JoVE Journal > Bioengineering
Summary
Abstract
Introduction
Protocol
Results
Discussion
Disclosures
Acknowledgements
Materials
References
Türkçe

Automatically Generated
Please note that all translations are automatically generated. Click here for the English version.
Bioengineering

Omurilik Yaralanmalı Kişiler Eğitim bir mekanik dış iskelet kullanma Ambulate için

Published: June 16, 2016
doi:
10.3791/54071
, , , ,
1Department of Veterans Affairs (VA) Rehabilitation Research and Development National Center of Excellence for the Medical Consequences of Spinal Cord Injury,James J. Peters VA Medical Center, 2Department of Veterans Affairs (VA) Spinal Cord Injury Service,James J. Peters VA Medical Center

Summary

Training a person with paralysis to ambulate using a powered exoskeleton may present challenges. The goals are to present the candidate selection criteria and the training procedures for exoskeletal-assisted walking and other mobility skills that can be progressed as the participant’s skill level improves.

Abstract

Powered exoskeletons have become available for overground ambulation in persons with paralyses due to spinal cord injury (SCI) who have intact upper extremity function and are able to maintain upright balance using forearm crutches. To ambulate in an exoskeleton, the user must acquire the ability to maintain balance while standing, sitting and appropriate weight shifting with each step. This can be a challenging task for those with deficits in sensation and proprioception in their lower extremities. This manuscript describes screening criteria and a training program developed at the James J. Peters VA Medical Center, Bronx, NY to teach users the skills needed to utilize these devices in institutional, home or community environments. Before training can begin, potential users are screened for appropriate range of motion of the hip, knee and ankle joints. Persons with SCI are at an increased risk of sustaining lower extremity fractures, even with minimal strain or trauma, therefore a bone mineral density assessment is performed to reduce the risk of fracture. Also, as part of screening, a physical examination is performed in order to identify additional health-related contraindications.

Once the person has successfully passed all screening requirements, they are cleared to begin the training program. The device is properly adjusted to fit the user. A series of static and dynamic balance tasks are taught and performed by the user before learning to walk. The person is taught to ambulate in various environments ranging from indoor level surfaces to outdoors over uneven or changing surfaces. Once skilled enough to be a candidate for home use with the exoskeleton, the user is then required to designate a companion-walker who will train alongside them. Together, the pair must demonstrate the ability to perform various advanced tasks in order to be permitted to use the exoskeleton in their home/community environment.

Introduction

spinal kord yaralanması (SKY) olan birçok kişi ayakta ve veya bir yardımcı cihaz ya da fiziksel yardım kullanılmadan ambulasyon edemiyoruz. Yüzyıllar boyunca, şiddetli SCI olanlar için tek hareketlilik seçenek tekerlekli sandalye 1 olmuştur. Son birkaç on yıl boyunca, SKY olan kişilerin bu tür yürüme ortezi (RGO) 2-7 pistonlu çeşitli pasif ortez cihazlar kullanarak kendi hareketliliğini desteklemek seçeneği vardı. Bu cihazlar, ancak nedeniyle bu cihazları kullanarak ambulasyon kullanıcı tarafından gerekli fiziksel çaba daha yaygın kullanılır hale değil. RGOs ayrıca, merdivenleri tırmanmaya ayağa ve aşağı 3,7 oturup yeteneği sınırlamaları vardır. Çabaları hareketi güç ve ekstremitenin ileri sallanan kolaylaştırmak için Fonksiyonel Elektrik Stimülasyon (FES) dahil ederek bu cihazların verimliliğini artırmak için yapılmıştır; Ancak, bu çabalar kavramlar veya prototipler 8-12 ötesinde ilerleme değil.1970'li yıllarda, motorlar kalça ve diz eklemlerinin hareketini güçlendirmek için bir ortez ile birleşmiş ve SKY olan bir kişinin adım 13 almak için izin başarılı idi. Ancak, zaman yetersiz pil ve bilgisayar teknoloji cihaz yelpazesini sınırlı ve daha da geliştirilmesi 10,13 terk edildi.

Son teknolojik gelişmeler ile, birkaç mekanik dış iskelet overground ambulasyon çeşitli patolojileri olan kişilerin sağlamak için geliştirilmiştir. Bu güçlendirilmiş dış iskelet cihazlar inme 14,15 olan kişilerde çalışılmıştır, onların alt ekstremite 25-27 azaltılmış kontrolünü neden engelli tam ve SCI 16-24 eksik ve diğer kişilerle kişiler. cihazlar farklı olsa da, her biri güvenli performans için kullanıcı tarafından eğitim ve pratik gerektirir. başvurulan cihaz üç ambulate ve dengeyi korumak için koltuk de kullanılmasını gerektirir. Dördüncü bir balanc korurÇünkü destek tabanını genişletir ve ağırlık 20 merkezi düşürür geniş footplate ve kitlenin e ve kararlılık. crutching gerektiren üç cihaz mekanik ve istenen işlemleri kontrol yöntemleri ile bazı farklılıklar nedeniyle cihazların tasarımında farklılıklara olsa bile aynı ilkeler kullanmaktadır.

Bir eğitim programı bir biyomedikal mühendisi, fizyolog, fiziatrist, egzersiz fizyolog, nörolog ve fizik tedavi oluşan bir grup araştırmacı tarafından James J. Peters VA Tıp Merkezi (JJPVAMC), Bronx, NY geliştirilmiştir. Eğitim programı belirli bir güç exoskeleton ile geliştirilen önceden 17,18 açıklanan ama dengeyi korumak için koltuk değneği bir dizi gerektiren diğer motorlu exoskeletons uygulanabilir beceri setleri içermektedir. Tüm potansiyel katılımcılar önce ilerici eğitim programına katılan tarandı. ÖnemiSKY olan kişilerde tarama bu cihazların güvenli kullanımı inhibe kontrendikedir tıbbi komplikasyon olmadığını sağlamaktır. endişe bir alan düşük kemik mineral yoğunluğu (BMD) 'dir. SKY olan kişiler yaşamları boyunca 30 devam edebilir yaralanma 28,29 hemen sonra dramatik kemik kaybı. BMD Bu kayıp, uzun kemik kırıklarının riski yüksek sonuçlanır. Şu anda, tam motorlu SCI olanlar için kemik kaybı azaltmak için etkili bir tedavi yoktur. Buna ek olarak, SKY kişi için kurulmuş bir kırılma eşiği yok, ama çabaları klinik yargının ve kırık öyküsü ile birlikte bir rehber 31-33 olarak kullanılabilir kriterlerini belirlemek için yapılmıştır. Böyle hareket (EHA) sınırlı aralığı olarak kabul edilir ve çözülebilir diğer ortak kontrendikasyonlar, 34 ve basınç ülserleri 35. Farklı güç iskeletinin her bir candi olmak, bu tür ROM kriterleri gibi uygunluğu için farklı koşullar gerektirebilirtarih 17-19,21,22,36 tarif edilmiştir çoğu cihazı kullanmak.

