Rehabilitační vícesmyslová místnost pro robotem asistované funkční pohyby při rehabilitaci horních končetin u chronické mrtvice (RehaMSR)

Cévní mozková příhoda je hlavní příčinou vážného dlouhodobého postižení ve vyspělých zemích a má obrovský emocionální a socioekonomický dopad na pacienty, rodiny a zdravotnické služby. Postižení horních končetin a funkční problémy jsou ve skutečnosti po cévní mozkové příhodě velmi časté. Poškození obvykle zahrnují potíže s pohybem a koordinací paží, rukou a prstů, což často vede k potížím s prováděním činností denního života (ADL), jako je jídlo, oblékání a mytí. Více než polovina lidí s postižením horních končetin po cévní mozkové příhodě bude mít stále potíže s prováděním ADL mnoho měsíců až let po cévní mozkové příhodě. Robotické rehabilitační systémy mají potenciál poskytovat velké dávky motorického tréninku nákladově efektivním způsobem, a přestože je diskuse o účinnosti robotické terapie stále otevřená, objevují se jako platná řešení, která pomohou pacientům po cévní mozkové příhodě při rehabilitaci horních končetin. končetina. Nedávná recenze Norouzi-Gheidari ukazuje, že účinek robotického tréninku je srovnatelný s konvenčním terapeutickým tréninkem stejné délky a intenzity. Nedávný Cochranův systematický přehled Mehrholze zahrnoval 34 studií (zahrnujících 1160 účastníků) ukázal, že elektromechanický a roboticky asistovaný trénink paží zlepšil skóre ADL, funkci paží a sílu svalů paží, ale kvalita důkazů byla nízká až velmi nízká. Mechanismy vedoucí ke snížení poškození po robotickém tréninku jsou bohužel stále nejasné. Je známo, že neuroplasticita hraje důležitou roli v procesu motorické obnovy pacientů s mrtvicí a dále, že pacient by měl být zapojen během léčby, aby se podpořil proces podobný motorickému učení. Pro podporu zapojení a maximalizaci neuroplasticity byly v robotické rehabilitaci studovány dvě hlavní metody: i) tréninkové paradigma asistovat podle potřeby a ii) metoda detekce záměru pacienta (DPI), také nazývaná trénink s řízenou silou. První z nich, který spočívá v poskytování minimální pomoci subjektu potřebné k dokončení požadovaného úkolu, ukázal slibné výsledky ve zvýšení účasti na léčbě, zejména u pacientů se středně vysokou funkční schopností. Metoda DPI je místo toho založena na spouštění pohybu robota pomocí pacientovy vynaložené síly nebo indukované rychlosti. V některých případech může metoda DPI dokonce využívat biomedicínské signály jako EMG nebo EEG k zahájení daného úkolu.

Kromě způsobu interakce mezi pacientem a robotem je další důležitou vlastností, která může určovat úspěšnost terapie, typ navrhovaného pohybu. Je známo, že léčba založená na cílených pohybech vykazuje lepší výsledky v obnově funkce horní končetiny než léčba založená na pohybech bez cíle. Správný rehabilitační program by proto měl zahrnovat pohyby zaměřené na úkoly s vysokým počtem opakování.

Bohužel, princip asistovat podle potřeby a metoda DPI jsou často málo použitelné v tréninku proti gravitaci, zejména v případě slabě fungujících pacientů s vysokými silovými a koordinačními poruchami. V těchto případech, kdy pacient není schopen robota aktivně ovládat, je v robotické rehabilitaci jedinou zbývající možností plná asistence založená na pevně stanovené trajektorii (zákon dráhy a pohybu).

V této předběžné studii je představen rehabilitační program horní končetiny založený na roboticky plně asistovaných (pevně uložených) cílených pohybech.

Cílem této studie je prezentovat nový robotický přístup založený na plně asistovaných funkčních pohybech a zkoumat efekt intervence ve smyslu zlepšení motorických funkcí u jedinců s chronickou cévní mozkovou příhodou v krátkodobém horizontu a při 6měsíčním sledování. Rovněž je provedeno předběžné hodnocení účinnosti intervence při zlepšování aktivity a participace v krátkodobém horizontu. Dále je cílem studie ověřit, zda některá instrumentální opatření (pomocí kinematiky, EMG a EEG) mohou pomoci získat vhled do mechanismů vedoucích ke zlepšení motorických schopností po robotickém zásahu a mohou být použita k predikci funkční obnovy.

