Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Bioengineering

Utbilda personer med ryggmärgsskada att pendla med hjälp av en artificiellt exoskelett

Published: June 16, 2016 doi: 10.3791/54071

Introduction

Många personer med ryggmärgsskada (SCI) är oförmögna att stå och pendla med eller utan användning av ett hjälpmedel eller fysisk hjälp. I århundraden har det enda mobilitets för dem med svår SCI varit rullstolen 1. Under de senaste decennierna, har personer med SCI hade möjlighet att komplettera sin rörlighet genom att använda passiva ortoser såsom en mängd av kolvgång ortos (RGO) 2-7. Dessa anordningar är emellertid inte har blivit mer allmänt används på grund av att den fysiska ansträngning som krävs av användaren för att pendla med hjälp av dessa enheter. De RGOs har också begränsningar i möjligheten att klättra trappor, stå upp och sitta ner 3,7. Ansträngningar har gjorts för att öka effektiviteten av dessa enheter genom att införliva Funktionell elektrisk stimulering (FES) för att driva rörelsen och underlätta fram svängning av lemmen; Men, har dessa ansträngningar inte kommit längre än begrepp eller prototyper 8-12.På 1970-talet, var motorerna sammanbyggd med en ortos för att driva rörelsen höft- och knäleder och var framgångsrik i att låta en person med SCI att vidta åtgärder 13. Men otillräcklig batteri och datorteknik av tiden begränsade utbudet av enheten och vidareutveckling gavs 10,13.

Med de senaste tekniska framstegen har flera artificiellt exoskelett utvecklats för att göra det möjligt för personer med olika sjukdomar att pendla overground. Dessa drivs exoskelett enheter har studerats hos personer med stroke 14,15, personer med fullständiga och ofullständiga SCI 16-24, och andra personer med funktionshinder som orsakar minskad kontroll över sina nedre extremiteterna 25-27. Även om anordningarna skiljer sig åt, var och en kräver utbildning och övning av användaren för säker prestanda. Tre av de refererade anordningar kräver användning av kryckor för att pendla och upprätthålla balansen. Den fjärde bibehåller balance och stabilitet på grund av dess stora fotplatta och massa som förstorar bas av stöd och sänker tyngdpunkten 20. De tre enheter som kräver crutching utnyttjar samma principer, även om det finns vissa variationer med mekanik och metoder för att kontrollera de önskade åtgärderna på grund av skillnader i utformningen av anordningarna.

Ett utbildningsprogram utvecklades vid James J. Peters VA Medical Center (JJPVAMC), Bronx, NY av en grupp forskare som består av en biomedicinsk ingenjör, fysiologen physiatrist, övningphysiologist, neurolog och sjukgymnaster. Utbildningen har utvecklats med en specifik artificiellt exoskelett tidigare beskrivits 17,18 men det innehåller uppsättningar av färdigheter som gäller för andra motordrivna exoskelett som kräver en uppsättning av kryckor för att upprätthålla balansen. Alla potentiella deltagare sållades före delta i den progressiva träningsprogram. Betydelsen avscreening hos personer med SCI är att säkerställa frånvaron av kontraindicerat medicinska komplikationer som kan hämma en säker användning av dessa anordningar. Ett problemområde är låg bentäthet (BMD). Personer med SCI lider dramatisk benförlust omedelbart efter skada 28,29 som kan fortsätta hela livet 30. Denna förlust av BMD resulterar i en hög risk för långa benfrakturer. För närvarande finns det ingen effektiv behandling för att minska benförlust för dem med fullständig motor SCI. Dessutom finns inte en etablerad tröskel fraktur för personer med SCI, men ansträngningar har gjorts för att identifiera kriterier som kan användas som en guide 31-33 tillsammans med klinisk bedömning och fraktur historia. Andra vanliga kontra kan behandlas och lösas, såsom begränsad rörelseomfång (ROM) 34 och tryck sår 35. Var och en av de olika artificiellt exoskelett kan kräva olika villkor för berättigande, såsom ROM kriterier för att vara en candidatum att använda enheten, av vilka de flesta har beskrivits 17-19,21,22,36.

När en person har klarat alla de urvalskriterier som passar till enheten för användaren och utbildning kan fortsätta. Korrekt montering av enheten är viktigt att undvika olämplig kontakt i de nedre extremiteterna med exoskelett eftersom dålig montering kan leda till blåmärken och / eller hud skrubbsår 16. Användare kan ha begränsad eller ingen nedre extremiteten sensation och proprioception; denna brist på sensorisk och taktil återkoppling från fötterna kan bidra till en allmän brist på medvetenhet om deras tyngdpunkten, bromsa användarens förmåga att behärska enheten. Denna brist på medvetenhet om tyngdpunkten kan också leda till problem med lämplig vikt skiftande såsom svårighet att mäta omfattningen av framåt och i sidled nödvändiga under gångcykeln och olämpligt tids vikt skiftande, vilket resulterar i överskjutande användning av viktbärande på dearmar och kryckor för balans underhåll. När grunderna mekanismerna för stående balans och vikt växling förvärvas användaren lära sig att gå i enheten. Flera sessioner behövs för att förbättra promenader och andra färdigheter rörlighet. Initialt är ytor som är plan och jämn inom det medicinska centret som används för utbildning. Men med förbättrad kompetensnivå användaren utmanas med stegvis svårare uppgifter genom att införa olika gångytor såsom mattor, asfalt, betong, gräs, och ojämnt underlag med olika grader av backar.

Syftet med detta manuskript är att rapportera de urvalskriterier, korrekt montering och förfaranden utbildning för användning en driven exoskelett för tunnelbane promenader. Detta program har utvecklats för en enhet specifikt som beskrivs av andra 16-18, men det tar upp aspekter och utmaningar som är gemensamma för personal utbildare och personer med SCI som deltar i exoskeletal-assisted walking program som kan använda en annan driven exoskelett. Vissa aspekter av detta protokoll är specifika för den enhet som används vid JJPVAMC. Dessutom kan vissa av komponenterna i utbildningen har utvecklats av tillverkningen som innefattar orientering av enhetens komponenter, grundläggande riktlinjer för en god passform och grundläggande stående och sittande skicklighet instruktioner. Forskarna vid JJPVAMC utvecklat alla utbildningsverksamhet som utförs när användaren står upp. Dessa inkluderar förbättring av stående och sittande träningsinstruktioner, stående balans färdigheter, inomhus walking progression färdigheter, utomhus gångprogressions kompetens och andra uppgifter rörlighet för att nå, stoppa, vända, och olika typer av dörr / tröskel navigering.

Protocol

Obs: Utbildningen protokoll som beskrivs i detta manuskript utvecklades under ett pilotprojekt med titeln: "The ReWalk Exoskeletal Walking System för personer med Paraplegi" registrerade ClinicalTrials.gov identifierare NCT01454570. Utveckla ett utbildningsprogram var inte syftet med detta pilotprojekt dock; utbildningsprogrammet utvecklats under genomföra denna studie. Studieprotokollet och informerat medgivande har granskats och godkänts av JJPVAMC institutionella Review Board (IRB). Hela studien och de förfaranden som förklarades till varje studiedeltagare. Den potentiella deltagare fick möjlighet att ställa frågor och uppmuntrades att ta så mycket tid som behövs innan samtycker.