Bir kez bir kişinin başarıyla kullanıcı ve devam edebilir eğitim cihazı montajı, tarama tüm kriterleri geçti. Gevşek morarma ve / veya cilt sıyrıkları 16 yol açabilir, çünkü cihazın uygun montaj exoskeleton ile alt ekstremite uygunsuz temasından kaçınmak için önemlidir. Kullanıcılar sınırlı olması ya da ekstremite hissi ve proprioception hiçbir alt edebilir; ayak duyusal ve dokunsal geribildirim bu eksikliği cihazı master kullanıcının yeteneğini yavaşlatan, denge kendi merkezinin farkındalık genel bir ilgisizlik katkıda bulunabilir. denge merkezinin farkındalık eksikliği de ileri ölçüde ölçme güçlüğü gibi değişen uygun ağırlığa sahip zorluklara yol açabilir ve kilo üzerinde taşıyan aşırı kullanımı sonucu, değişen yürüyüş döngüsü ve uygunsuz zamanlı ağırlık esnasında gerekli vardiya yanalsilah ve denge bakımı için koltuk değneği. denge ve ağırlık kayması edinilen ayakta temelleri mekanizmaları sonra, kullanıcı cihazına yürümek öğretilir. Birden fazla seans yürüyüş ve diğer hareketlilik becerilerini geliştirmek için ihtiyaç vardır. Başlangıçta, düz ve tıp merkezi içinde pürüzsüz yüzeyler eğitim için kullanılır. Ancak, gelişmiş beceri düzeyi ile, kullanıcı, halı, asfalt, beton, çim ve yamaçlarında farklı derecelerde ile düzeylendirilmemiş yüzeyler gibi farklı yürüyüş yüzeyleri tanıtarak aşamalı daha zor görevler ile meydan.

Bu yazının amacı, kullanımı için üstü yürüyüş için bir güç Exoskeleton tarama kriterlerini, doğru uydurma ve eğitim prosedürlerini rapor etmektir. Bu program başkaları 16-18 tarafından açıklanan spesifik bir cihaz için geliştirilmiş, ancak katılmak SKY ile personel eğitici ve kişiler için ortak olan yönleri ve sorunları ele oldu exoskeletal-assisted başka güç Exoskeleton kullanabilir programları yürüyüş. Bu protokolün bazı özellikleri JJPVAMC kullanılan cihaz özgüdür. Ayrıca, eğitim programının bazı bileşenlerin cihaz bileşenlerinin yönünü, uygun bir uyum ve temel ayakta temel kuralları ve oturma beceri talimatlarını içerir üretimi tarafından geliştirilmiştir. JJPVAMC araştırmacılar kullanıcı kez gerçekleştirilen tüm eğitim faaliyetleri ayakta olduğunu geliştirdi. Bunlar ayakta geliştirme ve oturma eğitim talimatlarını, ayakta denge becerilerini, kapalı yürüyüş ilerleme becerileri, açık yürüyüş ilerleme becerileri ve ulaşan durdurma, torna diğer hareketlilik görevleri ve kapı / eşik navigasyon çeşitli türleri vardır.