POPULACE A NÁVRH STUDIE V této kohortové studii byl vzorek 20 pacientů s mírným až těžkým poškozením horní končetiny (Fugl-Meyerovo skóre horní končetiny na začátku: 11/66 až 61/66 bodů) 6 měsíců nebo déle po mrtvici bude zapsán. Studie probíhá ve 2 fázích. Pilotní studie zahrnující 10 pacientů bude mít za cíl ověřit krátkodobou účinnost robotické intervence při snižování motorického postižení. Pokud budou výsledky pozitivní, bude studie pokračovat a velikost vzorku bude vypočítána na statistickém základě z předběžných výsledků. Druhá studie má za cíl zlepšit počet pacientů a ověřit, zda se funkční zlepšení promítá do zlepšené aktivity a účasti.

INTERVENCE Intervenci provádí vyškolený výzkumný terapeut prostřednictvím robota s koncovým efektorem (Pa10-7, Mitsubishi, Japonsko), který byl přizpůsoben tak, aby napomáhal 3D vícekloubovým funkčním pohybům proti gravitaci prováděným fyziologickou rychlostí. Robot umožňuje provádění obou dosahových pohybů, které se v každodenním životě používají k interakci s okolím (např. dosahovat, uchopovat a manipulovat s předměty) a pohyby probíhající v peripersonálním prostoru.

Intervenční protokol, identický ve 2 fázích studie, spočívá v provedení dvou funkčních pohybů, a to Reaching Movement (RM) proti gravitaci a Hand-to-Mouth Movement (HtMM):

1. počínaje rukojetí robota těsně nad stehnem, asistovaná RM spočívá ve složených pohybech flexe ramene a extenze lokte až do 90 stupňů flexe ramene a je dosaženo plně nataženého lokte;
2. počínaje rukojetí robota těsně nad stehnem spočívá asistovaná HtMM v ohnutí lokte (a ramene) tak, aby byla rukojeť robota umístěna před ústa. Důležité je, že rukojeť se může volně otáčet, a proto ji pacient musí aktivně (vnitřní/vnější rotace zápěstí) dávat do správné polohy, to znamená tak, aby její konec směřoval k ústům.

Dráhy a rychlosti rukojeti robota jsou přizpůsobeny antropometrickým měřením každého pacienta a zbytkovým funkčním schopnostem.

Každé sezení se skládá z 20 minut RM s robotem a 20 minut HtMM s robotem. Pohyby jsou plně asistované (rukojeť robota se pohybuje po dráze s předem definovaným pohybovým zákonem nezávisle na silách, které pacient na rukojeť působí), ale pacient je výslovně požádán, aby se účastnil tím, že se bude snažit sledovat (mírně předvídat) pohybující se rukojeť. Připomínáme, že oba pohyby jsou proti gravitaci, aby nedošlo k únavě, je pacient požádán, aby každých 5 pohybů změnil úroveň zapojení střídavým uvolněním během pohybu a aktivní účastí.

Rehabilitace spočívá v 1měsíční intervenci, 3 sezeních týdně v pondělí, středu a pátek, celkem 12 sezení.

KLINICKÉ HODNOCENÍ Pacienti jsou klinicky testováni na začátku (T0), těsně po intervenci (T1) a 6 měsíců nebo déle po intervenci (T2). Jeden vyškolený fyzioterapeut, stejný pro všechny pacienty, provádí všechna hodnocení výsledků (před ošetřením, po ošetření a sledováním) pod dohledem referenčního lékaře pacienta, který může dvakrát zkontrolovat výsledky klinických testů, dokonce i na základě videí pacientů. Aby se minimalizovaly zkreslení během hodnocení po léčbě, nemůže mít přístup k výsledkům předchozích sezení a zobrazovat je.

Primárním výstupním měřítkem je subdoména motorických funkcí horní končetiny (sekce A-D) FMA, která obsahovala 33 položek, z nichž každá byla hodnocena na 0, 1, 2 bodové ordinální škále. Rozsah této stupnice, zde dále označované jako Fugl-Meyerovo hodnocení horních končetin (UE-FMA), je od 0 (žádná funkce) do 66 (normální funkce).

Sekundárními ukazateli výsledku jsou Wolf Motor Function Test (WMFT) a (MAL), které jsou pacientům podávány pouze v závěrečné studii. WMFT se skládá z 15 úloh (časované pohyby s jedním nebo více klouby a funkční úlohy). Provedení každého úkolu je načasováno (WMFT TIME) a ​​hodnoceno pomocí 6bodové škály funkčních schopností (WMFT FAS).

MAL je polostrukturovaný rozhovor, který hodnotí kvalitu pohybu (QOM) a množství použití (AOU), které pacient na postižené končetině používá ve 30 činnostech každodenního života.

Dále jsou prováděny následující testy: 1) Stupnice Medical Research Council pro svalovou sílu (MRC) se používá pro hodnocení svalové (kloubní) síly tří cílených pohybů: abdukce ramene, extenze lokte a extenze prstů. MRC je 15bodová stupnice (5 bodů za každou položku); 2) K hodnocení spasticity se používá modifikovaná Ashworthova škála (MAS). Každý testovaný pohyb je hodnocen 0 až 5 body (0 žádná spasticita, 1 mírné zvýšení svalového tonusu na konci pohybu, 2 mírné zvýšení svalového tonusu až do poloviny ROM, 3 výraznější zvýšení svalového tonu přes většinu ROM , 4 značné zvýšení svalového tonu, 5 postižená partie rigidní ve flexi nebo extenzi. Testované pohyby byly: extenze zápěstí, extenze lokte a abdukce ramene, celkem 15 (negativních) bodů. 3) Škála závažnosti a zlepšení klinického globálního dojmu se používá k hodnocení: (a) závažnosti psychopatologie od 1 do 7 a (b) změny od zahájení léčby na podobné sedmibodové škále. 4) Draw a Person Test k posouzení pacientova tělesného povědomí a nakonec 5) Nasa-Task Load Index se používá k hodnocení fyzické a psychické zátěže pacienta během intervence.

INSTRUMENTÁLNÍ HODNOCENÍ Níže uvedená instrumentální hodnocení se provádějí na začátku (T0), těsně po intervenci (T1) a 6 měsíců nebo déle po intervenci (T2). Akvizice se provádějí jak při dosahování pomocí robota, tak při dosahování bez pomoci a pohybech z ruky do úst prováděných s více postiženou končetinou a pohybech bez pomoci prováděných s méně postiženou končetinou.

1. kinematika horní končetiny (6 TVcs, Smart-D, BTS Bioengineering, Itálie) a dynamické povrchové EMG (horní trapéz, přední, střední a zadní deltoidy, laterální hlava tricepsu brachii, dlouhá hlava bicepsu a svaly brachioradialis); FreeEMG 300, BTS Bioengineering, Itálie). Rozsah pohybů, rychlosti, normalizované trhnutí a koeficient periodicity se počítají pomocí metody publikované Caimmi v roce 2008.
2. Signály EEG jsou zaznamenávány pomocí uzávěru poskytujícího 64 elektrod umístěných podle mezinárodního systému 10/10; EMG aktivita je současně zaznamenávána z párů Ag/AgCl povrchových elektrod umístěných bilaterálně 2-3 cm od sebe přes přední deltový sval a triceps při dosahování a biceps a brachioradialis při pohybu z ruky do úst. Data EEG a EMG jsou získávána pomocí systému Neuroscan se vzorkovací frekvencí 512 Hz (pásmové filtry: 1-200 Hz). Analýza desynchronizace/synchronizace související s událostmi (ERD/ERS) se provádí pro kvantifikaci změny výkonu související s pohybem EEG oscilační aktivity v pásmech alfa a beta přes premotorickou a primární senzomotorickou oblast.

ANALÝZA DAT Na základě výsledků primárního měření výsledků pilotní studie bude velikost vzorku studie vypočítána pomocí bezplatného programu G*Power 3.1.9.2, obecného programu statistické analýzy síly. Porovnání dat mezi různými relacemi se provádí Wilcoxonovým testem se znaménkem, přičemž se bere v úvahu hodnota významnosti 0,05. K hodnocení vztahu mezi zlepšením UE-FMA a 1) věkem pacientů se používá lineární regrese a Pearsonova korelace. 2) čas od zdvihu a 3) vypočítané kinematické veličiny. Statistická analýza se provádí pomocí WinSTAT® for Microsoft® ver.2012.1.0.94.