RehabRoby ile dirsek eklemi propriyosepsiyon duyusunun incelenmesi: Pilot çalışma

Öz

Amaç: Bu pilot çalışmanın amacı dirsek fleksiyonunun proprioseptif duyusunu robot yardımlı rehabilitasyon sistemi RehabRoby ile değerlendirmek ve RehabRoby’yi fizyoterapide kullanılabilecek bir robot sistemi olarak değerlendirmekti. Çalışma planı: Çalışmaya fizyoterapi (FZT) veya elektrik ve elektronik mühendisliği (EEM) eğitimi gören 20 gönüllü (her grupta 5 kadın ve 5 erkek) alındı. RehabRoby’ye yerleştirilen deneklerden aktif ve sonra rahatlıkla tolere edilebilen bir dirence karşı, sırasıyla gözler açık ve kapalı olarak dirsek fleksiyonu yapmaları ve belirlenmiş hedef açılarını (20º, 45º ve 90º) bulmaları istendi. Deneklerin hareket açısı, her hedef açıda uygulanan tork ve hedef açıya ulaşırken ortaya çıkan hareket hatası (uyum hatası) mutlak veriler olarak kaydedildi. Aynı zamanda deneklerin sosyo-demografik ve fiziksel özellikleri de incelendi. Bulgular: Gözler açık 45º dirsek fleksiyonunu bulmada FZT öğrencilerinin yaptığı uyum hatası EEM öğrencilerine göre daha az bulundu. Gözler kapalı 20º dirençli dirsek fleksiyonu ile tork arasında negatif bir korelasyon kaydedildi (p<0.05). Aynı zamanda, kadın olmanın ve biceps brachii kası kuvvetinin gözler kapalı 20º aktif dirsek fleksiyonunda hatanın az olması üzerinde belirleyici faktörler olduğu saptandı. Görüş olmaksızın 45º’deki uyum hatası FZT grubunda (-0.31) EEM grubuna göre (0.77) daha düşüktü Ayrıca, biceps brachii kası kuvvetinin ise 20º’deki hareketin propriyosepsiyon duyusu üzerinde etkin bir rol oynadığı sonucuna varıldı. Çıkarımlar: Bu pilot çalışmanın sonucunda propriyosepsiyon duyusunun değerlendirilmesinde RehabRoby’nin kullanılabilir bir sistem olduğu sonucuna varıldı ve RehabRoby robotik sisteminin, geçerlilik çalışmaları yapıldıktan sonra, gelecekte hastalarda proprioseptif duyuyu değerlendirme, tanılama ve geliştirme amaçlı kullanılabileceği düşünüldü.

Anahtar Kelimeler

• Dirsek fleksiyonu; exoskeleton (dış iskelet) robot; kontrol mimarisi; propriyosepsiyon; robot destekli rehabilitasyon sistemi; tork.¬

Evaluation of elbow joint proprioception with RehabRoby: a pilot study

Abstract

Objective: The aim of this study was to evaluate the proprioceptive sense of elbow flexion through a robot-assisted rehabilitation system, RehabRoby, and to understand the usability of RehabRoby as a robotic system in physiotherapy.
Methods: The study included 20 volunteer, healthy students studying either physiotherapy (PT) (5 females and 5 males) or electrical and electronics engineering (EEE) (5 females and 5 males). Using the RehabRoby, they were asked to flex their elbow joints in pronation actively and then against a comfortable resistance to the target angles (20º, 45º and 90º), with eyes open and closed. Angle of movement and applied torque for each target angle and error of movement with respect to the target angle (error of matching) were recorded as absolute values. Participants’ socio-demographic and physical features were also evaluated.
Results: Physiotherapy students had less matching error at 45º with eyes opened than EEE students. A negative correlation was found between resistive elbow flexion and applied torque while eyes closed at 20º (p<0.05). Biceps brachii strength and being female were significant predictive factors for the least matching error in active elbow flexion at 20º with eyes closed. Error of matching at 45º without vision was lower in the PT group (-0.31) than in the EEE group (0.77). In addition, it was noticed that biceps brachii muscle strength played an important role in the proprioceptive sense of the motion at 20º.
Conclusion: The RehabRoby can be considered a usable system for the evaluation of joint proprioception sense. With future validity studies, the RehabRoby may be used to assess, diagnose and improve the proprioceptive sense of patients.

Keywords

• Control architecture
• elbow flexion
• exoskeleton robot
• proprioception
• robot-assisted rehabilitation system
• torque