Protocol

Not: Bu yazının içinde açıklanan eğitim protokolü başlıklı bir pilot proje sırasında geliştirilmiştir: ClinicalTrials.gov tanımlayıcı NCT01454570 kayıtlı "Parapleji insanlar için ReWalk exoskeletal Walking Sistemi". Bir eğitim programı ancak bu pilot projenin amacı değildi geliştirilmesi; Eğitim programı, bu çalışmanın yürütülmesi sırasında gelişti. Çalışma protokolü ve bilgilendirilmiş gönüllü olur formu gözden geçirilerek JJPVAMC Kurumsal Değerlendirme Kurulu (KİK) tarafından onaylanmıştır. Tüm çalışma ve prosedürleri her çalışma katılımcıya anlatıldı. Potansiyel katılımcı soru sorma fırsatı verildi ve rıza önce gerektiği kadar zaman almaya teşvik edildi. 1. Katılımcı İşe Alım Potansiyel katılımcılar ile ön eleme değerlendirmesini yapın. Kısaca çalışma (uzunluk eğitim sürecinin ayrıntılarını açıklamak, haftada kere,Günde saat). Bilinen katılımın risklerini (deri sıyrıkları, potansiyel bir düşme olsaydı yaralanma ve öngörülemeyen olaylar için potansiyel) açıklar. Not: Bu protokol kapsamında eğitim oturumları haftada 3 kez meydana gelen 90 dakika 60 arasında sürdü. Katılımcılar enerjili dış iskelet kullanmayı öğrenmek için eğitim oturumları spesifik bir sıklık ve / veya süresi için gerekli değildir. ayakta tolere edemeyen kalça veya diz düşük kemik mineral yoğunluğu, kırıklar yakın tarihi, zayıf üst ekstremite gücü ve zayıf gövde kontrolü gibi: potansiyel katılımcıya tıbbi kısıtlamaları tanımlar. tarama sürecine devam etmek için içerme ve dışlama kriterleri gözden geçirin. soru sormak için potansiyel katılımcıyı teşvik edin. herhangi bir endişeleri gidermek ve soruları cevaplamak için yeterli zaman verin. Not: Burada kullanılan özel güç exoskeleton için antropometrik kısıtlamalar inclusi uygulandıyükseklik <160 veya> 190 cm ve ağırlığı <100 kg: kriterlerine. prescreening değerlendirme başarılı olursa, o zaman çalışmanın ayrıntılı bir açıklama ve tarama sürecini başlatmak. Bir dual enerji X-ışını absorpsiyometri gerçekleştirin (DXA) kalça ve diz bilateral kemik mineral yoğunluğunu değerlendirmek için tarayın. Not: tesis daha büyük 0.60 g / cm den daha fazla -3.5 olması total kalça ve femur boynu T-Puanı ve proksimal tibia bir KMY ve uzak femur sahip kişilere exoskeletons kullanımını sınırlamıştır 2. Bu değerler, kırık riskini ortadan kaldırmaz ama riskini azaltmak amacıyla seçilmiştir. Klinisyenler ilgili literatürü gözden geçirmek ve bilgilerin 31-33 kendi yorumuna göre değerleri ayarlamak için teşvik edilir. Eval 37 muayene SCI (ISNSCI) Nörolojik Sınıflandırma Uluslararası Standartlar gerçekleştirinuate yaralanma seviyesi, motor fonksiyon ve duyu. Not: Yaralanma çeşitli düzeylerde ile bu pilot araştırması katılımcılar dahil edildi ve Tablo 1'de sunulmuştur paraplejili kişiler baskın kullanıcılardır;. Ancak bireysel kas grupları için 4 veya daha üst ekstremite motor puanları var ve bu dış iskelet, hem de diğer mekanik dış iskelet kullanmak için bir aday olabilir koltuk değneği ile dengesini korumak için mümkün servikal yaralanmalarda kişiler. alt ekstremite alanlarda genel bir tıbbi geçmişi ve fiziksel değerlendirme aynı zamanda omuz, kalça ve dizlerin hareket aralığını kapsar ve cilt onay almak ve bu kişileri mekanik dış iskelet alt sırt. Not: Sınırlı kalça ve ya eklemlerde fleksiyon 20 ° veya daha fazla diz hareket açıklığı olan kişiler hariç tutulmuştur. Hareket Ayrıca, omuzlar olmalıydı yeterli aralık sit-to-gerçekleştirmek için uygun koltuk değneği yerleşimi elde etmekdurmak ve stand-oturmak için manevralar. Katılımcılar ayrıca alt ekstremitelerde herhangi bir basınç ülserleri, iskelete doğrudan temas ile özellikle her alanda serbest olmalıdır. Bu kriterler her bir cihaz için değişebilir ve klinisyenler bu güç exoskeleton özel gereksinimleri için üretici başvurmalıdır. 2. Montaj Not: uyum prosedürleri cihazının imalatı ile geliştirilmiştir. cihaza bir kişinin uydurma metodolojisi de farklı exoskeletons arasında değişecektir. Klinisyenler spesifik üreticinin prosedürleri her başvurmalıdır. Bir yatar pozisyonda katılımcıyı yerleştirin. esnek bir mezura kullanılarak, santimetre cinsinden pelvik genişliği, üst bacak uzunluğu ve alt bacak uzunluğu ve kayıt belirler. diz eklemi hattına kalça büyük trokanter en önemli noktasından üst bacak uzunluğunu ölçün. tasarımlarıyla ölçünAynı şekilde R bacak. Herhangi bir uzuv uzunluğu farklılıkları kaydedin. katılımcının üst bacak uzunlukları her ölçülen mesafeye göre diz ekseninin merkezine kalça ekseni merkezine güçlendirilmiş dış iskelet ayarlayın. ayağının altına diz eklemi hattan alt bacak uzunluğunu ölçün. Diğer alt bacak uzunluğu ölçümü tekrarlayın. katılımcı ölçülen mesafelere göre her alt ekstremite için güç exoskeleton diz ekseninin merkezine footplate dibinden uzunluğunu ayarlayın. farklı boyut pelvik bantları kullanarak çalışan-exoskeleton genişliğini ayarlayın. Açık arka sandalyeye veya bankta oturur pozisyonda katılımcıyı koyarak pelvik bant seçin. kişinin arkasında katılımcının pelvik genişliği boyutunda pelvik bant yakın koyun ve yavaş yavaş bir uyum için bunu test etmek için ileri hareket ettirin. pelvis her iki tarafında 1 cm açıklık kadar bekleyin. Not:Diğer mekanik dış iskelet farklı bir şekilde ayarlanır ve uygun ayarlama üreticinin spesifikasyonlarına göre elde edilmelidir. Uygun pelvik bant boyutu seçtikten sonra, nötr veya merkezli pozisyonda göğüs diki pelvik bant yapıştırın. katılmak sonra trokanter kalça ekleminin rotasyon ile uyumludur, böylece gerekirse, uygun ön / arka konumunu ayarlamak, durma konumundayken. Not: anterior veya posterior kalça itmek için elinden böylece pelvik bant ayarlanabilir. nötr veya merkezli pozisyonu öne veya arkaya eşit miktarlarda ayarlamalar için izin vermesini pelvik bant ayarıdır. Daha sonra ayakkabı içine mümkün olan en büyük kürek koyun, Fit ve ayakkabı dan astarı çıkarmadan, katılımcının ayakkabısını çıkararak ayak plakasını ayarlayın. footplate üstüne astarı yerleştirin. tabanının dorsifleksiyon yardımı ayarlayıntarafından ayak bileğinde yay mekanizması üzerindeki gerilimi ince ayar. Tüm ölçümler tamamlandıktan sonra, sistem şimdi katılımcı tarafından giyilmesi için hazırdır. 3. takmayı Not: takmayı prosedürler cihazın imalatı ile geliştirilmiştir. güç exoskeleton bir kişi giyilmesi metodolojisi farklı cihazlar arasında değişebilir ve klinisyenler üreticinin prosedürlerine başvurmalıdır. açık çember ile bir sandalyeye oturur pozisyonda dış iskelet yerleştirin. Not: İdeal sandalye geniş yastıklı koltuk vardır ve kol dayanakları ya da tekerlekler olmamalıdır. hafif bir açıyla oturmuş exoskeleton yanında kendi tekerlekli yerleştirmek için katılımcı bilgilendirin. kendi tekerlekli sandalye, cihazınızdaki diğer bir elini koyarak cihazın içine aktarmak için katılımcıdan. katılımcı bir sürekli hareket halinde cihazın içine transferini gerçekleştirir emin olun. inci eğerE katılımcı iskeletinin üst "uyluk" bölümü üzerinde anlık dinlenmek için onları teşvik etmek ve ikinci bir hareket ile transferini devam ettirmek için bir hareket içinde transferi tamamlamak için değiştiremiyor. Not: Gerekirse transferi ile yardım sağlanabilir. katılımcı cihazın düzgün oturduğundan sonra, ilk, sonra, ayakkabı ayaklarını yere en uzak noktada başlayan ve göğüs askıları ile terbiye, vücudun yukarı proksimale hareket kayışları güvence devam katılımcıyı talimat. Gerekirse biraz kalça flex manuel kontrol özelliği kullanmak ve ayakkabı içine ayak kolay yerleştirilmesine izin diz uzatmak. Dikkatle ayak kıvrık değil emin olmak için özel bir özen, ayakkabı içine ayak rehberlik. Ayak ayakkabı düzgün sonra, kullanım kılavuzu kontroller daha sonra ayakkabı tutturmak, bacak taşımak ve geri katta ayak. Doğru yerleşimi sağlamak için aynı adımları izleyin Ayakkabının içine ikinci ayak. ayakkabı ayak güvence sonra, diz ve üst uyluk için yukarıda kayışları güvence ardından doğrudan dizlerinin altında askıları, güvenli. İstenmeyen sürtünme ve / veya temas basınç noktaları önlemek için askıları altında giyim crumpling önlemek için özen gösterin. alt ve üst göğüs son askıları sabitleyin. katılımcı cihazın içine sarılı sonra, herhangi bir uygunsuz temas, buruşuk giysi veya basınç noktaları için bunları inceleyin. bir basınç noktası belirlenmesini takiben, uyum ayarlama ve ekleyerek veya uygun şekilde dolgu kaldırarak basıncı boşaltın. Not: ayakta ve bir kaç adım yürüdükten sonra, otururken uyum inceleyin. ayakta ve yeniden muayene ile tespit edilebilir temas ek puan yol açabilir yürüdükten sonra zaman katılımcı hafifçe kayabilir. 