A Passive Mechanical Add-on for Treadmill Exercise (P-MATE) in Stroke Rehabilitation

要約

ロボットリハビリテーションは、高用量の歩行療法を提供し、脳卒中後の運動機能を改善することができます。
ただし、多くのデバイスでは、コストが高く、セットアップに時間がかかるため、臨床での採用が制限されています。
したがって、私たちはトレッドミル運動用パッシブ機械アドオン (P-MATE) を設計、構築、評価しました。これは、麻痺のある脚と非麻痺のある脚の動きを連動させる、トレッドミル用の低コストのパッシブ エンドエフェクター アドオンです。
弾性ケーブルと滑車の往復システム。
伸縮性のあるケーブルをユーザーに取り付けるために、人間とデバイスの 2 つの機械的インターフェイスが設計されました。
P-MATE と 2 つのインターフェイス プロトタイプは、理学療法士と 8 人の健常な参加者によってテストされました。
運動学や相互作用力などの生体力学的データは、ユーザビリティとユーザー エクスペリエンスを評価するために標準化されたアンケートとともに収集されました。
どちらのインターフェイスも素早く簡単に接続できましたが、ユーザー エクスペリエンスは異なり、パーソナライズの必要性が浮き彫りになりました。
また、プリテンションの調整、腱の脱線防止、ユーザーの歩行への長期的な影響の理解など、将来の改善の余地がある領域も特定しました。
私たちの予備調査結果は、P-MATE が効果的でアクセスしやすく持続可能な脳卒中歩行リハビリテーションを提供する可能性を強調しています。

要約(オリジナル)

Robotic rehabilitation can deliver high-dose gait therapy and improve motor function after a stroke. However, for many devices, high costs and lengthy setup times limit clinical adoption. Thus, we designed, built, and evaluated the Passive Mechanical Add-on for Treadmill Exercise (P-MATE), a low-cost passive end-effector add-on for treadmills that couples the movement of the paretic and non-paretic legs via a reciprocating system of elastic cables and pulleys. Two human-device mechanical interfaces were designed to attach the elastic cables to the user. The P-MATE and two interface prototypes were tested with a physical therapist and eight unimpaired participants. Biomechanical data, including kinematics and interaction forces, were collected alongside standardized questionnaires to assess usability and user experience. Both interfaces were quick and easy to attach, though user experience differed, highlighting the need for personalization. We also identified areas for future improvement, including pretension adjustments, tendon derailing prevention, and understanding long-term impacts on user gait. Our preliminary findings underline the potential of the P-MATE to provide effective, accessible, and sustainable stroke gait rehabilitation.

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