Rehabilitering multisensorisk rum til robotassisterede funktionelle bevægelser i rehabilitering af øvre lemmer ved kronisk slagtilfælde (RehaMSR)

Slagtilfælde er en førende årsag til alvorligt langsigtet handicap i udviklede lande og har en enorm følelsesmæssig og socioøkonomisk indvirkning på patienter, familier og sundhedstjenester. Nedsættelser af overekstremiteterne og funktionsproblemer er faktisk meget almindelige efter et slagtilfælde. Funktionsnedsættelser omfatter almindeligvis vanskeligheder med at bevæge sig og koordinere arme, hænder og fingre, hvilket ofte resulterer i vanskeligheder med at udføre daglige aktiviteter (ADL'er) såsom at spise, klæde sig på og vaske. Mere end halvdelen af ​​personer med svækkelse af overekstremiteterne efter slagtilfælde vil stadig have svært ved at udføre ADL'er mange måneder til år efter deres slagtilfælde. Robotrehabiliteringssystemer har potentialet til at levere store doser motorisk træning på en omkostningseffektiv måde, og selvom debatten om effektiviteten af ​​robotterapi stadig er åben, dukker de op som gyldige løsninger til at hjælpe slagtilfældeoverlevere i genoptræningen af ​​den øvre del af kroppen. lem. Nylig gennemgang af Norouzi-Gheidari viser, at effekten af ​​en robottræning kan sammenlignes med en konventionel terapitræning af samme længde og intensitet. En nylig Cochrane systematisk gennemgang af Mehrholz inkluderede 34 forsøg (som involverede 1160 deltagere) viste, at elektromekanisk og robotassisteret armtræning forbedrede ADLs score, armfunktion og armmuskelstyrke, men kvaliteten af ​​evidensen var lav til meget lav. Desværre er mekanismerne, der fører til reduktion af funktionsnedsættelsen efter robottræningen, stadig uklare. Det er kendt, at neuroplasticitet spiller en vigtig rolle i den motoriske restitutionsproces for apopleksipatienter, og endvidere, at patienten bør engageres under behandlingen for at fremme en proces, der ligner motorisk læring. For at fremme engagement og maksimere neuroplasticitet, er to hovedmetoder blevet undersøgt inden for robotrehabilitering: i) træningsparadigmet assister efter behov og ii) Detection of Patient Intent (DPI) metoden, også kaldet guidet styrketræning. Den første, som består i at yde den minimale assistance, der er nødvendig til forsøgspersonen for at fuldføre den krævede opgave, har vist lovende resultater med at øge deltagelsen i behandlingen, især hos middel-højt funktionelle patienter. DPI-metoden er i stedet baseret på at udløse robottens bevægelse ved hjælp af patientens udøvede kraft eller inducerede hastighed. I nogle tilfælde kan DPI-metoden endda udnytte biomedicinske signaler som EMG eller EEG til at starte den givne opgave.

Udover modaliteten af ​​interaktion mellem patient og robot, er en anden vigtig egenskab, der kan bestemme terapiens succes, den foreslåede bevægelsestype. Det er kendt, at behandlinger baseret på målrettede bevægelser viser bedre resultater i genopretning af overekstremitetsfunktionen end behandlinger baseret på bevægelser uden mål. Derfor bør et ordentligt genoptræningsprogram omfatte opgaveorienterede bevægelser med høj gentagelse.

Desværre er assist-as-need-princippet og DPI-metoden ofte af ringe anvendelighed i træning mod tyngdekraften, især i tilfælde af lavt fungerende patienter med høje styrke- og koordinationsforringelser. I disse tilfælde, hvor patienten ikke er i stand til aktivt at kontrollere robotten, er fuld assistance, baseret på en stivt pålagt bane (sti- og bevægelseslov), den eneste tilbageværende mulighed i robotrehabilitering.

I denne forundersøgelse præsenteres et rehabiliteringsprogram for de øvre lemmer baseret på robot fuldt assisterede (stivt pålagte) målorienterede bevægelser.

Formålet med denne undersøgelse er at præsentere en ny robottilgang baseret på fuldt assisterede funktionelle bevægelser og at undersøge effekten af ​​interventionen i form af forbedring af motorisk funktion hos personer med kronisk slagtilfælde på kort sigt og ved 6-måneders opfølgning. Der udføres også en foreløbig evaluering af interventionens effektivitet med hensyn til at forbedre aktivitet og deltagelse på kort sigt. Undersøgelsen har endvidere til formål at verificere, om nogle instrumentelle mål (ved hjælp af kinematik, EMG og EEG) kan hjælpe med at få indsigt i de mekanismer, der fører til forbedret motorisk evne efter robotinterventionen og kan bruges til at forudsige funktionel restitution.