1. Deltagare Rekrytering

  1. Utför en pre-screening utvärdering med potentiella deltagare.
    1. Kortfattat förklara detaljerna i utbildningen (längd studie gånger per vecka,timmar per dag). Förklara de kända riskerna för deltagande (hud skrubbsår, potentiell skada om man skulle falla och risken för oförutsedda händelser).
      Obs: Inom detta protokoll träningen inträffade 3 gånger per vecka och varade mellan 60 och 90 minuter. En specifik frekvens och / eller varaktigheten av träningen är inte krävs för deltagarna att lära sig att använda motordrivna exoskelett.
      1. Beskriv de medicinska begränsningar av potentiella deltagare såsom: låg bentäthet vid höft eller knä, nutidshistoria av frakturer, oförmögen att tolerera stående, svag övre extremiteten styrka och svag bålkontroll. Granska inklusionskriterierna och uteslutning för att fortsätta till screening process. Uppmuntra potentiella deltagare att ställa frågor. Ger gott om tid att ta itu med eventuella problem och svara på frågor.
        Notera: De antropometriska begränsningarna för den specifika artificiellt exoskelett används häri applicerades på inclusiom kriterier för: höjd <160 eller> 190 cm och vikt <100 kg.
  2. Om prescreening utvärderingen är framgångsrik, sedan ge en detaljerad förklaring av studien och initiera screening process.
    1. Gör en DXA-scanning (DXA) skanna för att utvärdera bentätheten bilateralt på höft och knä.
      Obs: Anläggningen har begränsat användningen av exoskelett till personer som har en T-Score i hela höften och lårbenshalsen vara större än -3,5 och en BMD i proximala tibia och distala lårbenet för att vara större än 0,60 g / cm 2. Dessa värden måste inte eliminera risken för fraktur, men valdes i ett försök att minska risken. Läkare uppmanas att granska relevant litteratur och justera värdena enligt deras tolkning av informationen 31-33.
    2. Utför internationella normer för Neurologiska Klassificering av SCI (ISNSCI) 37 undersökning evaluate skadenivå, motorik och känsel.
      Obs: I detta pilot forskningsstudie deltagare med olika nivåer av skador ingick och presenteras i tabell 1 Personer med paraplegi är de dominerande användarna,. Men personer med livmoderhalscancer skador som har övre extremiteterna motor betyg för fyra eller bättre för de enskilda muskelgrupper och har möjlighet att hålla balansen med kryckor kan vara en kandidat för att använda denna exoskelett, liksom andra artificiellt exoskelett.
    3. Skaffa en allmän sjukdomshistoria och fysisk utvärdering som även omfattar rörelseomfång av axlar, höfter och knän, och kontroll hud områden på nedre extremiteten och nedre delen av ryggen som kontaktar motordrivna exoskelett.
      Obs: Personer med begränsad höft och knä rörelseområde på 20 ° av böjning eller större vid antingen fogar uteslöts. Dessutom måste axlarna har fått nog rörelseomfång för att uppnå rätt krycka placering för att utföra sit-to-stå och stå till sitta manövrar. Deltagarna måste också vara fri från trycksår ​​i de nedre extremiteterna, särskilt ett område med direktkontakt med exoskelett. Dessa kriterier kan variera för varje enhet och de kliniker hänvisas till tillverkaren för de krav som är specifika för att artificiellt exoskelett.

2. Montering

Notera: De passande förfaranden har utvecklats av den tillverkningen av anordningen. Metodiken att montera en person till enheten kommer också att variera mellan de olika exoskelett. Läkare bör hänvisa till var och en av de specifika tillverkarens förfaranden.

  1. Placera deltagare i ryggläge. Med hjälp av en flexibel måttband, bestämma bäckenbredd, övre benlängd och underbenslängd och rekord i centimeter.
    1. Mät det övre benet längd från den mest framträdande punkten på trochanter major av höften till knäleden linje. Mäta other lem på samma sätt. Registrera alla lem längd avvikelser. Justera drivs exoskelett från mitten av höftaxeln till mitten av knä axel enligt avståndet mätt på var och en av deltagarens övre benlängd.
    2. Mäta underbenslängden från knäleden linje till botten av foten. Upprepa mätningen för andra underbenslängd. Justera längden från botten av fotplattan till mitten av knä axel på den motordrivna exoskelett för varje nedre extremiteterna enligt avstånden mätt från deltagaren.
    3. Justera bredden på påslagen exoskelett med olika storlek bäcken band. Välj bäcken bandet genom att placera deltagare i en sittande ställning på en stol eller bänk med en öppen rygg. Placera bäcken bandet närmast i storlek till deltagarens bäcken bredd bakom personen och sakta flytta den framåt för att testa den för ett anfall. Tillåt upp till 1 cm avstånd på vardera sidan om bäcken gördel.
      Notera:Andra artificiellt exoskelett justeras på ett annat sätt och lämplig justering bör erhållas enligt tillverkarens specifikationer.
    4. Efter att ha valt lämplig bäcken band storlek, anbringa bäcken band till bröstkorg stolparna i det neutrala eller centrerade läget. Efter delta är i stående position, justera framåt / bakåt läge på lämpligt sätt, om så behövs, så att trochanter är i linje med rotationen av höftleden.
      Obs! Bäckenbandet kan ställas in så att den kan för att driva höfterna anteriort eller posteriort. Det neutrala eller centrerade läget är fastställandet av bäckenbandet till att tillåta justeringar av lika stora mängder anteriort eller posteriort.
  2. Montera och justera fotplattan genom att ta bort deltagarens sko, ta bort innersulan från skon, sedan placera den största fotplattan möjligt i skon. Placera innersulan ovanpå fotplattan. Justera dorsalflexion hjälp av fotplattangenom att finjustera spänningen i fjädermekanismen vid ankeln.
  3. Efter att ha avslutat alla mätningar är systemet nu redo för påtagning av deltagaren.

3. Donning

Notera: De procedurer för påsättning har utvecklats av den tillverkningen av anordningen. Metoden för påtagning en person till den motordrivna exoskelett kan variera mellan de olika enheterna och kliniker bör hänvisa till tillverkarens rutiner.