4. Ayakta ent "> Not: stand-up prosedür cihazın üretiminde tarafından geliştirilen ve farklı exoskeletons arasında değişebilir Klinisyenler üreticinin prosedürlerine başvurmalıdır.. uydurma sonra, Exoskeleton genel fonksiyonları katılımcıyı tanıtmak. cihaza özgü denetleyici açıklar. s katılımcıyı bilgilendirin / o exoskeleton ile mümkün olduğunca bağımsız olmak beklenmektedir. Bu bağımsızlık cihazın fonksiyonlarını kontrol etmek için öğrenme ve kısa ve uzun vadeli hedefleri, bağımsız olma vardır başarılı olacaktır açıklar. Not: Başlangıçta eğitmen güç exoskeleton istenen hareketini başlatmak için kontrolleri çalışır, ancak kullanıcı cihazına tanıtıldı ve mümkün olduğunca erken eğitim sürecinde nasıl işlediğini haberdar olması önemlidir. cihazda rahat sonra kullanıcı denetimleri devralır ve kendi hareketlerini başlatır. t donatmako önkol koltuk değneği bir dizi katılımcı cihazın denge ve manevra kabiliyeti ile yardımcı olmak için. Exoskeleton Otururken, posterior onlara kendi ayakları üzerinde kilolarını itmek yeteneği sağlayan bir şekilde koltuk değneği uçlarını yerleştirmek için katılımcıyı talimat. Bu dış iskelet ayakta manevrası sırasında işin en gerçekleştiren kalça ve diz eklemleri uzatabilirsiniz sağlar. Not: Koltuk değnekleri, yürüyüş dönüm ve oturma, ayakta durma dahil cihazın tüm manevralar için ihtiyaç vardır. Katılımcılar koltuk değneği olmadan Exoskeleton kullanmak için izin verilmez. Bazı mekanik dış iskelet bir yürüteç ya da baston kullanımı dengesini korumak için izin verebilir. katılımcıya otur-standı prosedürü açıklar. bir eğitmen kullanıcı arkasından yardım ve ön başka bekçi var. gerektiği gibi, kendi ve tek kullanım eğitmen yardımı üzerinde durmak katılımcı bilgilendirin. posteriora koltuk değneği yere katılımcı bilgilendirin vekoltuk değneği iterek "Standı" komutu bastıktan sonra onları ayakta yardımcı cihazı için ise öne doğru eğilin. Not: Başlangıçta, eğitmen standup güç Exoskeleton başlatmak için denetleyicisi kullanır iken doğru koltuk değneği yerleştirme konsantre kullanıcıyı teşvik ediyoruz. 5. Daimi Dengesi Not: ayakta denge prosedürleri JJPVAMC araştırmacılar tarafından geliştirilmiştir. kullanılan ancak prosedürlerin çoğu diğer motorlu exoskeletons çevirmek gerekir cihaza özgü bazı prosedürler olabilir. arkadan koruyan bir eğitmen ile bekletildikten sonra, ikinci eğitmen kullanıcının önünde durmak ve ayakta denge hedefleri göstermek zorunda. Not: Bir ortostatik hipotansiyon veya otonomik disrefleksi bölüm kullanıcı tarafından deneyimli olmadığını belirlemek için, antrenman boyunca periyodik olarak ayakta ve sonrası kan basıncını ölçün. bir öncekiyürümeye ttempting, katılımcı aşağıdaki özellikleri gösterir emin olun: Katılımcı dengesi (Şekil 1) korumak için, her iki koltuk değneği kullanarak "ev" pozisyonunda durmak için yeteneğini göstermek zorunda. Not: Yer katılımcının önünde bir ayna görsel geribildirim sağlamak ve yalın uygunsuz doğru yardım yanı sıra "ev" konumunda onların dik dengesini korumak için. konumu anlamak ve ev konumu hissetmek yanal ve posterior kiloları katılımcı uygulaması hafif vites var. Sadece bir koltuk değneği (Şekil 2) ile dengesini korumak için katılımcı bilgilendirin. zemin kapalı bir koltuk değneği kaldırma ve en fazla 1 dakika boyunca bu duruşu tutarak bu eylemi uygulamaya katılımcı bilgilendirin. Ek tek elle denge egzersizi uygulamaya katılımcı bilgilendirin. Not: Bu manevra bir öncekine ama ekledi kompleksi ile benzer kontralateral kol dengeleme kol bileğini dokunmak üzerinde ulaşır, bir kol dengeleme olan denetleyicisi eylemler seçimini benzeten Sığ. katılımcıyı sağlamak için bu egzersizleri tekrarlayın dengeyi korumak ya kolunu kullanarak bu manevralar yapabiliyor. ayakta koltuk değneği denge becerilerini uygulamaya başladıktan sonra, 5 saniye süreyle yerden tamamen ayak kaldırmak amacı ile, tek ayak boşaltması için izin yanal kayma ağırlık katılımcıyı öğretmek. diğer bacak ile boşaltma için çalışıyor, bu egzersizi tekrarlayın kullanıcıdan. Düzgün dengesini korumak için koltuk değnekleri ön ve arka yerleştirirken anterior ve posterior yönde kayma ağırlık katılımcıdan. İlk seansta 5.2.5 beş on kat – Tekrar 5.2.2 uygular. Kullanıcı onlarla rahat hissedene kadar aşağıdaki seanslarında bu egzersizleri devam ediyor. "> 6. Yürüyüş Not: Yürüme prosedürleri JJPVAMC personeli tarafından geliştirilen prosedürün bir karışımı ve cihazın üretimi vardır. güç exoskeleton ve cihazda kullanılan çift koltuk değneği kalıbı içine inbuilt yürüyüş mekanizması imalatı tarafından geliştirilmiştir; Ancak düzgün yürüme yürütmek için nasıl katılımcının öğretim yaklaşımı, yardım ve destek seviyesini kaydetmek için kullanılan sonuç ölçütü sağlama mekanizması JPVAMC araştırmacılar çabaları oldu. Bazı prosedürler kullanılan elektrikli exoskeleton özgü olmakla birlikte, prosedürlerin çoğu dengesini korumak için koltuk değneği kullanan diğer motorlu exoskeletons için çevrilebilir. enerjili exoskeleton ile yürüyen mekanizmasında katılımcı bilgilendirin. Kullanılan özel mekanik dış iskelet aynı anda sağ ayak ağırlığının alınmasına ise sol ayak üzerine kendi ağırlığı kaydırmaya katılımcıyı gerektirir. denetleyicisi kullanarak,eğitmen "yürüyüş" modunu seçer ve (önceden belirlenmiş hedefe) hafifçe öne kayması için katılımcı sorar; Bu sağ bacağın ileri salıncak başlatacaktır. bir zamanlar sağ bacak aynı anda sağ ayak üzerine adım ve sol ayak ağırlığının alınmasına ederken dengesini korumak amacıyla ileri ve sağa kilolarını değişen süre ileriye kendi koltuk değneklerini taşımak için, salıncak tamamladı kullanıcıdan. Cihaz, katılımcının hareketini algılama, sol bacak sallanan ileriye başlatmak olacağını açıklayın. ileri crutching hareketini tekrarlayan ve ağırlığı ardışık Her bacak için sırasını kaydırarak sürekli yürüyüş yapın. Ancak bu kadar minimal yapmak için, gerektiği gibi yardım sağlamak için eğitmenler teşvik edin. Not: yardım düzeyi, fonksiyonel bağımsızlık ölçeği (FIM) 38 tarafından belirlenen, eğitmen tarafından değerlendirilir ve kaydedilir. s tutarak kullanıcıya noktaowered dış iskelet ya da gerekirse destek sağlamak için katılımcı. s / o yürürken değişen uygun ağırlık yapar gibi kullanıcıyı düzeltin. Gerekirse, ikinci bir eğitmen kullanıcı bozulmamış hissi (omuzlar gibi) sahiptir vücudun bir alanda yardım ve taktik