Robotergestütztes Exoskelett-Gangtraining bei spastischem Schlaganfall nach Botulinumtoxin-A-Injektion

Experimental: RF BoNT-A-Injektion in der ersten Periode und Robotertherapie

Die Trainingseinheit umfasst 40 Minuten Roboter-Therapie, die Gruppe erhält 2 Sitzungen pro Woche über 12 Wochen.

Verfahren: BoNT-A-Injektionen

Der BoNT-A Purified Neurotoxin Complex der Marke Botox (Allergan Pharmaceuticals, Irvine, CA) wird durch Verdünnen des lyophilisierten Toxins mit 0,9 % Kochsalzlösung auf eine Konzentration von 33–100 U/ml hergestellt. abhängig von der Größe des Zielmuskels. Die Position des Zielmuskels wird mithilfe des Echoguides bestätigt. Der Gesamtdosisbereich beträgt 100 Einheiten. Der Dosisbereich für jeden Zielmuskel ist wie folgt: 100 Einheiten im Rectus femoris.

Sonstiges: RF BoNT-A-Injektion im ersten Zeitraum und Robotertherapie

In dieser Studie wird ein tragbarer überirdischer Exoskelett-Roboter für die unteren Extremitäten verwendet. Das Roboter-System für die unteren Extremitäten besteht aus bilateralen Motoren zur Unterstützung der linken und rechten Knie, einem Beckengurt und einem Chariot-System zur Aufhängung des Geräts sowie Oberschenkel- und Unterschenkelmanschetten zur Befestigung der Exoskelett-„Glieder“ am Benutzer. Die Patienten tragen den Exoskelett-Roboter für die unteren Extremitäten nach der BoNT-A-Injektion in den betroffenen Musculus rectus femoris und beginnen dann mit dem funktionellen Gehtraining, um 1) über den Boden zu gehen, 2) mit Drehungen zu gehen, 3) sich auf einen Stuhl zu setzen und wieder aufzustehen, 4) in die Hocke zu gehen und wieder aufzustehen und 5) Treppen hinauf- und hinabzusteigen. Nach einer 3-monatigen Washout-Periode erfolgt ein Crossover ohne BoNT-A-Injektion in den Musculus rectus femoris, und die Patienten erhalten eine zweite Runde der Robotertherapie.

Experimental: RF-BoNT-A-Injektion in der zweiten Periode und Robotertherapie

Die Trainingssitzung umfasste 40 Minuten Roboter-Therapie, die Gruppe erhält 2 Sitzungen pro Woche über 12 Wochen.

Verfahren: BoNT-A-Injektionen

Der BoNT-A Purified Neurotoxin Complex der Marke Botox (Allergan Pharmaceuticals, Irvine, CA) wird durch Verdünnen des lyophilisierten Toxins mit 0,9 % Kochsalzlösung auf eine Konzentration von 33–100 U/ml hergestellt. abhängig von der Größe des Zielmuskels. Die Position des Zielmuskels wird mithilfe des Echoguides bestätigt. Der Gesamtdosisbereich beträgt 100 Einheiten. Der Dosisbereich für jeden Zielmuskel ist wie folgt: 100 Einheiten im Rectus femoris.

Sonstiges: RF BoNT-A-Injektion in zweiter Periode und Robotertherapie

In dieser Studie wird ein tragbarer Exoskelett-Roboter für die unteren Extremitäten verwendet, der über Boden bewegt wird. Das Robotersystem für die unteren Extremitäten besteht aus beidseitigen Motoren zur Unterstützung des linken und rechten Knies, einem Beckengurt und einem Wagensystem zur Aufhängung des Geräts sowie Oberschenkel- und Unterschenkelmanschetten zur Befestigung der Exoskelett-„Glieder“ am Benutzer. Die Patienten tragen den Exoskelett-Roboter für die unteren Extremitäten nach der Injektion von BoNT-A (BoNT-A nicht in den betroffenen Musculus rectus femoris injizieren) und beginnen dann mit dem funktionellen Gehtraining, das umfasst: 1) Gehen auf ebenem Boden, 2) Gehen mit Richtungswechsel, 3) Hinsetzen und Aufstehen vom Stuhl, 4) Hocken und Aufrichten sowie 5) Treppensteigen. Nach einer 3-monatigen Washout-Periode wechseln die Patienten zur BoNT-A-Injektion in den Musculus rectus femoris und erhalten eine zweite Runde Robotertherapie.

Kinematische Analyse (einschließlich ROM der einzelnen Gelenke der unteren Extremitäten, Veränderung der Gehgeschwindigkeit im Gangzyklus, Veränderung des Massenschwerpunkts, Schrittlänge)

Die Ergebnisse werden als relative Veränderung gegenüber dem Ausgangswert ausgedrückt, was eine einheitenlose Zahl ist oder als Prozentsatz angegeben wird.