  1. Placera exoskelett i en sittande ställning på en stol med band öppen.
    Obs: Den ideala Stolen har ett brett stoppad sits och får inte ha armstöd eller hjul.
    1. Instruera deltagaren att placera rullstolen bredvid den sittande exoskelett med en liten vinkel.
    2. Be deltagaren att överföra till enheten genom att placera en hand på enheten, den andra på sin rullstol. Se till att deltagaren utför överföringen till enheten i en kontinuerlig rörelse. Om the deltagare inte kan slutföra överföringen i en rörelse, uppmuntra dem att vila ett ögonblick på den övre "låret" del av exoskelett, och att återuppta överföringen med en andra rörelse.
      Obs: Hjälp med överföringen kan tillhandahållas om det behövs.
  2. Efter deltagaren sitter ordentligt i enheten, instruera deltagaren att först placera sina fötter i skorna, sedan fortsätta att säkra banden börjar vid den mest distala punkten och flytta proximalt upp kroppen, avslutar med bröstband.
    1. Om det behövs, använd manuell kontroll funktionen för att böja höften något och utvidga knäet för att möjliggöra enklare placering av fötterna i skorna.
    2. Försiktigt in foten i skon, med särskild omsorg för att säkerställa tårna inte böjt. När foten är ordentligt i skon, att användningen av manuella kontroller flytta benet och foten tillbaka på golvet, sedan fästa skon. Följ samma steg för att säkerställa korrekt placering av den andra foten i skon.
    3. Efter att ha säkrat fötterna i skorna, säkra remmarna direkt nedanför knäna, följt av att säkra banden ovanför knäna och de för låren. Var noga med att undvika skrynkling av kläder under banden för att undvika oönskad friktion och / eller tryckberöringspunkter. Fäst nedre och övre bröstband sist.
  3. När deltagaren fastspänd i enheten, undersöka dem för alla olämpliga kontakt, skrynkliga kläder eller tryckpunkter.
    1. Efter identifiering av en tryckpunkt, släpper trycket genom att justera passform och lägga till eller ta bort stoppning som är lämpligt.
      Obs: Undersök passar när du sitter, står och efter walking några steg. Deltagaren kan förskjutas något när man står och efter promenader som kan leda till ytterligare kontaktpunkter som kan identifieras genom omprövning.

4. Ständiga

ent "> Obs! Proceduren för att stand-up har utvecklats av tillverkningen av anordningen och kan variera mellan olika exoskelett Läkare bör hänvisa till tillverkarens rutiner..

  1. Efter montering, introducerar deltagaren att de övergripande funktioner exoskelett. Förklara styrenheten specifika för enheten. Informera den deltagare som han / hon kommer att förväntas bli så oberoende som möjligt med exoskelett. Förklara att oberoende kommer att ske genom att lära sig styra funktionerna på enheten och att det är kortsiktiga och långsiktiga mål att bli oberoende.
    Obs: Inledningsvis tränare fungerar kontrollerna för att initiera den önskade rörelsen av den motordrivna exoskelett, men det är viktigt att användaren föras in i enheten och medvetna om hur det fungerar så tidigt som möjligt under träningsprocessen. När bekväm i enheten, tar användaren över kontrollerna och initiera sina egna rörelser.
  2. utrusta tHan deltagare med en uppsättning av underarms kryckor för att hjälpa till med balans och manövrerbarhet av anordningen. När du sitter i exoskelett, instruera deltagaren att placera spetsarna på kryckor baktill på ett sätt som gör det möjligt dem möjlighet att driva sin vikt över sina fötter. Detta säkerställer att exoskelett kan förlänga höft- och knäleder som utför det mesta av arbetet under den stående manöver.
    Obs: Kryckor behövs för alla manövrer i enheten, inklusive stående, gående, svarvning och sitter. Deltagarna får inte använda exoskelett utan kryckor. Vissa artificiellt exoskelett kan tillåta användning av en rullator eller käpp för att upprätthålla balansen.
  3. Förklara sit-till-stand förfarande deltagaren. Har en tränare hjälpa bakifrån användaren och annan vakt framifrån. Instruera deltagaren att stå på egna ben och bruk tränare hjälp som behövs.
    1. Instruera deltagaren att placera kryckor baktill ochluta sig framåt samtidigt som du trycker bort kryckorna för att hjälpa enheten i stående dem efter att ha tryckt på "Stand" kommandot.
      Obs: Inledningsvis uppmuntra användaren att koncentrera sig på rätt krycka placering medan tränaren använder styrenheten att initiera artificiellt exoskelett att standup.

5. Ständiga Balans

Obs! Balans förfaranden stående utvecklades av forskare vid JJPVAMC. Det kan finnas vissa förfaranden som är specifika för den enhet som används, men de flesta av de förfaranden som bör leda till andra motordrivna exoskelett.

  1. Efter att ha stått med en tränare bevakning bakifrån, ha andra tränare stå framför användaren och demonstrera stående balans mål.
    Obs: Mät blodtrycket efter att ha stått och med jämna mellanrum under träningspasset för att identifiera om en ortostatisk hypotension eller autonom dysreflexi episod upplevs av användaren.
  2. innan enttempting att gå, se till att deltagaren visar följande funktioner:
    1. Har deltagaren visa förmåga att stå i "hem" -läge med båda kryckor för att upprätthålla balansen (Figur 1).
      Obs: Placera en spegel framför deltagaren att ge visuell feedback och hjälpa korrigera felaktig luta samt upprätthålla sin upprätt balans i "hem" -läge.
    2. Har deltagaren praktiken liten förskjutning av sin vikt i sidled och baktill för att förstå platsen och känna av utgångsläget.
    3. Instruera deltagaren att hålla balansen med bara en krycka (Figur 2). Instruera deltagaren att utöva denna åtgärd genom att lyfta en krycka från marken och hålla denna inställning för upp till en minut. Instruera deltagaren att utöva ytterligare en hand balans.
      Obs: Denna manöver liknar den föregående, men med den extra komplexa heten av att ha en arm balansering medan den kontralaterala armen når över att röra balansarmen handled, simulera val av åtgärder på kontrollenheten.
      1. Upprepa dessa övningar för att se till att deltagaren får utföra dessa manövrer med hjälp av antingen arm för att hålla balansen.
    4. Efter att ha tränat de stående krycka balans färdigheter, lär deltagaren att vikt skift lateralt, vilket gör att en fot att avlasta, med målet att lyfta foten helt från marken i 5 sek. Instruera användaren att upprepa denna övning, försöker att avlasta med det andra benet.
    5. Be deltagaren att vikt skift i främre och bakre riktningar medan korrekt placera kryckor framåt och bakåt för att upprätthålla balansen.
    6. Upprepa övningar 5.2.2 - 5.2.5 fem till tio gånger under den första sessionen. Fortsätt att öva dessa övningar under följande sessioner tills användaren känner sig bekväm med dem.
"> 6. Walking

Obs: Walking förfaranden är en blandning av förfarande som utvecklats av personalen vid JJPVAMC och tillverkningen av anordningen. Mekanismen Walking inbyggda i artificiellt exoskelett och dubbla krycka mönster som används i enheten har utvecklats av tillverkning; Men tillvägagångssättet att lära deltagaren hur man korrekt utföra promenader, mekanismen för att ge stöd och resultatet mått som används för att registrera nivån på stödet var de ansträngningar som forskare vid JPVAMC. Även vissa procedurer är specifika för den motordrivna exoskelett, mest av de förfaranden som är att överföra till andra motordrivna exoskelett som använder kryckor för att upprätthålla balansen.