UNDERSØGELSESPOPULATION OG DESIGN I denne kohorteundersøgelse, en bekvemmelighedsprøve på 20 patienter med let til svær svækkelse af øvre lemmer (Fugl-Meyer-scorer for øvre lemmer ved baseline: 11/66 til 61/66 point) 6 måneder eller mere efter slagtilfælde vil blive tilmeldt. Undersøgelsen er i 2 faser. Et pilotforsøg, der involverer 10 patienter, vil sigte mod at verificere den kortsigtede effektivitet af robotinterventionen til at reducere motorisk svækkelse. Hvis resultaterne er positive, vil undersøgelsen blive videreført, og stikprøvestørrelsen vil blive beregnet på statistisk grundlag ud fra de foreløbige resultater. Det andet forsøg har til formål at forbedre antallet af patienter og at verificere, om funktionelle forbedringer udmønter sig i forbedret aktivitet og deltagelse.

INTERVENTION Interventionen administreres af en uddannet forskningsterapeut via en end-effector-robot (Pa10-7, Mitsubishi, Japan), som blev skræddersyet til at assistere 3D multi-leds funktionelle bevægelser mod tyngdekraften udført ved fysiologisk hastighed. Robotten muliggør udførelse af begge rækkebevægelser, som i hverdagen bruges til at interagere med omgivelserne (f. nå, gribe og manipulere objekter) og bevægelser, der finder sted i det peripersonlige rum.

Interventionsprotokollen, der er identisk i de 2 faser af undersøgelsen, består i udførelsen af ​​to funktionelle bevægelser, nemlig Reaching Movement (RM) mod tyngdekraften og Hand-to-Mouth Movement (HtMM):

1. startende med robothåndtaget lige over låret, består den assisterede RM i sammensatte bevægelser af skulderfleksion og albueudvidelse, der når så langt som 90 graders skulderfleksion og helt strakt albue;
2. startende med robothåndtaget lige over låret, består den assisterede HtMM i at bøje albuen (og skulderen) for at placere robothåndtaget foran munden. Det er vigtigt, at håndtaget er frit til at rotere, og derfor skal patienten aktivt (intern/ekstern håndledsrotation) sætte det i den rigtige position, det vil sige med ekstremiteten pegende mod munden.

Robothåndtagets baner og hastigheder tilpasses efter hver patients antropometriske mål og resterende funktionelle evner.

Hver session består af 20 minutters robot-assisteret RM og 20 minutters robot-assisteret HtMM. Bevægelser assisteres fuldt ud (robothåndtaget bevæges langs stien med en foruddefineret bevægelseslov uafhængigt af de kræfter, som patienten udøver på håndtaget), men patienten bliver eksplicit bedt om at deltage ved at forsøge at følge (en smule forudse) det bevægelige håndtag. I betragtning af at begge bevægelser er imod tyngdekraften, for ikke at blive træt, bliver patienten bedt om at ændre engagementsniveauet hver 5. bevægelse ved skiftevis at slappe af under bevægelse og deltage aktivt.

Genoptræningen består af en 1-måneds intervention, 3 sessioner om ugen udført mandag, onsdag og fredag, i alt 12 sessioner.

KLINISK VURDERING Patienter testes klinisk ved baseline (T0), lige efter intervention (T1) og 6 måneder eller mere efter intervention (T2). Én uddannet fysioterapeut, ens for alle patienter, udfører alle udfaldsvurderinger (forbehandling såvel som efterbehandling og opfølgning) under tilsyn af patientens henvisende læge, som kan dobbelttjekke de kliniske testresultater, selv ved at konsultere patienternes videoer. For at minimere skævheder under evaluering efter behandling kan han ikke få adgang til og se resultaterne af tidligere sessioner.

Det primære resultatmål er underdomænet for motorisk funktion af øvre lemmer (afsnit A-D) af FMA, som omfattede 33 punkter, hver scoret på en 0, 1, 2 point ordinær skala. Området for denne skala-score, her fremad omtalt som Upper-Extremity Fugl-Meyer Assessment (UE-FMA), er fra 0 (ingen funktion) til 66 (normal funktion).

