Ein Experiment mit funktioneller Nahinfrarotspektroskopie und robotergestützten Mehrgelenk-Zeigebewegungen der unteren Extremität

In dieser Studie wollen wir die Machbarkeit eines experimentellen Protokolls untersuchen, das Bewegungen der unteren Extremität, die an einem Robotergerät befestigt sind, und die gleichzeitige Erfassung von Daten der funktionellen Nahinfrarotspektroskopie, fNIRS, beinhaltet. Nur wenige Studien haben fNIRS verwendet, um die Gehirnaktivierung bei Schlaganfall, motorischer Erholung und Bewegungen der unteren Gliedmaßen zu untersuchen, wobei der Schwerpunkt hauptsächlich auf einzelnen Gelenkaktionen, Gehen oder Radfahren lag. Unsere Studie leistet Pionierarbeit bei der Erforschung des Trainings der unteren Gliedmaßen mit mehreren Gelenken für die Zielrehabilitation.

Die funktionelle Nahinfrarotspektroskopie (fNIRS) misst effektiv zeitliche Veränderungen der Sauerstoffversorgung des Gehirns, die als indirekter Indikator für die Gehirnaktivität dient, für funktionelle MRT-Signale. Im Gegensatz zu fMRT ist fNIRS mit Roboterhardware kompatibel, tragbar und robuster gegenüber Bewegungsartefakten. Es gibt zwei Hauptherausforderungen.

Die erste besteht darin, die Bewegungen der Robotergeräte mit fNIRS-Daten zu synchronisieren. Die zweite besteht darin, genügend Daten zu erhalten, um die statistische Aussagekraft zu erreichen, um hämodynamische Veränderungen in nur sechs Minuten zu erkennen. Unsere Studie bestätigte die Durchführbarkeit des Protokolls und lieferte die erwarteten Ergebnisse.

In der assistierten Bedingung zeigten nur zwei Probanden eine signifikante Gehirnaktivierung. Die unassistierte Übung, die mehr Anstrengung erforderte, zeigte eine größere HbO-Konzentrationsänderung als assistierte, mit einem bemerkenswerten Unterschied im kontralateralen PMC.