  1. Instruera deltagaren i mekanismen för att gå med den motordrivna exoskelett. Den speciella artificiellt exoskelett används kräver deltagaren att flytta sin vikt på vänster fot samtidigt unweighting höger fot. Med hjälp av styrenheten,tränaren väljer "Walk" -läge och ber deltagaren att förskjutas något framåt (till ett förutbestämt mål); detta kommer att inleda framåt swing höger ben.
    1. Instruera användaren att när det högra benet har avslutat svingen, att flytta sina kryckor framåt samtidigt flytta sin vikt framåt och till höger för att upprätthålla balansen samtidigt som man trappar på höger fot, och unweighting vänster fot. Förklara att enheten känner av deltagarens rörelsen, kommer att inleda framåt svänga av vänster ben.
    2. Utför kontinuerlig gång genom att upprepa framåt crutching rörelse och vikt skiftande sekvens för varje ben i följd.
  2. Uppmuntra tränare att ge stöd vid behov, men att göra så minimalt.
    Obs: Nivån på stödet, bestäms av den funktionella oberoende åtgärd (FIM) 38, bedöms av tränare och registreras.
    1. Spot användaren genom att ta tag i powered exoskelett eller deltagaren att ge stöd om det behövs. Korrigera användaren som han / hon utför rätt vikt skiftande när hon gick.
    2. Om det behövs, har en andra tränare ge stöd och taktisk återkoppling i ett område av kroppen som användaren har intakt sensation (t.ex. axlar).
      Notera: Sport avskräcks att ge stöd genom artificiellt exoskelett eller under nivån för skada på grund av att användaren är inte typiskt kunna känna stödet, vilket kan leda till svårigheter att lära sig att anpassa sin överkropp ordentligt pendla i enheten.
  3. Förklara för användaren mekanismen för artificiellt exoskelett att sluta gå. Den speciella artificiellt exoskelett används utlöses för att stoppa när den inte känner någon mer framåtrörelse på kontralaterala, eller om användaren inte ger en lämplig vikt skift tillåter sväng ben att komma i kontakt med golvet.
    Obs: Stoppa efter behag eller nivåskilt läge utövas och är en av de färdigheter som ingår i utbildningen.

7. progressiva mål för rörelseträning

Obs: Målen för rörelseträning har utvecklats vid JJPVAMC och införlivas i kriterierna för bedömning av en förmåga att använda artificiellt exoskelett i hemmiljö av tillverkaren.

  1. Förklara och beskriva listan över färdigheter rörlighet, som skall utövas som en del av utbildningen (Figur 3).
    1. Instruera deltagaren att använda handkontrollen av artificiellt exoskelett och bli så oberoende som möjligt med hjälp av drivna exoskelett.
      Obs! Artificiellt exoskelett används i detta försök hade kontrollerna integreras i en styrenhet som bärs på handleden.
    2. Lär deltagaren att göra 90 och 180 graders vänder när hon gick i systemet.
    3. Instruera deltagaren att navigera till vila på en vägg genom att stoppa bredvid väggen ochvrida så ryggen kan luta sig mot det.
      Obs: Detta gör det möjligt för personen att vila utan att behöva förlita sig på kryckor för balans.
    4. Införliva olika gångytor under träningen, så att deltagaren praxis går på ytterligare ytor såsom mattor (Figur 4), betong, asfalt och gräs (Figur 5).
    5. Har deltagaren promenad på ytor med varierande backar såsom upp en ramp, nedför en ramp, trottoarkant utklipp och ojämna ytor (Figur 6). Därefter har deltagaren promenad i en bullrig miljö, såsom en hall med andra fotgängare.
      Obs: Walking i en bullrig miljö kan vara en utmaning för vissa människor eftersom de inte kan höra ljudet av motorerna som ger en ljud que under en lämplig tid att vikt skift.
    6. Har deltagaren stoppa på kommando eller efter behag.
    7. Praxis navigering tröskelvärden dörröppning, öppning och stängning av svängande göryttersta randområdena, öppna och stänga dörrar från olika sidor, och promenader genom automatiska och / eller karuselldörrar (figurerna 7 och 8).
      Obs: Förmågan att utföra dessa ytterligare kompetens rörlighet bedöms som "kan" eller "inte" för att utföra manövern.
    8. Inkorporera ytterligare aktiviteter såsom nå över huvudet i ett skåp (figur 9) eller utanför sitta på och står upp från en parkbänk (Figur 10).

8. Bedömningar av Walking

Obs: Walking bedömningar används är standard kliniska tester som har fastställts av andra.

  1. Utför en 6 min gångtest (6MWT).
    1. Har deltagaren initiera promenader och instruera deltagaren att fortsätta gå.
    2. Efter sex minuter be deltagaren att sluta.
      Obs! 6MWT 39,40 är den sträcka som deltagaren kan ambulate med artificiellt exoskelett under en 6 min period. Om deltagaren av misstag utlösa enheten slutar gå under 6MWT fortsätter klockan att registrera tid och deltagaren uppmuntras att återfå sin / hennes balans, lugn, och starta om enheten för att fortsätta vandra så snabbt som möjligt.
  2. Utför detta test med en tränare tillägnad observation och ytterligare tränare använder ett mäthjul att bestämma avståndet och ett stoppur för att mäta förfluten tid.
  3. Uttryck 6MWT i meter gick i 6 minuter och beräkna den genomsnittliga gånghastighet (totalt meter promenerade i 6 min / 360 sek) och uttrycka det som m / sek.
    Obs! 6MWT är den totala tillryggalagda sträckan under en 6-minuters tidsinställd period och erhålles under loppet av utbildningen. Den 6MWT är den primära bedömningen användes för att bestämma progression av gångmannen på exoskelett. Utför 6MWT testet så snart som deltagaren förstår mechanism att gå med den motordrivna exoskelett och kan ta flera steg.
  4. Använd höft funktion stoppur under 6MWT efter att ha täckt 10 m avstånd för att spela in 10 m tid. Identifiera och registrera de bästa 10 m tid uppnås under 6MWT.
    Obs: 10-meters gångtest (10MWT) 40 är den bästa insats (sekunder) det tar deltagaren att gå en 10 m avstånd, och registreras medan personen utför 6MWT.
  5. Använd tidsinställd-up-and-go (TUG) 40,41 testet som en indikator på hur mycket stående, promenader svarvning, och sitter funktion individen har.
    1. Utför TUG testet genom att mäta den tid det tar deltagaren att stå upp från sittande ställning, gå 10 fot, vända, gå tillbaka och sätta sig igen. Starta tid när personen initierar enheten att stå upp och tiden stannar när personen är säkert sitter i sätet.
      Obs: Resultaten av denna mätning inte är representativa för den tradinella TUG gånger eftersom det innehåller den tid som avsatts för korrekt krycka placering efter lägesväljaren indikerar stående önskas. TUG mätning representerar personens förmåga att använda exoskeletal systemet eftersom det innehåller flera aspekter av rörlighet i enheten.

9. sittande

OBS! Metoderna att sitta ner har utvecklats av tillverkningen av anordningen och kan variera mellan olika exoskelett. Läkare bör hänvisa till tillverkarens rutiner.

