exoesqueletos de rehabilitación del miembro inferior
TRANSCRIPT
Nuevas aproximaciones en la neurorehabilitación del ACV (o
ictus cerebral) Juan C. Moreno
Exoesqueletos ambulatorios GBIO Gait
Smart compensator
Esbirro Limit cycle walker
Kinesis Hybrid gait trainer
H2 6 DoF exo
Chapter 7 Clinical evaluation with SCI users 119
Figure 7.2: Patient performing a walking experiment.
HC: Hybrid-cooperative controller configuration. This is the main controller configuration
(presented in chapter 5), where both stimulation and robotic assistance are modulated
during walking. This configuration was validated with healthy users in chapter 6.
CO: Cooperative-only controller configuration. For this configuration, the stimulation ILC
controller is disabled, thus Kinesis can only bring adaptable robotic assistance to the
patient during the swing phase through modulation of actuator sti↵ness. Stimulation of
extensor muscles was not disabled to provide support during the stance phase.
HP: Hybrid-sti↵ controller configuration. For this configuration, actuator sti↵ness is held con-
stant; stimulation controller is enabled and the c-FSM learning-monitoring is kept in
normal operation.
Each configuration was tested in separated sessions to avoid fatigue-related e↵ects. The config-
urations were tested in the same order for all patients: HC-CO-HP. The experimental procedure
for walking trials was presented in section 6.2. Measuring of blood pressure and heart rate im-
mediately prior and after the walking test were included for monitoring the physiological impact.
Besides, three additional items to the QUEST questionnaire. These items were taken from the
validation studies published for the Rewalk exoskeleton [81, 82]. The questions included were
related to user perceived spasticity as follows:
A: The device diminished spasticity in my legs.
B: I did not have breathing di�culties while using the device.
C: After completing the experiment I felt safe during the use.
7.2 Results
This section is structured in three main parts. The first part presents the case studies for each
patient, comprised by the experimental results for each tested configuration (sections 7.2.1 to
7.2.3). These sections describe the performance of Kinesis during the experiments, focusing
on the adaptations between the patient and the system, similarly to the healthy group analysis
Better EEG/EMG driven exos
¿Qué es el ictus cerebral?
15 Millones de ACVs por año en el mundo (WHO)
Daño y muerte de células cerbrales
Efectos en el control del movimiento
• La corteza motora se deteriora, la médula espinal se preserva
• Alto grado de discapacidad (control postural, marcha, manipulación, habla, etc)
• El cerebro puede reorganizarse mediante movimientos específicos para generar señales de la médula espinal
Factores de riesgo
Hábitos: - Evitar el tabaco, frecuente ejercicio físico y límitar el consumo diario de bebidas alcohólicas reduce el riesgo Dieta alimenticia: - Una dieta baja en grasas y colesterol reduce la probabilidad de formación de placas en los vasos sanguíneos. - Las comidas con altas cantidades de sal pueden aumentar la presión sanguínea - Una dieta con vegetales, frutas y hortalizas, con más pescado y menos carne roja reduce el riesgo de ACV.
Ictus
Prevención Rehabilitación Tratamiento urgente
La recuperación de la movilidad funcional es un objetivo de alta prioridad
(Anderson, 2004)
Opciones de terapia
Hospital de rehabilitación
Terapia en casa
Terapia a largo plazo en instalación especializada
La recuperación es posible gracias
a la plasticidad neuronal
Las conexiones del sistema nervioso son flexibles
La plasticidad dependiente de la
actividad puede crear conexiones relevantes para la
función motora
Tratar el sistema nervioso intacto
El papel de la tecnología robótica y la neuroingeniería
Seleccionar la terapia y valorar el grado
funcional
Automatizar (ejercicios repetitivos)
Dirigir la terapia para
promover la plasticidad
Motivar al paciente Mapas de conectividad
EEG o fMRI
El papel de la tecnología robótica y la neuroingeniería
Seleccionar la terapia y valorar el grado
funcional
Automatizar (ejercicios repetitivos)
Dirigir la terapia para
promover la plasticidad
Motivar al paciente
El papel de la tecnología robótica y la neuroingeniería
Seleccionar la terapia y valorar el grado
funcional
Automatizar (ejercicios repetitivos)
Dirigir la terapia para
promover la plasticidad
Motivar al paciente
El papel de la tecnología robótica y la neuroingeniería
Seleccionar la terapia y valorar el grado
funcional
Automatizar (ejercicios repetitivos)
Dirigir la terapia para
promover la plasticidad
Motivar al paciente
Terapia BCI-robot
El papel de la tecnología robótica y la neuroingeniería
Seleccionar la terapia y valorar el grado
funcional
Automatizar (ejercicios repetitivos)
Dirigir la terapia para
promover la plasticidad
Motivar al paciente
Moreno et al, JNER 2013
Randomized cross-over clinical trial (n=10) 12 sessions of 20 min (3 per week)
Top Down FB
Conventional FB
vs
Summary of results: percentage improvements after robotic therapies
Gait cycle underactivation (red) and overactivation (blue)
VL-RF BF
GM-SOL TA
Unpublished (Fondazione Santa Lucia)
Terapia robótica “Top-Down”
Es posible identificar actividad cortical relacionada con el movimiento de las piernas asistidas por robot (N=14, Activo vs Pasivo) Actividad cotical en la corteza premotora en la banda gamma (25-40 Hz) se relaciona con los ciclos de marcha Características que diferencian entre marcha activa y pasiva ay pueden informar sobre la participación del paciente
Wagner et al, NeuroImage 2012
ERSP perturbaciones espectrales relacionadas con perturbaciones
Cluster A: sensory motor
cortex
Cooperación del paciente
Seleccionar la terapia y valorar el grado
funcional
Automatizar (ejercicios repetitivos)
Dirigir la terapia para
promover la plasticidad
Motivar al paciente
El papel de la tecnología robótica y la neuroingeniería
Monitorización de la atención
Conclusiones Integración multimodal en un sistema robótico + BCI para promover neuroplasticidad Evidencias mejores resultados de terapia robótica bajo concepto Top-Down Nuevas métricas basadas en actividad neural para la terapia robótica del ictus Organización modular del control de la marcha Cuantificación con significado clínico y fisiológico de los efectos de la realimentación en la terapia robótica