geribildirim sağlamak var. Not: kullanıcı genellikle cihaza düzgün bir ambulasyon onların üst vücut ayarlamak için öğrenme güçlüğü yol açabilir yardım, hissetmek mümkün değildir, çünkü Eğitmenler elektrikli exoskeleton yoluyla ya da yaralanma seviyesinin altında yardım sağlamaya cesareti vardır. kullanıcıya yürüyüş durdurmak güç exoskeleton mekanizmasını açıklar. Kullanılan özel mekanik dış iskelet kullanıcı salıncak bacak zeminle temas yapmak için izin uygun bir ağırlık kayması sağlamaz eğer kontralateral bacak üzerine daha fazla ileri hareketi algılamak, ya da vermez durdurmak için tetiklenir. Not: irade ya da bir par durdurmaBİR ÖZEL konumu uygulanan ve eğitim programına dahil becerileri biridir. Hareketlilik Eğitimi 7. Aşamalı Hedefleri Not: hareketlilik eğitimi hedefleri JJPVAMC geliştirilen ve üretimi ile ev ortamında çalışan dış iskelet kullanmak için yeterlilik değerlendirilmesi için kriterler içine dahil edilmiştir. Açıklamak ve eğitim (Şekil 3) bir parçası olarak uygulanmaya hareket becerileri listesini açıklar. güç iskeletinin denetleyici kullanmak ve güçlendirilmiş dış iskelet kullanarak mümkün olduğunca bağımsız olmak için katılımcı bilgilendirin. Not: Bu çalışmada kullanılan mekanik dış iskelet bileğine takıldığında bir kontrolöre entegre kontroller vardı. katılımcı 90 yapmak için Öğretmek ve sistemde yürürken 180 derece döner. duvarın yanında durdurarak bir duvara dinlenme gezinmek için katılımcı bilgilendirin vedönüm yüzden onların geri yaslanmak edebilirsiniz. Not: Bu kişi dengesi için koltuk değneği güvenmek gerek kalmadan dinlenmesini sağlar. Katılımcı uygulamaları gibi halı (Şekil 4), beton, asfalt ve çimen (Şekil 5) gibi ek yüzeylerde yürürken, böylece eğitim oturumları sırasında farklı yürüyüş yüzeyleri birleştirin. Değişen bir rampa yukarı olarak yamaçlarda, bir rampa aşağı, bordür kesme ve pürüzlü yüzeylerde (Şekil 6) ile yüzeyler üzerinde katılımcı yürüyüş var. Sonra, bu diğer yayalar ile bir koridor olarak, gürültülü bir ortamda katılımcı bir yürüyüş var. Not: vardiya ağırlık uygun bir zaman için bir ses que sağlar motorların sesi duymak mümkün değildir çünkü gürültülü bir ortamda yürüyüş bazı insanlar için bir sorun olabilir. katılımcı komutuyla ya da irade durdurmak zorunda. Pratik kapı eşiklerinin navigasyon, açılış ve sallanan do kapanışotomatik ve / veya döner kapılardan ors, açılış ve farklı açılardan kapanış kapı ve yürüyüş (Şekil 7 ve 8). Not: Bu ek hareketlilik becerileri gerçekleştirme yeteneği manevra yapmak için "güçlü" ya da "aciz" olarak değerlendirilir. Böyle (Şekil 10), bir kabin içine başının üzerinde (Şekil 9) ulaşan veya dışında oturan ve bir park tezgah ayakta gibi ek faaliyetler dahil. Yürüyüş 8. Değerlendirmeleri Not: kullanılan yürüme değerlendirmeleri başkaları tarafından kurulmuştur standart klinik testler vardır. 6 dakika yürüme testi (6DYT) gerçekleştirin. katılımcı yürüyüş başlatmak ve yürümeye devam katılımcı talimat var. 6 dakika sonra durdurmak için katılımcıdan. Not: 6MWT 39,40 katılımcı değilim yapabiliyor mesafedirbir zaman 6 dakikalık bir süre boyunca çalışan bir iskelete sahip bulate. katılımcı yanlışlıkla 6MWT sırasında yürüyüş durdurmak için cihazı tetiklemesi, saatini kaydetmeye devam ve katılımcı onun / onun denge, toparlanmaya ve mümkün olduğunca çabuk yürümeye devam cihazı yeniden başlatmak için teşvik edilmektedir. lekelenme adanmış bir eğitmen ve mesafeyi belirlemek için bir ölçüm tekerleği kullanarak ek bir eğitmen ve geçen süreyi ölçmek için bir kronometre ile bu testi yapın. metre 6 dakika içinde yürüdü 6DYT Express ve ortalama yürüme hızını hesaplamak (toplam metre 6 dakika / 360 sn yürüdü) ve m / sn olarak ifade eder. Not: 6MWT 6 dakikalık bir zamanlanmış döneminde katedilen toplam mesafe ve eğitim programının boyunca elde edilir. 6MWT Exoskeleton beceri yürüyen ilerlemesini belirlemek için kullanılan birincil değerlendirmedir. en kısa sürede katılımcı mecha anlar olarak 6MWT testi gerçekleştirinve güçlendirilmiş exoskeleton ile yürüyen nism birden adımlar atmaya yapabiliyor. 10 m zaman kaydetmek için bir 10 m mesafeyi kapsayan sonra 6MWT sırasında kronometre tur işlevini kullanın. Belirlemek ve 6MWT sırasında elde en iyi 10 m süresini kaydetmek. Not: 10 metre yürüme testi (10MWT) 40 en iyi çaba süresi (saniye), bir 10 metre mesafeyi yürümek katılımcıyı alır ve kişi 6MWT gerçekleştirirken kaydedilir olduğunu. Ne kadar ayakta bir göstergesi, dönüm yürüyüş ve bireysel vardır fonksiyonu oturan olarak zamanlanmış-up-and-go (TUG) 40,41 testi kullanın. o, oturduğu yerden ayağa 10 ayak yürümek, arkanı, geri yürümek ve tekrar oturup katılımcıyı süresini ölçerek TUG testi yapın. kişi ayağa cihazı başlatır ve kişi güvenli bir şekilde koltukta oturan bir kez zaman durur kez Başlangıç ​​zamanı. Not: Bu ölçüm sonuçları tradi temsilcisi değildirmod seçici ayakta istenen gösterir sonra tional TUG kere doğru koltuk değneği yerleştirilmesi için ayrılan süre birleştirir çünkü. TUG ölçümü cihazın hareketlilik birden yönlerini içermektedir beri exoskeletal sistemi kullanmak için kişinin yeteneğini temsil eder. 9. Oturan Not: prosedürler cihazın üretiminde tarafından geliştirilen oturup ve farklı exoskeletons arasında değişebilir. Klinisyenler üreticinin prosedürlerine başvurmalıdır. o oturmak için hazır olduğunda kullanıcıya arkasında bir sandalye yerleştirin. iskeletinin denetleyici kullanarak, oturma modunda dış iskelet yerleştirin. Not: Başlangıçta eğitmen ancak ayakta olduğu gibi, güç iskeletinin oturan hareketi sırasında kontrolör çalışır, kullanıcı denetleyicisi tanıtıldı ve eğitim pro sırasında mümkün olduğunca erken fonksiyonları haberdar olması önemlidirgram. cihazda rahat sonra kullanıcı denetleyici çalıştırmak istedi ve hareketlerini başlatmak edilir. etkinleştirdikten sonra / oturmak komutuyla basarak 5 saniyelik bir gecikme var. Bu süre zarfında sandalye üzerinde denge kendi merkezini korumak için posterior kendi koltuk değneklerini yere katılımcıdan. Bu oturma işlevi yerine ilk birkaç kez ise katılımcı koltuk değneği yerleştirme görevi pratik var. 5 saniyelik bir gecikme geçtikten sonra, dış iskelet sandalyede oturuyor kadar aşağı kullanıcı düşürür. oturan işlemi sırasında kullanıcı ayakları üzerinde dengesini korumak için kalça ileri eğmek başlayacaktır. gerektiği gibi eğitmenler katılımcıyı yardım var. Not: Başlangıçta, uygulama iki eğitici, arkasından bir lekelenme ve önünde diğer oturan. Kullanıcı manevrası yetenekli ve güven ve bağımsızlık ile manevra tamamlamak mümkün hale geldikçe, tek bir eğitmen gereklidir. 10. Doffing Not: takım çıkarma prosedürleri cihazın imalatı ile geliştirilmiştir. enerjili dış iskelet takım çıkarma metodolojisi farklı cihazlar arasında değişebilir. Klinisyenler üreticinin prosedürlerine başvurmalıdır. oturma sonra, benzer bir cihazı yana çıkarma, ancak daha önce cihazı giyilmesi için bölüm üç tartışılan şekilde ters. ayağa göğüs ve kalça ve ilerleme ile başlayan askıları bırakın. cihazdan katılımcının ayaklarını çıkartın. kendi başlarına tekerlekli sandalye içine transferini girişimi, ancak gerektiğinde yardım sağlamak için katılımcı teşvik edin. Bir kez geri tekerlekli sandalyede, katılımcının ayaklarını, alt ekstremite incelemek ve herhangi bir morarma veya sıyrık için alt sırt. onların yürüyüş oturumları tamamladıktan sonra rutin basınç noktalarının belirtileri için onların alt ekstremite kontrol etmek katılımcıyı öğretin.