  1. Placera en stol bakom användaren när han eller hon är redo att sitta. Använda regulatorn av exoskelett, placera exoskelett i sit läge.
    Obs: Initialt tränare fungerar regulatorn under sammanträdet rörelsen av artificiellt exoskelett, men som med resurser är det viktigt att användaren införas till styrenheten och göras medvetna om sina uppgifter så tidigt som möjligt under utbildningen program. När bekväm i enheten, ombeds användaren att styra kontrollenheten och initiera rörelser.
  2. Efter aktivering / trycka kommandot sitta finns en fem sekunders fördröjning. Under denna tid be deltagaren att placera sina kryckor baktill för att behålla sin tyngdpunkten över stolen. Har deltagaren öva krycka placering uppgift om detta är de första gångerna som utför vardagsfunktion. Efter fem sekunders fördröjning har förflutit, exoskelett sänker användaren tills sitter på stolen.
  3. Under sammanträdet processen användaren börjar att böja sig framåt i höften att hålla balansen under fötterna. Har tränare hjälpa deltagaren efter behov.
    Obs: Initialt praktiken sitter med två tränare, en observation bakifrån, och den andra i fronten. När användaren blir skicklig i manövern och kunna slutföra manövern med förtroende och oberoende, behövs bara en tränare.

10. Doffing

Obs! Doffing förfaranden har utvecklats av tillverkningen av anordningen. Metoden för doffing den motordrivna exoskelett kan variera mellan de olika enheterna. Läkare bör hänvisa till tillverkarens rutiner.

  1. Efter sittplatser, doff anordningen på ett liknande, men motsatt sätt som tidigare diskuterats i avsnitt tre för påtagning anordningen.
    1. Släpp banden börjar med bröstet och höften och framsteg till fötterna. Avlägsna deltagarens fötter från anordningen. Uppmuntra deltagare att försöka överföringen i sin rullstol på egen hand, utan ge stöd vid behov.
  2. Väl tillbaka i sin rullstol, inspektera deltagarens fötter, nedre extremiteterna och nedre delen av ryggen för någon blåmärken eller skrubbsår.
  3. Lär deltagaren att rutinmässigt kontrollera sina nedre extremiteter för tecken på tryckpunkter efter att de har avslutat sina walking sessioner.

Representative Results

Följande mätningar erhålls genom hela träningen. Två hand och en hand krycka balans färdigheter varje bedömas för en min som "kan" eller "inte kan" för att upprätthålla balansen (Figur 2). Gång bedömningar för tid och avstånd erhålls genom träningen med hjälp av 6MWT, 10MWT och TUG. Exoskeletal stödda gå på vanligt förekommande ytor testas inomhus (figurerna 3 och 4) och utomhus (figurerna 5-6). Andra rörlighet färdigheter såsom navigera dörrar (figurerna 7 och 8), når över huvudet i ett skåp (Figur 9) och sitter utanför på en parkbänk (Figur 10) bedöms som "kan" för att utföra eller "inte kan" för att utföra .

Genomsnittlig gånghastighet under 10MWT i 10 session mellanrum under de första 60 sessionerna avbildas (Figur 11). Detta diagram visar deltagarna har varierande initial förmåga att använda artificiellt exoskelett och varierande hastigheter förbättrings bland användarna. Den genomsnittliga ± standardavvikelse för bästa passform linjens lutning är 0,0048 ± 0,004 m / sek och värden varierade 0,00026-,015 m / sek. Detta tyder på att även om varje deltagare förbättrades till rörlig ränta de gick i genomsnitt 0,0048 m / sek snabbare varje session. Den genomsnittliga ± standardavvikelse för bästa passform interceptet är 0,16 ± 1,8 m / sek och värdena varierade från -0,026 till 0,50 m / sek. Detta tyder på att i genomsnitt deltagarna har en genomsnittlig utgångshastighet på 0,16 m / sek; med några deltagare som har nästan ingen möjlighet att pendla och andra har en mycket god förmåga i ett tidigt skede av utbildning.

Tränare bistånd påverkar prestandan; de som behöver en högre grad av guidadece gå långsammare än de som är mer kompetenta och oberoende användning av systemet 18. De tre gångtestmätningar, även om liknande, ger olika kompetens information. Den 10MWT ger en indikation på den bästa insats för hastighet (m / sek) att användaren har möjlighet att pendla i enheten. Den 6MWT avstånd, när omvandlas till hastighet i m / sek, ger en genomsnittlig gånghastighet och är en indikation på konsistensen av promenader i exoskelett. Eftersom timern fortsätter när användaren oavsiktligt stannar promenader, hastigheten från en 6MWT som ligger närmare best effort 10MWT anger att personen hade konsekvent promenader och färre stopp. Bogserbåten kräver många färdigheter som ska utföras i rad kombination. Bogserbåten är ett mått på personens samlade förmåga att införliva stående, gående, svarvning, stoppa och sitta ner i den motordrivna exoskelett. En översikt över 6MWT, 10MWT och mätningarna TUG har beskrivits tidigare av Yang 1 8 och presenteras i tabell 1 tillsammans med patienten demografisk information av deltagarna.

Figur 1
Figur 1. Två räckte krycka balans. Demonstrerar Denna siffra en person som står stilla och balansera med både kryckor. Klicka här för att se en större version av denna siffra.

figur 2
Figur 2. En hand krycka balans. Denna figur visar en person som står stilla och balansera med endast en krycka. Klicka här för att se en större version av denna siffra.

ove_content "fo: keep-together.within-page =" 1 "> Figur 3
Figur 3. Gå inomhus på en slät yta. Denna figur visar en person som går inomhus på en plan yta. Klicka här för att se en större version av denna siffra.

figur 4
Figur 4. Gå på mattan. Denna figur visar en person som går inomhus på en matta. Klicka här för att se en större version av denna siffra.

figur 5
Figur 5. ng> Gå utomhus på gräs. Denna figur visar en person som går utomhus på gräs. Klicka här för att se en större version av denna siffra.

figur 6
Figur 6. Gå på sluttningar. Denna figur visar en person som går utomhus ner en trottoarkant utklipp. Klicka här för att se en större version av denna siffra.

figur 7
Figur 7. Navigera en hiss. Denna figur visar en person som går ut ur en tidsinställd dörren inställning såsom en hissdörr.jove.com/files/ftp_upload/54071/54071fig7large.jpg "target =" _ blank "> Klicka här för att se en större version av denna siffra.

Figur 8
Figur 8. Gå ur en svängdörr. Denna figur visar en person som går ut ur en svängdörr. Klicka här för att se en större version av denna siffra.

figur 9
Figur 9. överskåp och bänkskiva gående. Denna figur visar en person som tar poster av ett överskåp. Klicka här för att se en större version av denna Figu re.

Figur 10
Figur 10. Sitter utanför på en parkbänk. Denna figur visar en person som sitter utanför på en parkbänk. Klicka här för att se en större version av denna siffra.

Figur 11
Figur 11. Medelvärde Tio sessions 10MWT hastigheter. Data demonstrerar 10MWT hastigheter för de första 60 sessionerna utbildning i genomsnitt med tio sessionsintervaller. X-axeln beskriver sessionerna och y-axeln beskriver medelhastigheten (m / s) beräknades från 10MWT erhållna resultatet under deltagarna träningspass. En linjär bäst anpassade linjen överlagras på varje deltagares resultat.= "Https://www.jove.com/files/ftp_upload/54071/54071fig11large.jpg" target = "_ blank"> Klicka här för att se en större version av denna siffra.