De sekundære resultatmål er Wolf Motor Function Test (WMFT) og (MAL), som kun administreres til patienter i det endelige forsøg. WMFT består af 15 opgaver (tidsbestemte enkelt- eller flerledsbevægelser og funktionelle opgaver). Udførelsen af ​​hver opgave er timet (WMFT TIME) og vurderet ved hjælp af en 6-punkts skala for funktionelle evner (WMFT FAS).

MAL'en er et semistruktureret interview, som evaluerer den bevægelseskvalitet (QOM) og mængden af ​​brug (AOU) patienten foretager af det berørte lem i 30 dagligdags aktiviteter.

Følgende test udføres yderligere: 1) Medicinsk Forskningsråds skala for muskelstyrke (MRC) bruges til at evaluere muskelstyrken (leds)styrken af ​​tre målrettede bevægelser: skulderabduktion, albueforlængelse og fingrestrækning. MRC er en 15 point skala (5 point for hvert punkt); 2) Modified Ashworth Scale (MAS) bruges til at vurdere spasticitet. Hver testet bevægelse gives en score på 0 til 5 (0 ingen spasticitet, 1 let stigning i muskeltonus ved slutbevægelse, 2 let stigning i muskeltonus op til halvdelen af ​​ROM, 3 mere markant stigning i muskeltonus gennem det meste af ROM , 4 betydelig stigning i muskeltonus, 5 berørte del stiv i fleksion eller ekstension. De testede bevægelser var: håndledsforlængelse, albueforlængelse og skulderabduktion, i alt 15 (negative) point. 3) Den kliniske globale indtryksskala for sværhedsgrad og forbedring bruges til at evaluere: (a) sværhedsgraden af ​​psykopatologi fra 1 til 7 og (b) ændring fra påbegyndelse af behandling på en lignende syv-punkts skala. 4) Draw a Person Test til at vurdere patientens kropsbevidsthed og endelig 5) Nasa-Task Load Index bruges til at vurdere patientens fysiske og mentale belastning under intervention.

INSTRUMENTEL VURDERING Den instrumentelle evaluering, der er anført nedenfor, udføres ved baseline (T0), lige efter intervention (T1) og 6 måneder eller mere efter intervention (T2). Indsamlinger udføres under både robotassisteret og ikke-assisteret rækkevidde og hånd-til-mund-bevægelser udført med det mere påvirkede lem og ikke-assisteret bevægelser udført med det mindre berørte lem.

1. øvre lemmer kinematik (6 TVcs, Smart-D, BTS Bioengineering, Italien) og dynamisk overflade-EMG (den øvre trapezius, de forreste, midterste og bageste deltoider, triceps brachii laterale hoved, biceps lange hoved og brachioradialismusklerne; FreeEMG 300, BTS Bioengineering, Italien). Rækkevidde af bevægelser, hastigheder, normaliseret ryk og koefficient for periodicitet beregnes ved hjælp af metoden offentliggjort af Caimmi i 2008.
2. EEG-signaler optages ved hjælp af en hætte, der giver 64 elektroder placeret i henhold til det internationale 10/10-system; EMG-aktivitet registreres samtidigt fra par af Ag/AgCl-overfladeelektroder placeret bilateralt 2-3 cm fra hinanden over deltoideus anterior og tricepsmusklerne under reach, og biceps og brachioradialis-musklerne under hånd-til-mund-bevægelsen. EEG- og EMG-dataene indhentes ved hjælp af et Neuroscan-system ved en samplingsfrekvens på 512 Hz (båndpasfiltre: 1-200 Hz). Hændelsesrelateret desynkronisering/synkroniseringsanalyse (ERD/ERS) udføres for at kvantificere den bevægelsesrelaterede kraftændring af den EEG-oscillatoriske aktivitet i alfa- og beta-bånd over de præmotoriske og primære sensorimotoriske områder.

DATAANALYSE Baseret på de primære resultatmålsresultater fra pilotforsøget, vil prøvestørrelsen af ​​undersøgelsen blive beregnet ved hjælp af freeware G*Power 3.1.9.2, generelt statistisk effektanalyseprogram. Sammenligninger af data mellem forskellige sessioner udføres med Wilcoxon signed-rank test, idet værdien af ​​signifikans tages i betragtning ved 0,05. Lineær regression og Pearsons korrelation bruges til at evaluere sammenhængen mellem UE-FMA-forbedringen og 1) patienternes alder. 2) tiden fra slaget, og 3) de beregnede kinematiske størrelser. Den statistiske analyse udføres ved hjælp af WinSTAT® for Microsoft® ver.2012.1.0.94.