Pairing eine mechanische Vorrichtung mit Schlaganfallpatienten

Die sich wiederholenden Erleichterung Übung ( RFE ) ist eine der häufigsten Rehabilitation Taktik Schlaganfall Patienten versuchen, Handgelenkbewegung zurückzugewinnen. Stroke Hemiparese Menschen sind nicht in der Lage , diesen Teil ihres Körpers zu bewegen , weil sie eine ausreichend starke neuronale Signal, das vom Gehirn bis zum Handgelenk bewegt sich nicht erstellen kann .

Georgia Tech Forscher haben eine mechanische Vorrichtung sollen Schlaganfallpatienten helfen, erstellt. Ihre funktionelle MRI -kompatiblen Hemiparese Reha- Gerät erstellt eine lange Latenzdehnungsreflexauf die genaue Zeit , wie ein Gehirn -Signal :

Mit RFE jedoch erhalten Patienten eine geistige Auftrieb. Sie werden gebeten, über das Verschieben denken. Gleichzeitig biegt sich ein Arzt das Handgelenk . Das Ziel ist es, eine lange Latenz Antwort von der Strecke, die im Gehirn auf die genaue Zeit der Gedanke passiert ankommt senden , wodurch ein neuronales Signal . Das Ergebnis ist eine starke, kombinierte Antwort , die zurück zu verlieren , um die Unterarmmuskulatur und bewegt das Handgelenk.


Stroke Rehab deviceA pneumatischen Antrieb Sehne Hammer schlägt Handgelenk einer Person , während eine transkranielle Magnet Stimulator erzeugt ein schwaches Signal in das Gehirn die motorischen Kortex . Die Antworten überlappen im Gehirn , zu produzieren und zu senden ein starkes Signal zurück an den Arm und die Handgelenk bewegt .
Bildnachweis: Georgia Institute of Technology

Es geschieht alles in einem Zeitraum von etwa 40 bis 60 Millisekunden.

" Timing ist alles . Wenn das Fenster ist, dass kleine , es ist nicht leicht für zwei Personen aufeinander abgestimmt ", sagte Georgia Institute of Technology Master- Absolvent Lauren Lacey .

Deshalb Lacey und ein Team von Kolleginnen und Georgia Tech Forscher ein mechanisches Gerät, das Volk aus dem Prozess dauert , sie mit genauen Computer ersetzen . Ihre funktionelle MRI -kompatiblen Hemiparese Reha- Gerät erstellt eine lange Latenzdehnungsreflexauf die genaue Zeit , wie ein Gehirn -Signal.

" Es ist ein bisschen wie der Versuch, einen Eimer mit Wasser zu füllen ", erklärte Minoru Shinhara , Associate Professor in Georgia Tech Human Neuromuskuläre Physiologie Lab. " Stroke Einzelpersonen können nur geistig füllen Sie es in der Mitte . Die Maschine schüttet den Rest , es voll zu machen. "

Bisher hat das Forschungsteam nur mit gesunden Personen in ihrer Studie gearbeitet . Die Studienteilnehmer liegen auf einem Bett mit dem Arm unter einen pneumatischen Antrieb Sehne Hammer erweitert. Um das schwache Signal erstellt von Hemiparese Einzelpersonen, ihre Handgelenk bewegen simulieren wird eine transkranielle Magnet Stimulator (TMS) über den Köpfen dieser gesunden Personen in einem 45- Grad-Winkel platziert . Millisekunden nach der Hammer klopft Sehne des Handgelenks , erstellt das TMS ein schwaches Signal in der motorischen Kortex . Die Antworten überlappen , zu produzieren und zu senden ein starkes Signal zurück an den Arm und die Handgelenk bewegt .

Das Team hat sich erfolgreich variiert der Zeitpunkt der TMS-Signal und die Geschwindigkeit des Hammers schneller oder langsamer zu schlagen je nachdem, wie viel von einem Schub benötigt wird , um das Gehirn Signal ergänzen . Nun, da haben die Forscher die Lebensfähigkeit des TMS - Aktuator-System bewährt , werden sie weiter arbeiten mit Takt Personen .

"Das Gerät wurde entwickelt, um den Menschen anpassen , ob sie hyper, normo oder hyporeflexive sind ", sagte Lacey , der im Frühjahr mit einem Master-Abschluss von der George Woodruff School of Mechanical Engineering absolviert.

Auch, weil die Maschine MRI - kompatibel ist, erlaubt es dem Team, um zu untersuchen , was im Gehirn passiert während der Reha , das Öffnen der Tür für die Robotik .

"Sobald wir vollständig verstehen, was geistig und physiologisch geschieht , sollten wir in der Lage, einen Roboter, der erfolgreiche Rehabilitationsübungen wie RFE reproduzieren zu erstellen ", sagte Juni Ueda , außerordentlicher Professor an der Fakultät für Maschinenbau . "Es scheint , dass der Zeitpunkt ist der kritische Teil dieser Übung. Roboter sind groß zu einem Zeitpunkt , so dass die Ergebnisse sind sehr vielversprechend für die Robotik . "