<td> 0,50
demografiska egenskaper Walk Test (WT) och stödnivåer (LOA)
SID Ålder
(y)
ht
(centimeter)
wt
(kg)
Kön GÖR JAG
(y)
LOI AIS 10 m WT 6-min WT BOGSERBÅT (LOA) bedöm-
ment Session
(sek) (m / s) (m) (m / s) (sek)
1 34 173 66,7 Manlig 9 T4 B 39 0,26 90 0,25 83 min 89
2 48 168 68 Manlig 4 T10 en 62 0,16 51 0,14 NP min 18
3 44 183 77,1 Manlig 4,5 T4 en 20 209 0,58 56 MI 63
4 58 160 64,4 Kvinna 1,5 C8 / T8 MYRA) 24 0,42 139 0,39 59 MI 43
5 61 175 72,6 Manlig 14 T11 en 23 0,44 137 0,38 66 MI 37
6 24 185 74,8 Manlig 5 T5 en 56 0,18 60 0,17 NP min 12
7 40 183 88,5 Manlig 1,5 T1 B 61 0,16 51 0,14 70 S 102
8 56 175 83,9 Manlig 3 T9 en 22 0,46 151 0,42 116 S 51
9 50 183 99,8 Manlig 11 T7 en 17 0,59 208 0,58 56 MI 56
10 37 170 65,8 Manlig 6 T2 en 22 0,46 150 0,42 63 min 59
11 64 173 72,8 Manlig 3 T2 en 78 0,13 46 0,13 NP mod 28
12 37 152 65,8 Kvinna 19 C8 C (NT) 14 0,71 256 0,71 42 MI 39

Tabell 1. Egenskaper hos deltagarna och Walk testresultat SID = ämne identifikationsnummer. y = år; cm = centimeter; kg = kilogram; DOI = varaktighet av skada; LOI = skadenivån; AIS = American Spinal Injury Association Nedskrivningar Scale; LOA = stödnivå; s = sekunder; m = meter; NP = ej-utförd och NT = icke-traumatisk SCI. LOA anpassades från FIM som en av följande:måttlig assistans (m) - deltagare utför 50% till 74% av uppgiften; minimal assistans (Min) - användaren utför 75% eller mer av uppgiften; tillsyn (S) - tränare inte vidrör deltagaren men är tillräckligt nära för att nå in för att ge stöd till balans eller vägledning behövs, och modifierad självständighet (MI) - tränare inte ge någon hjälp, och deltagaren är helt oberoende när hon gick i enheten. Re-print med tillstånd från Yang A, Asselin P, Knezevic S, Kornfeld S, Spungen A. Bedömning av på sjukhus gånghastighet och stödnivå i en artificiellt exoskelett hos personer med ryggmärgsskada. Top Ryggmärgs Inj Rehabil. 2015; 21 (2): 100-109. Copyright (C) 2015 Thomas Land Publishers, Inc.

Discussion

Under de senaste fem åren har vår grupp utvecklat en framgångsrik screening och utbildningsprogram för deltagarna att använda den typ av artificiellt exoskelett som kräver kryckor. Vi har utbildat personer med motor fullständig förlamning liksom de med ofullständig förlamning. Denna utbildning har potential att ändras och byggas på med ytterligare enheter som kräver användning av kryckor eller nyare versioner av befintliga enheter.

Standardisering av ett utbildningsprogram är viktigt att säkerställa deltagare säkerhet, framgångsrik användning av produkten, identifiera personalresurser, och att förvärva konsekventa resultat. Huvudpunkter i ett bra träningsprogram inkluderar lämpligt val kandidat, korrekt montering av anordningen, lämplig skicklighet progression, och ge stöd på axlarna eller på ett område med intakt sensation att göra det möjligt för användaren att känna igen den erforderliga kraften och rörelsen, främja anpassningen av deras rörelser underde efterföljande steg åtgärder. Det är viktigt att utöva denna strategiska dans mellan tränaren och användaren för att minimera tränare stöd, vilket hjälper användaren få kompetens och oberoende i enheten. Utbildare bör undvika att bistå under deltagarens nivå av känsla eftersom denna åtgärd resulterar i svårigheter att bli oberoende i exoskelett. En annan viktig punkt för att förbättra gång skicklighet är att utmana deltagaren med att gå på olika ytor och i olika miljöer. Deltagarna uppfattar gå inomhus och på platta / släta ytor i vårdcentral vara lättare än ambulerande på en matta på golvet. Gå på heltäckningsmattor, i sin tur, har rapporterats vara lättare än promenader utomhus på ojämna ytor som betong eller asfalt. Gå upp och ner olika lutning lutningar tvingar deltagaren att anpassa sin gång strategi eftersom metoden för vikt växling blir mer utmanande på grund av den förändrade tyngdpunkten presented av lutningen. Alla dessa krävande miljöer är vanligt förekommande i samhället och därför är mycket viktigt att träna i en kontrollerad miljö för att ordentligt förbereda deltagaren.

Det har förekommit flera rapporter i personer med SCI som har lärt sig att använda en motordriven exoskelett att säkert ambulate overground 16-19,21,36. Många av deltagarna i dessa rapporter hade liten eller ingen restfunktion eller känsla i sina nedre extremiteter. Inga allvarliga biverkningar rapporterades från dessa studier och enheterna ansågs säker att använda med lämplig utbildning. De biverkningar som rapporterades hud skrubbsår, blåmärken eller rodnad i huden, och utmattning av de övre extremiteterna, särskilt under de första träningspass 16,19,36. Det konstaterades att med fortsatt utbildning deltagarna märkte en minskning av övre extremiteten trötthet och hud skrubbsår lösas snabbt med bättre montering av enheten. fuTure blåmärken och rodnad undveks med justering av remmarna och strategisk placering av extra stoppning runt det drabbade området.

Färdighet i användningen av anordningen bestäms av förmågan att uppnå snabbare om gånghastighet, reducerade nivåer av stöd och säker förflyttningar i olika miljöer. Tidigare rapporter om gångförmåga visade att de som var mer oberoende skulle pendla snabbare än de som behövde hjälp. En rapport från van Hedel et al kategoriseras vandrare som "stöd walkers" om de kunde pendla med en hastighet på minst 0,44 ± 0,14 m / sek. en hastighet i samband med dem som valde att gå utomhus med hjälp över med hjälp av rullstolen 42. Denna gånghastighet liknar 0,40 m / sek hastighet av de begränsade samhälls ambulators rapporterats hos personer med stroke. 43 Även om endast ett fåtal studier har rapporterat förflyttningar hastighet och nivån på stödet med hjälp av robot exoskeletons, dessa studier indikerade att många deltagare kunde nå 0,40 m / sek gånghastighet nämns i dessa tidigare rapporter. En rapport med hjälp av en motordriven exoskelett visade att 7 av 12 deltagare kunde pendla snabbare än 0,40 m / sek 18. En annan undersökning med en annan driven exoskelett kunde illustrera 6 av 16 deltagare framgångsrikt ambulerande större än 0,40 m / sek 36. Även om rapporter med en tredje artificiellt exoskelett inte har visat gånghastighet på 0,40 m / sek 22,44, kan framtida rapporter visar ökade gånghastigheter med vidareutbildning och / eller anpassningar i den enheten. Hittills har alla studier med artificiellt exoskelett rapporterade dem som behöver högre nivåer av stöd gick vid lägre hastigheter. En tanke som diskuteras i dessa rapporter var att även om vissa av deltagarna inte pendla över 0,40 m / sek hastighet, kunde de pendla i nivå med "övervakning" enligt definitionen i FIM skalan. Dessa rapporter tyder på att med ytterligare utbildning eller ändringar av enheter förflyttningar på dessa högre hastigheter kan åstadkommas.

