sleimen-Malkoun et al.12 также предположили, что с помощью БМТ пациенты с инсультом могут восстановить как паретический контроль конечностей, так и бимануальный контроль. То есть обучение должно включать в себя двухманные задачи, которые сосредоточены на использовании пораженной руки. Кроме того, координация обеих рук необходима для деятельности повседневной жизни (ADL)11,12. Поэтому крайне важно разработать двухманную программу обучения, ориентированную на задачи, ориентированную на выполнение задач для пациентов после инсульта и объектов, которые могут быть схвачены или ущипнуты пациентами, носящих роботизированную ручную систему.
В этом исследовании, различные захват объектов были разработаны на основе потребностей профессиональной терапии и механических свойств реабилитационных роботов. С помощью роботизированных реабилитационных устройств для пациентов с дистальной дисфункцией верхних конечностей из-за инсульта был разработан протокол подготовки к задачам. Целью данного исследования было изучение осуществимости и приемлемости программы обучения, ориентированной на задачи, с использованием экзоскелета и недавно разработанных захватов объектов.