Representative Results

Aşağıdaki ölçümler eğitim boyunca elde edilir. Elli iki ve tek elle koltuk değneği denge becerilerini her dengesi (Şekil 2) korumak için "mümkün" ya da "yapamıyor" olarak 1 dakika boyunca değerlendirilir. Zaman ve mesafe için yürüyüş değerlendirmeler 6DYT, 10MWT ve römorkör ile eğitim oturumları boyunca elde edilir. Exoskeletal destekli sık karşılaşılan yüzeyler üzerinde yürüyen (Şekil 3 ve 4) ve dış (Şekil 5-6) kapalı test edilir. Böyle (Şekil 10), bir kabin içine (Şekil 9) kapılarını (Şekil 7 ve 8), üzerine ulaşan baş seyrüsefer ve bir parkta bankta dışında oturan diğer hareketlilik becerileri gerçekleştirmek için gerçekleştirmek "mümkün" ya da "mümkün değildir" olarak değerlendirilir . Ortalama yürüyüş 10 se 10MWT sırasında hızlarıİlk 60 seans için salgılanması aralıkları (Şekil 11) tasvir edilmektedir. Bu grafik katılımcıların kullanıcıları arasında iyileştirme motorlu dış iskelet ve değişen oranlarda kullanmak için değişen ilk yeteneğine sahip gösterir. en uygun hattın eğimi ortalama ± standart sapma 0.0048 ± 0.004 m / sn'dir ve değerler 0.015 m / sn 0.00026 arasında değişmektedir. Bu, her katılımcının değişken oranlarda iyileşme olmasına rağmen daha hızlı her oturum 0,0048 m / sn ortalama yürüdü olduğunu gösterir. en uygun kesişim ortalama ± standart sapma 0,16 ± 1.8 m / sn'dir ve değerler 0,50 m / sn -0.026 arasında değişmektedir. Bu gösterir ortalama katılımcılar 0.16 m / sn ortalama başlangıç ​​hızına sahip on; Bazı ambulasyon neredeyse hiç yeteneğine sahip katılımcılar ve diğerleri ile eğitim erken dönemlerinde çok iyi bir yeteneği var. Eğitmen yardım performansını etkileyen; Asistan daha yüksek düzeyde ihtiyacı olanlarce sistemi 18 kullanarak daha yetkin ve bağımsız olanlar daha yavaş yürüyün. Üç yürüme testi ölçümleri, benzer olmasına rağmen, farklı yeterlilik bilgi sağlar. 10MWT kullanıcı cihazına ambulasyon mümkün olduğunu hızı (m / s) en iyi çaba bir gösterge sağlar. m / sn içinde hız dönüştürüldüğünde 6DYT mesafesi, ortalama bir yürüyüş hızı sağlar ve dış iskelet yürüyen tutarlılık bir göstergesidir. Kullanıcı kaza yürüyüş durduğunda zamanlayıcı devam beri, en iyi çaba 10MWT yakın bir 6MWT'de gelen hız kişi tutarlı yürüyüş ve daha az durur olduğunu gösterir. Römorkörlerde ardışık kombine olarak alınması gereken bir çok beceri gerektirir. TUG, ayakta yürüyen, torna, durdurma ve güçlü iskelete oturarak dahil kişinin genel yetenek bir ölçüsüdür. 6 dk, 10MWT ve römorkörlerde ölçümlerinin bir bakış Yang 1 ile daha önceden tarif edilmiştir 8 ve katılımcıların hastanın demografik bilgiler ile birlikte Tablo 1 'de sunulmaktadır. Şekil 1. İki elle crutch dengesi. Bu rakam bir kişinin ayakta ve hala her iki koltuk değneği ile dengeleme gösterir. Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız. Şekil 2. Tek elle crutch dengesi. Bu rakam hala ve sadece 1 koltuk değneği ile dengeleme bir kişi ayakta göstermektedir. Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız. ove_content "fo: keep-together.within sayfa =" 1 "> Düz bir yüzey üzerinde kapalı Walking Şekil 3.. Bu rakam düz bir yüzeye kapalı yürüyen bir kişiyi gösterir. Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız. Halı üzerinde Şekil 4. Yürüyüş. Bu rakam halı kaplı bir yüzeye kapalı yürüyen bir kişiyi gösterir. Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız. Şekil 5. </stro ng> çimlerin üzerinde açık havada yürüyorum. Bu rakam çimlerin üzerinde açık havada yürüyen bir kişi gösterilmektedir. Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız. Yamaçlarda Şekil 6. Yürüyüş. Bu rakam, bir kaldırım kesme aşağı açık havada yürüyen bir kişiyi gösterir. Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız. Bir asansör dolaşma Şekil 7.. Bu rakam, böyle bir asansör kapısı olarak ayarı zamanlanmış bir kapı dışarı yürüyen bir kişiyi gösterir.jove.com/files/ftp_upload/54071/54071fig7large.jpg "target =" _ blank "> bu rakamın daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen buraya tıklayınız. Bir döner kapı dışarı yürüyüş Şekil 8.. Bu rakam, bir döner kapı dışarı yürüyen bir kişiyi gösterir. Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız. Şekil 9. Tepegöz dolap ve tezgah ulaşan. Bu rakam bir havai kabine dışına öğeleri alarak bir kişiyi gösterir. Bu figu büyük halini görmek için tıklayınız yeniden. Bir parkta bank üzerinde oturma dışında Şekil 10.. Bu rakam, bir parkta bankta dışında oturan bir kişi gösterilmektedir. Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız. Şekil 11. On-session 10MWT Hızları Ortalamalı. Veri on seans aralıkları ile ortalama Eğitimin ilk 60 seans için 10MWT hızlarını gösterir. x ekseni oturumları açıklar ve y-ekseni katılımcıların antrenman sırasında elde edilen 10MWT sonucu hesaplanan ortalama hız (m / sn) açıklar. Lineer en uygun hat, her katılımcının sonuçları üzerine kurulmuştur.= "Https://www.jove.com/files/ftp_upload/54071/54071fig11large.jpg" target = "_ blank"> bu rakamın daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen buraya tıklayınız. Demografik özellikleri Yürüyüş Testleri (WT) ve Yardımlaşma Seviyeleri (LOA) SID Yaş (y) Ht (santimetre) wt (kilogram) Cinsiyet DOI (y) Niyet AIS 10 m WT 6-min WT RÖMORKÖR <td rowspan="2"> (LOA) değerlendirmesinde ment Oturum (sn) (m / s) (m) (m / s) (sn) 1 34 173 66.7 Erkek 9 T4 B 39 0.26 90 0.25 83 min 89 2 48 168 68 Erkek 4 T10 bir 62 0.16 51 0.14 NP min 18 3 44 183 77.1 Erkek 4,5 T4 bir 20 <td> 0.50 209 0.58 56 Mİ 63 4 58 160 64.4 Kadın 1.5 C8 / T8 A (NT) 24 0.42 139 0.39 59 Mİ 43 5 61 175 72.6 Erkek 14 T11 bir 23 0.44 137 0.38 66 Mİ 37 6 24 185 74.8 Erkek 5 T5 bir 56 0.18 60 0.17 NP min 12 7 40 183 88.5 </td> Erkek 1.5 T1 B 61 0.16 51 0.14 70 S 102 8 56 175 83.9 Erkek 3 T9 bir 22 0.46 151 0.42 116 S 51 9 50 183 99.8 Erkek 11 T7 bir 17 0.59 208 0.58 56 Mİ 56 10 37 170 65.8 Erkek 6 T2 bir 22 0.46 150 0.42 63 min 59 11 64 173 72.8 Erkek 3 T2 bir 78 0.13 46 0.13 NP şık 28 12 37 152 65.8 Kadın 19 C8 C (NT) 14 0.71 256 0.71 42 Mİ 39 Katılımcılar ve Yürüme Testi Sonuçları Tablo 1. Özellikleri SID = konu kimlik numarası.; Y = yıl; cm = santimetre; kg = kilogram; DOI = yaralanma süresi; Niyet = yaralanma seviyesi; AIS = Amerikan Spinal Yaralanma Birliği Yetersizlik Skalası; Tam Boy = yardımın seviyesi; s = saniye; m = metre; NP-Yapılan değil ve NT = non-travmatik SCI =. Tam Boy aşağıdakilerden biri olarak FIM adapte edilmiştir:orta yardımı (Mod) – katılımcı görev% 50 74% gerçekleştirir; Minimal yardımı (Min) – kullanıcı görevin% 75 ya da daha fazla performans; denetim (S) – eğitmen katılımcıyı dokunmadan ama gerektiği gibi denge ya da rehberlik desteği sağlamak için ulaşmak için yeterince yakın değil; ve modifiye bağımsızlık (MI) – eğitmen herhangi bir yardım sağlamaz ve cihazda yürürken katılımcı tamamen bağımsızdır. spinal kord yaralanması olan kişilerde bir güç Exoskeleton Yang A, Asselin P, Knezevic S, Kornfeld S, hastane yürüme hızı ve yardım düzeyi Spungen A. Değerlendirilmesi izni ile, baskısı Re. En Omurilik Enj Rehabil. 2015; 21 (2): 100-109. Copyright (C) 2015 Thomas Kara Publishers, Inc.