Energiförbrukningen mätt med syreförbrukningen har visats ökas med exoskeletal assisterad promenader, men inte över tröskeln som är onödigt tröttande. Åtta deltagare som ambulated i artificiellt exoskelett på en genomsnittlig takt av 0,22 ± 0,11 m / sek visade gångsyreförbrukning av 11,2 ± 1,7 ml / kg / min och hjärtfrekvens av 118 ± 21 bmp (48% ± 16% pulsreserv ), som båda var en betydande ökning från sittande och stående 17, men betydligt lägre än de maximala förutsagda värden. En annan rapport med en annan driven exoskelett, utvärderas syreförbrukning på 5 deltagare under 2 anfall av promenader och rapporterade 9,5 ± 0,8 ml / kg / min när man går på 0,19 ± 0,01 m / s och 11,5 ± 1,4 ml / kg / min när man går på 0,277; 0,05 m / sek 21. Båda dessa studier har visat att deltagarna ambulerande på en måttlig intensitet var över den minimala träningsintensiteten tröskel bestäms av American College of Sports Medicine vara effektiva för hjärt fördelar 45. Detta tyder på att dessa enheter har potential att användas under längre tidsperioder, vilket ger en form av verksamhet som om de utförs regelbundet kan förväntas leda till förbättringar i användarens kondition, sammansättning kropp och lipidprofilen.

De artificiellt exoskelett erbjuder en form av modifierat självständighet (nivå sex som definierats av FIM) för stående och tunnelbane förflyttningar för personer med övre extremiteterna funktion. Framtida enheter kan utformas för att pendla med högre hastighet eller tillhandahålla en större förmåga att variera den önskade ambulation hastighet. Framtida exoskelett kan också vara utformad för personer med begränsad hand och arm funktion (såsom de med tetraplegi) genom maintaining användarens balans med ytterligare bålstödet och ger en annan mekanism än att hålla en krycka för att upprätthålla balansen. Framsteg i hjärnans kontroll kan en dag vara tillgängliga att ingå för att styra gångrörelsen 20. Inom detta framväxande område, kan de grundläggande utbildningskoncept som presenteras vara tillämplig på de nuvarande och framtida artificiellt exoskelett, men bör anpassas till användaren och exoskelett som används.

Standardiserade utbildningsstrategier för närvarande utnyttjas för framgångsrik deltagare exoskeletal stödd gång; framtida ändringar av dessa enheter kan behöva anpassningar till utbildning paradigm. Undervisning kvalificerade SCI hälso- och sjukvårdspersonal att på lämpligt sätt utbilda personer med SCI att utföra exoskeletal assisterade walking behövs för fortsatt användning och förskrivning av dessa enheter. Framtiden är ljus för dessa enheter; användningen av artificiellt exoskelett av personer med SCI skulle bli mer utbredd med than inrättandet av utbildningsprogram i medicinska och rehabiliteringscentra över hela världen. Dessutom kan framtida forskning visar att regelbunden exoskeletal assisterad promenader förbättrar många av de sekundära medicinska komplikationer som är förknippade med orörlighet och förlamning från ryggmärgsskada.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Powered Exoskeleton such as ReWalk Ekso REX and Indego etc.
Loft strand Crutches
Comfortable sneakers

