Сегодня, команда во главе с Сунилом Агроэлом, преподавателем машиностроения и реабилитации и регенеративной медицины в Разработке Колумбии, опубликовала предварительное исследование в Научной Робототехнике, которая демонстрирует автоматизированный учебный метод, который улучшает положение и идущий в детях с походкой наклона, увеличивая их силу мышц и координацию.Походка наклона вызвана комбинацией слабых мышц разгибающей мышцы, которые не производят соответствующие силы мышц, чтобы держать положение вертикально, вместе с трудными мышцами сгибающей мышцы, которые ограничивают совместный диапазон движения. Среди мышц разгибающей мышцы, камбаловидной мышцы, мышца, которая бежит от чуть ниже колена к пятке, играет важную роль в предотвращении краха колена в течение середины фазы позиции, когда нога находится на земле.
Очень важный для положения и ходьбы, мышца камбаловидной мышцы держит стержень вертикально во время середины фазы позиции походки, чтобы облегчить расширение колена. Это также предоставляет продвигающим силам на теле во время последней фазы позиции цикла походки.
«Одна из основных причин походки наклона – слабость в мышцах камбаловидной мышцы», говорит Агроэл, который является также членом Научного Института Данных. «Мы выдвинули гипотезу, что ходьба с нисходящим тазовым напряжением укрепит мышцы разгибающей мышцы, особенно камбаловидную мышцу, против прикладного нисходящего напряжения и улучшила бы координацию мышц во время ходьбы. Мы проявили подход напротив обычной терапии с этими детьми: вместо частичной приостановки массы тела во время ходьбы беговой дорожки мы обучили участников идти с увеличением силы».
Исследовательская группа знала, что камбаловидная мышца, главная мышца весовой нагрузки во время единственной поддержки позиции, активирована более сильно среди мышц голени, когда больше веса добавлено к человеческому телу во время походки. Они рассуждали, что укрепление камбаловидной мышцы могло бы помочь детям с походкой наклона стоять и идти более легко.Чтобы проверить их гипотезу, команда использовала автоматизированную систему – Tethered Pelvic Assist Device (TPAD) – изобретенный в Робототехнике и Реабилитации Агроэла (РЕВ) Лаборатория. TPAD – носимый, легкий управляемый кабелем робот, который может быть запрограммирован, чтобы предоставить силам на тазу в желаемом направлении, когда предмет идет на беговой дорожке.
Исследователи работали с шестью детьми, диагностированными CP и показывающий походку наклона для пятнадцати 16-минутных учебных семинаров по продолжительности шести недель. В то время как дети шли на беговых дорожках, они носили TPAD как легкий тазовый пояс, к которому были приложены несколько проводов. Напряженностью в каждом проводе TPAD контролировал в режиме реального времени двигатель, помещенный в постоянную структуру вокруг беговой дорожки, на основе движения в реальном времени собирают данные от камер. Исследователи запрограммировали TPAD, чтобы примениться, дополнительное нисходящее проталкивают центр таза, чтобы интенсивно переобучить деятельность мышц камбаловидной мышцы.
Они использовали нисходящую силу, эквивалентную 10 процентам массы тела, на основе результатов здоровых детей, несущих рюкзаки. Это было минимальным весом, должен был показать известные изменения в положении или походке во время ходьбы.
«TPAD – уникальное устройство, потому что он применяет внешние силы на человеческое тело во время ходьбы», говорит Джииеон Канг, кандидат доктора философии и ведущий автор статьи. «Обучение с этим устройством отличительное, потому что это не добавляет массу/инерцию к человеческому телу во время ходьбы».Команда исследовала детскую силу мышц и координацию, используя данные о electromyography из первых и последних сессий обучения и также контролировала кинематику и наземные силы реакции непрерывно в течение обучения. Они нашли, что их обучение было эффективным; это и увеличило детское вертикальное положение и улучшило их координацию мышц.
Кроме того, их идущие особенности, включая длину шага, диапазон движения углов нижней конечности, разрешения пальца ноги, и образца пятки к пальцу ноги, улучшились.«В настоящее время нет никакой известной физиотерапии или усиливающий осуществление для обработки походки наклона», отмечает Агроэл.Хикюнг Ким, профессор А. Дэвида Гурюича Реабилитации и Регенеративной Медицины и профессор Педиатрии в Медицинском центре Колумбийского университета, который лечит этих пациентов, добавленную «Обратную связь от родителей и детей, вовлеченных в это исследование, был последователен. Они сообщили об улучшенном положении, более сильных ногах и более быстрой гуляющей скорости, и наши измерения подтверждают это.
Мы думаем, что наше автоматизированное обучение TPAD с нисходящим тазовым напряжением могло быть очень перспективным вмешательством для этих детей».Исследователи планируют больше клинических испытаний, чтобы проверить более многочисленную группу и заменяют больше.
Они также рассматривают учащихся детей с гемиплегическим CP / парализованным CP.