Discussion

Geçtiğimiz beş yıl boyunca, grubumuz başarılı bir tarama ve katılımcıların koltuk değneği gerektiren güç exoskeleton türünü kullanmak için bir eğitim programı geliştirdi. Biz motorun tam felç yanı sıra eksik felç olan bireylere eğitim verdi. Bu eğitim programı modifiye ve koltuk değnekleri ya da mevcut cihazların yeni sürümleri kullanılmasını gerektiren ek cihazlar ile üzerine inşa edilecek bir potansiyele sahiptir.

Bir eğitim programının Standardizasyon, katılımcı güvenliği, cihazın başarılı kullanımını sağlamak personel kaynakları belirlemek ve tutarlı sonuçlar elde etmek için önemlidir. İyi bir eğitim programı kilit noktaları uyarlanmasını teşvik gerekli kuvvet ve hareket tanıma kullanıcının etkinleştirmek için uygun aday seçimi, cihazın doğru uydurma, uygun beceri ilerlemesini ve omuzlarında ya da sağlam hissi ile bir alana sağlanması hizmetleri vardır sırasında hareketlerisonraki adım eylemler. Nedenle cihazın kullanıcı kazanç uzmanlık ve bağımsızlık yardımcı eğitmen desteği en aza indirmek için eğitici ve kullanıcı arasındaki bu stratejik dansı uygulama için önemlidir. Eğitmenler exoskeleton bağımsız olma güçlüğü, bu eylem sonuçlarının beri duyu katılımcının seviyesinin altında yardımcı kaçınmalısınız. Bir başka önemli nokta beceri yürüyen çeşitli yüzeylerde ve farklı ortamlarda yürüyen katılımcıyı meydan artırmak için. Katılımcılar halı katta yürüyebilen daha kolay olması için iç ve sağlık merkezi düz / pürüzsüz yüzeylerde yürüme algıladıkları. halı katlarda Walking, sırayla, beton veya asfalt gibi pürüzlü yüzeylerde açık havada yürüyüş daha kolay olduğu bildirilmiştir. ağırlık kayması yöntemi daha zorlu olur çünkü yukarı ve aşağı doğru yürüyen farklı eğim geçişlerini katılımcının kuvvet nedeniyle denge prese değişmiş merkezine kendi yürüyüş stratejisini adapteyamaç tarafından nted. Bu zorlu ortamlarda tüm yaygın toplum içinde karşılaşılan ve bu nedenle, düzgün katılımcıyı hazırlamak için kontrollü bir ortam içinde uygulamaya çok önemlidir vardır.

Güvenle üstü 16-19,21,36 ambulasyon bir güç Exoskeleton kullanmayı öğrendim SKY olan kişilerde çeşitli raporlar olmuştur. Bu raporlarda katılımcıların birçoğu alt ekstremitelerde hiçbir kalıntı işlevi veya hissi çok az vardı. Hiçbir ciddi advers olaylar bu çalışmalardan elde bildirilmiştir ve cihazların uygun eğitim ile kullanmak güvenli kabul edildi. Bildirilen advers olaylar, özellikle ilk eğitim oturumları 16,19,36 sırasında, morarma veya deri kızarıklık ve üst ekstremitelerde yorgunluk, deri sıyrıkları dahil. Bu devam eden eğitim, katılımcılar cihazın daha iyi montaj ile hızlı bir şekilde çözülmesi üst ekstremite yorgunluk ve cilt sıyrıkları bir azalma fark belirtildi. FuTure morarma ve kızarıklık kayış ayarı ve etkilenen alanı çevreleyen ek padding stratejik yerleştirme ile kaçınıldı.

cihazın kullanımında yeterlilik hızlı ambulasyon hızları yardımı düşük seviyelerde ve çeşitli ortamlarda güvenli ambulasyon elde yeteneği belirlenir. Yürüme yeteneği önceki raporlar daha bağımsız olanların yardıma ihtiyaç olanlara göre daha hızlı ambulate olacağını gösterdi. . Onlar 0.44 ± 0.14 m / sn minimum hızı ile ambulate eğer "destekli yürüyüşe" olarak van Hedel ark kategorize yürüyüşe tarafından hazırlanan bir raporda; onların tekerlekli sandalye 42 kullanarak üzerinden yardımıyla dışarıda yürümeyi seçenlerin ile ilişkili bir hız. Bu yürüme hızı inmeli hastalarda bildirilen sınırlı hasta dışarda 0.40 m / sn hızına benzer. 43 sadece bir kaç çalışma robotik exoskelet kullanarak ambulasyon hızını ve yardım düzeyi rapor olmasına rağmenons, bu çalışmalar pek çok katılımcı bu önceki raporlarda da belirtildiği 0,40 m / sn yürüme hızı elde etmek mümkün olduğunu göstermiştir. Elektrikli bir dış iskelet kullanan bir rapor 7 ila 12 katılımcılar daha hızlı 0.40 m / sn 18 ambulate mümkün olduğunu gösterdi. Farklı bir güç Exoskeleton kullanarak başka soruşturma daha büyük 0,40 m / sn 36 yürüyebilen başarıyla 6 16 katılımcıları göstermek için başardı. Üçüncü güç Exoskeleton kullanarak raporlar cihazda ileri eğitim ve / veya adaptions ile 0.40 m / sn 22,44, gelecek raporlar artmış göstermek olabilir yürüme hızları yürüyüş hızlarını ortaya olmasına rağmen. Bugüne kadar, mekanik dış iskelet kullanan tüm çalışmalar yardımı daha yüksek seviyelerde ihtiyaç duyan düşük hızlarda yürüdü bildirmişlerdir. Bu raporlarda ele bir düşünce bazı katılımcılar 0.40 m / sn hızda yukarıdaki ambulate olmasa FI tanımlandığı gibi, onlar "denetim" düzeyinde ambulasyon mümkün olduM ölçek. Bu raporlar cihazlara ilave eğitim veya modifikasyonlu olarak bu daha yüksek hızlarda ambulasyon elde edilebilir olduğunu göstermektedir.

oksijen tüketimi ile ölçülen enerji tüketimi değil, haksız yere yorucudur eşiğin üstünde, exoskeletal destekli yürüme ile artmış olduğu gösterilmiştir. 0.22 ± 0.11 m ortalama bir tempoda çalışan Exoskeleton ambulasyona sekiz katılımcıları / sn oksijen tüketimi oranlarını yürüyüş göstermiştir 11.2 ± 1.7 ml / kg / dk ve 118 ± 21 bmp (% 48 ±% 16 kalp hızı rezervinin kalp hızları ), ancak önemli ölçüde maksimum tahmin değerlerin altında, oturma ve 17 ayakta önemli bir artış her ikisi de. 0.19 yürürken ve yürüyen 2 nöbetleri sırasında 5 katılımcı oksijen tüketimi değerlendirdi farklı bir güç Exoskeleton kullanarak başka bir rapor, 9.5 ± 0.8 ml / kg / dak bildirdi ± 0.01 m / sn ve yürüyüş 11.5 ± 1.4 ml / kg / dk 0.277; 0,05 m / sn 21. Bu çalışmaların her ikisi de orta yoğunlukta yürüyebilen katılımcıların kardiyorespiratuvar 45 faydalar etkili olduğu Amerikan Spor Hekimliği Koleji tarafından belirlenen minimum eğitim yoğunluğu eşiğinin üzerinde olduğunu gösterdi. Bu bu cihazlar potansiyel düzenli yapıldığı takdirde kullanıcının spor, vücut kompozisyonu ve lipid profili gelişmelere yol açması beklenmektedir olabileceği bir etkinlik formu sağlayarak, uzun süreler için kullanılması gereken düşündürmektedir.

mekanik dış iskelet üst ekstremite fonksiyonu olan kişiler için ayakta ve yer üstü ambulasyon için (FIM tarafından tanımlanan seviyeye altı) modifiye bağımsızlık bir form sunuyoruz. Gelecekteki cihazlar daha yüksek hızlarda ambulate veya arzu edilen ambulasyon hızını değiştirmek için daha büyük bir yeteneği sağlamak için tasarlanabilir. Gelecek dış iskelet da BAKıMı tarafından (örneğin tetraplejili olanlar gibi) sınırlı el ve kol fonksiyonu ile olanlar için tasarlanmış olabilirEk gövde destek ve dengenin korunması için bir koltuk değneği tutan başka bir mekanizma sağlayan g kullanıcının dengesi. Beyin kontrolü Gelişmeler bir gün yürüyüş hareketini 20 kontrol dahil edilmesi için mevcut olabilir. gelişmekte olan bu alanda, sunulan temel eğitim kavramları, mevcut ve gelecekteki çalışan exoskeletons için geçerli olabilecek, ancak kullanıcıya uygun olmalıdır ve dış iskelet kullanılır.

Standartlaştırılmış eğitim stratejileri şu anda başarılı katılımcı exoskeletal destekli yürüyüş için kullanılmaktadır; Bu cihazların gelecek değişiklikler eğitim paradigmasına uyarlamalar gerekebilir. Nitelikli SCI sağlık profesyonelleri Öğretim uygun exoskeletal destekli yürüme bu cihazların sürekli kullanımı ve reçete için gerekli olan gerçekleştirmek için SCI'li kişileri yetiştirmektir. Gelecekteki bu cihazlar için parlak; SCI'li kişiler tarafından motorlu exoskeletons kullanımı t daha yaygın olacakdünyada tıp ve rehabilitasyon merkezlerinde eğitim programlarının o kurulması. Buna ek olarak, gelecekteki araştırmalar düzenli exoskeletal destekli yürüme omurilik yaralanması hareketsizlik ve felç ile ilişkili ikincil tıbbi komplikasyon birçok geliştirir olduğunu gösterebilir.

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Support for this work was obtained by the VA Rehabilitation Research & Development National Center of Excellence for the Medical Consequences of Spinal Cord Injury (VA RR&D #B9212C). Two of the four powered exoskeleton devices were used on a loaner basis at no cost from ReWalk Robotics, Inc. (Marlborough, Massachusetts). Additionally a portion of participants obtained Orthopedic shoes which were donated by Aetrex Worldwide Inc. (Teaneck, New Jersey).

Assistance from Denis Doyle-Green was invaluable during the training program and we thank him for this. We would also like to thank the physical therapists from the Rehabilitation and Spinal Cord Injury Services at the James J. Peters VA Medical Center for their advisement and consultations.

Materials

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. , 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. , 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. , 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., 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

Spinal Cord InjuryPowered ExoskeletonAmbulation TrainingNeural PlasticityLower Extremity FunctionGait TrainingExoskeleton AdjustmentPelvic WidthLeg Length MeasurementSeated PositioningStrap Securement

Play Video
PDF
DOI
DOWNLOAD MATERIALS LIST
Cite This Article
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).
Download Citation
Reprints and Permissions

View Video

✖

To prove you're not a robot, please enter the text in the image below

CAPTCHA Image
Play CAPTCHA Audio
Refresh Image