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Kamenetz, H. L. A brief history of the wheelchair. Journal of the history of medicine and allied sciences. 24, 205-210 (1969).
  2. Nene, A., Patrick, J. Energy cost of paraplegic locomotion with the ORLAU ParaWalker. Spinal Cord. 27, 5-18 (1989).
  3. Massucci, M., Brunetti, G., Piperno, R., Betti, L., Franceschini, M. Walking with the advanced reciprocating gait orthosis (ARGO) in thoracic paraplegic patients: energy expenditure and cardiorespiratory performance. Spinal Cord. 36, 223-227 (1998).
  4. Ijzerman, M., et al. The influence of the reciprocal cable linkage in the advanced reciprocating gait orthosis on paraplegic gait performance. Prosthetics and Orthotics International. 21, 52-61 (1997).
  5. Kawashima, N., Taguchi, D., Nakazawa, K., Akai, M. Effect of lesion level on the orthotic gait performance in individuals with complete paraplegia. Spinal Cord. 44, 487-494 (2006).
  6. Solomonow, M., et al. The RGO Generation II: muscle stimulation powered orthosis as a practical walking system for thoracic paraplegics. Orthopedics. 12, 1309-1315 (1989).
  7. Nene, A., Hermens, H., Zilvold, G. Paraplegic locomotion: a review. Spinal Cord. 34, 507-524 (1996).
  8. Durfee, W. K., Rivard, A. Preliminary Design and Simulation of a Pneumatic, Stored-Energy, Hybrid Orthosis for Gait Restoration. ASME 2004 International Mechanical Engineering Congress and Exposition, , American Society of Mechanical Engineers. 235-241 (2004).
  9. Goldfarb, M., Korkowski, K., Harrold, B., Durfee, W. Preliminary evaluation of a controlled-brake orthosis for FES-aided gait. IEEE Transactions on Neural Systems and Rehabilitation Engineering. 11, 241-248 (2003).
  10. Hughes, J. Powered lower limb orthotics in paraplegia. Paraplegia. 9, 191 (1972).
  11. Nene, A., Patrick, J. Energy cost of paraplegic locomotion using the ParaWalker--electrical stimulation" hybrid" orthosis. Arch Phys Med Rehabil. 71, 116 (1990).
  12. McClelland, M., Andrews, B., Patrick, J., El Masri, W. Augmentation of the Oswestry Parawalker orthosis by means of surface electrical stimulation: gait analysis of three patients. Spinal Cord. 25, 32-38 (1987).
  13. Vukobratovic, M., Hristic, D., Stojiljkovic, Z. Development of active anthropomorphic exoskeletons. Medical and Biological Engineering and Computing. 12, 66-80 (1974).
  14. Stein, J., Bishop, L., Stein, D. J., Wong, C. K. Gait Training with a Robotic Leg Brace After Stroke: A Randomized Controlled Pilot Study. American Journal of Physical Medicine & Rehabilitation. 93, 987-994 (2014).
  15. Bortole, M., et al. The H2 robotic exoskeleton for gait rehabilitation after stroke: early findings from a clinical study. Journal of neuroengineering and rehabilitation. 12, 54 (2015).
  16. Zeilig, G., et al. Safety and tolerance of the ReWalk exoskeleton suit for ambulation by people with complete spinal cord injury: A pilot study. Journal of Spinal Cord Medicine. 35, 96-101 (2012).
  17. Asselin, P., et al. Heart rate and oxygen demand of powered exoskeleton-assisted walking in persons with paraplegia. JRRD. 52, 147-158 (2015).
  18. Yang, A., Asselin, P., Knezevic, S., Kornfeld, S., Spungen, A. Assessment of In-Hospital Walking Velocity and Level of Assistance in a Powered Exoskeleton in Persons with Spinal Cord Injury. Topics in Spinal Cord Injury Rehabilitation. 21, 100-109 (2015).
  19. Kolakowsky-Hayner, S. A., Crew, J., Moran, S., Shah, A. Safety and feasibility of using the EksoTM bionic exoskeleton to aid ambulation after spinal cord injury. J Spine. S4, (2013).
  20. Kilicarslan, A., Prasad, S., Grossman, R. G., Contreras-Vidal, J. L. High accuracy decoding of user intentions using EEG to control a lower-body exoskeleton. Engineering in medicine and biology society (EMBC), 2013 35th annual international conference of the IEEE, , IEEE. 5606-5609 (2013).
  21. Evans, N., Hartigan, C., Kandilakis, C., Pharo, E., Clesson, I. Acute Cardiorespiratory and Metabolic Responses During Exoskeleton-Assisted Walking Overground Among Persons with Chronic Spinal Cord Injury. Topics in Spinal Cord Injury Rehabilitation. 21, 122-132 (2015).
  22. Kozlowski, A., Bryce, T., Dijkers, M. Time and Effort Required by Persons with Spinal Cord Injury to Learn to Use a Powered Exoskeleton for Assisted Walking. Topics in Spinal Cord Injury Rehabilitation. 21, 110-121 (2015).
  23. Farris, R. J., et al. A preliminary assessment of legged mobility provided by a lower limb exoskeleton for persons with paraplegia. IEEE Transactions on Neural Systems and Rehabilitation Engineering. 22, 482-490 (2014).
  24. Farris, R. J., Quintero, H. A., Goldfarb, M. Performance evaluation of a lower limb exoskeleton for stair ascent and descent with Paraplegia. Engineering in Medicine and Biology Society (EMBC), 2012 Annual International Conference of the IEEE, , IEEE. 1908-1911 (2012).
  25. Aach, M., et al. Voluntary driven exoskeleton as a new tool for rehabilitation in chronic spinal cord injury: a pilot study. The spine journal : official journal of the North American Spine Society. 14, 2847-2853 (2014).
  26. Kubota, S., et al. Feasibility of rehabilitation training with a newly developed wearable robot for patients with limited mobility. Arch Phys Med Rehabil. 94, 1080-1087 (2013).
  27. Wall, A., Borg, J., Palmcrantz, S. Clinical application of the Hybrid Assistive Limb (HAL) for gait training-a systematic review. Frontiers in systems neuroscience. 9, (2015).
  28. Bauman, W., et al. Effect of Pamidronate Administration on Bone in Patients with Acute Spinal Cord Injury. J Rehabil Res Dev. 42, 305-313 (2005).
  29. Bauman, W. A., et al. Zoledronic acid administration failed to prevent bone loss at the knee in persons with acute spinal cord injury: an observational cohort study. Journal of bone and mineral metabolism. , 1-12 (2014).
  30. Bauman, W., Spungen, A., Wang, J., Pierson, R. Jr, Schwartz, E. Continuous Loss of Bone During Chronic Immobilization: A Monozygotic Twin Study. Osteoporos Int. 10, 123-127 (1999).
  31. Garland, D., Adkins, R., Stewart, C. Fracture threshold and risk for osteoporosis and pathologic fractures in individuals with spinal cord injury. Topics in Spinal Cord Injury Rehabilitation. 11, 61-69 (2005).
  32. Eser, P., Frotzler, A., Zehnder, Y., Denoth, J. Fracture threshold in the femur and tibia of people with spinal cord injury as determined by peripheral quantitative computed tomography. Arch Phys Med Rehabil. 86, 498-504 (2005).
  33. Lazo, M., et al. Osteoporosis and risk of fracture in men with spinal cord injury. Spinal cord. 39, 208-214 (2001).
  34. Yarkony, G. M., Bass, L. M., Keenan, V., Meyer, P. R. Contractures complicating spinal cord injury: incidence and comparison between spinal cord centre and general hospital acute care. Spinal Cord. 23, 265-271 (1985).
  35. Richardson, R. R., Meyer, P. R. Prevalence and incidence of pressure sores in acute spinal cord injuries. Spinal Cord. 19, 235-247 (1981).
  36. Hartigan, C., et al. Mobility Outcomes Following Five Training Sessions with a Powered Exoskeleton. Topics in Spinal Cord Injury Rehabilitation. 21, 93-99 (2015).
  37. Maynard, F. M., et al. International standards for neurological and functional classification of spinal cord injury. Spinal cord. 35, 266-274 (1997).
  38. Granger, C. V., Hamilton, B. B., Linacre, J. M., Heinemann, A. W., Wright, B. D. Performance profiles of the functional independence measure. American Journal of Physical Medicine & Rehabilitation. 72, 84-89 (1993).
  39. Guyatt, G. H., et al. The 6-minute walk: a new measure of exercise capacity in patients with chronic heart failure. Canadian Medical Association Journal. 132, 919 (1985).
  40. van Hedel, H. J., Wirz, M., Dietz, V. Assessing walking ability in subjects with spinal cord injury: validity and reliability of 3 walking tests. Arch Phys Med Rehabil. 86, 190-196 (2005).
  41. Podsiadlo, D., Richardson, S. The timed "Up & Go": a test of basic functional mobility for frail elderly persons. Journal of the American geriatrics Society. 39, 142-148 (1991).
  42. van Hedel, H. J. Gait speed in relation to categories of functional ambulation after spinal cord injury. Neurorehabilitation and neural repair. 23, 343-350 (2009).
  43. Perry, J., Garrett, M., Gronley, J. K., Mulroy, S. J. Classification of walking handicap in the stroke population. Stroke. 26, 982-989 (1995).
  44. Kressler, J., et al. Understanding therapeutic benefits of overground bionic ambulation: exploratory case series in persons with chronic, complete spinal cord injury. Arch Phys Med Rehabil. 95, 1878-1887 (2014).
  45. Pollock, M. L., et al. ACSM position stand: the recommended quantity and quality of exercise for developing and maintaining cardiorespiratory and muscular fitness, and flexibility in healthy adults. Med Sci Sports Exerc. 30, 975-991 (1998).

Tags

Bioteknik 6MWT ambulatorisk enhet tunnelbane promenader paraplegi drivs exoskelett fram- och återgående gång ortos RGO och ryggmärgsskada
Utbilda personer med ryggmärgsskada att pendla med hjälp av en artificiellt exoskelett
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Asselin, P. K., Avedissian, M.,More

Asselin, P. K., Avedissian, M., Knezevic, S., Kornfeld, S., Spungen, A. M. Training Persons with Spinal Cord Injury to Ambulate Using a Powered Exoskeleton. J. Vis. Exp. (112), e54071, doi:10.3791/54071 (2016).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter