Volitional Control of the Paretic Hand Post-Stroke Increases Finger Stiffness and Resistance to Robot-Assisted Movement

要約

麻痺のある腕や手を使用する際の努力の増加は、不随意の異常な相乗効果パターンを引き起こし、脳卒中後の個人の筋緊張による硬さの影響を増幅させる可能性があり、機能的作業中に手の動きを補助するユーザー制御デバイスの困難を増大させる可能性があります。
私たちは、手を開閉しようとする際に発揮される自発的な努力が、指レベルでのロボット支援による動きに対する抵抗にどのように影響するかを研究しています。
私たちは、3人の慢性脳卒中生存者を対象に実験を行い、ユーザーが同側筋電図で制御されたロボット支援の手の動きを活性化しようと積極的に努力しているときの、指を受動的に伸ばしているときと比較した硬さの変化、および持続的な能動的な取り組みによる全体的な影響を測定しました。
そして使用します。
私たちの結果は、上肢の積極的な関与により、受動的なストレッチや長時間にわたる持続的な運動よりも指の筋緊張がはるかに大きく増加することを示唆しています。
この研究の潜在的な設計上の影響は、開発者が脳卒中の補助装置またはリハビリテーション装置のユーザー主導の同側制御方法に依存する場合、より高いレベルの指の硬さを予測する必要があることを示唆しています。

要約(オリジナル)

Increased effort during use of the paretic arm and hand can provoke involuntary abnormal synergy patterns and amplify stiffness effects of muscle tone for individuals after stroke, which can add difficulty for user-controlled devices to assist hand movement during functional tasks. We study how volitional effort, exerted in an attempt to open or close the hand, affects resistance to robot-assisted movement at the finger level. We perform experiments with three chronic stroke survivors to measure changes in stiffness when the user is actively exerting effort to activate ipsilateral EMG-controlled robot-assisted hand movements, compared with when the fingers are passively stretched, as well as overall effects from sustained active engagement and use. Our results suggest that active engagement of the upper extremity increases muscle tone in the finger to a much greater degree than through passive-stretch or sustained exertion over time. Potential design implications of this work suggest that developers should anticipate higher levels of finger stiffness when relying on user-driven ipsilateral control methods for assistive or rehabilitative devices for stroke.

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