Wir berechnen die relative Veränderung, indem wir den Anfangswert vom Endwert abziehen und dann die Antwort durch den absoluten Wert der Anfangszahl dividieren. (relative Veränderung = (nachher - Ausgangswert)/ Ausgangswert × 100%) Die Forscher verwenden ein markerloses Bewegungserfassungssystem für die kinematische Analyse und vier hochauflösende Kameras, die mit 30 Bildern pro Sekunde bei einer Auflösung von 4 Megapixeln aufzeichnen. Die Kamera wurde einheitlich 5 Meter vom Zentrum der Versuchsperson entfernt in einer Höhe von 1 Meter platziert, um eine maximale Anzahl von Erkennungen des gesamten Körpers zu ermöglichen. Zur Analyse der Kinematik der unteren Extremitäten verwenden die Forscher Open Pose, ein Echtzeit-Mehrpersonen-System, um die menschliche Pose in 2D-Bildern von den vier hochauflösenden Kameras zu erkennen. Die Forscher werden diesen Test verwenden, um den Knieflexionswinkel und die Schrittlänge (cm) der Teilnehmer zu messen.

Datenanalyse aus den eingebauten Geschwindigkeits- und Winkelsensoren des Exoskelett-Roboters (einschließlich ROM der Gelenke, des Zyklogramm-Umfangs, der Zyklogramm-Fläche, der Zyklogramm-Orientierung, der Trend-Symmetrie und der Quadratwurzel der Summe der quadrierten Abweichung)

Die Ergebnisse werden als relative Änderung gegenüber dem Ausgangswert ausgedrückt, was eine dimensionslose Zahl ist oder als Prozentsatz angegeben wird.

Ein Zyklogramm wird verwendet, um die funktionelle Beziehung zwischen Gelenken während eines vollständigen Gangzyklus darzustellen und wird durch das Auftragen zweier Winkel in der X-Y-Ebene konstruiert (die Änderung des Hüft- und Kniegelenks). Es umfasst mehrere klinisch relevante Parameter, wie den Bewegungsumfang (ROM) der Gelenke, den Zyklogrammumfang und die Zyklogrammfläche. Wir können auch den Unterschied zwischen betroffener und nicht betroffener Seite vergleichen, indem wir die Zyklogrammausrichtung, die Trendsymmetrie und die Quadratwurzel der Summe der quadrierten Abweichungen betrachten (Ein Wert von 0 zeigt eine größere Symmetrie und Koordination an).

Modifiziertes Emory Functional Ambulation Profile (mEFAP)

Die Ergebnisse werden als relative Veränderung gegenüber dem Ausgangswert angegeben, was eine dimensionslose Zahl ist oder als Prozentsatz ausgedrückt wird.

Der mEFAP ist ein klinischer Test, der die Zeit misst, die benötigt wird, um fünf gängige Umgebungsgelände mit oder ohne Hilfsmittel zu durchlaufen. Es hat sich gezeigt, dass er eine hohe Inter-Rater- und Test-Retest-Reliabilität als Maß für die Gehfähigkeit und funktionelle Mobilität in der Patientengruppe nach einem Schlaganfall aufweist. Der mEFAP umfasst fünf zeitgesteuerte Aufgaben: (1) einen 5-m Gehtest auf einem harten Boden; (2) einen 5-m Gehtest auf einem Teppichboden; (3) Aufstehen von einem Stuhl, einen 3-m Gehtest und Rückkehr in eine sitzende Position (der zeitgesteuerte "Auf-und-Gehtest"); (4) einen standardisierten Hindernisparcours; und (5) das Auf- und Absteigen von fünf Treppenstufen. Die fünf zeitgesteuerten Teilergebnisse werden mit einem Multiplikator für etwaige erforderliche Hilfsmittel angepasst und dann addiert, um einen Gesamtscore zu ermitteln.

Modifizierte Ashworth-Skala

Die Ergebnisse werden als relative Veränderung gegenüber dem Ausgangswert ausgedrückt, die eine einheitenlose Zahl ist oder als Prozentsatz angegeben wird.

Die Spastizität der Skelettmuskulatur in der unteren Extremität wurde anhand der MAS-Skala bewertet. Sie verwendet eine 8-Punkte-Skala (0, 1, 1+, 2, 2+, 3, 3+, 4), um den durchschnittlichen Widerstand gegen passive Bewegung für jedes Gelenk zu bewerten, wobei eine höhere Punktzahl auf eine stärkere Spastizität hindeutet. Die MAS hat eine gute Zuverlässigkeit und Gültigkeit gezeigt. Die Untersucher bewerteten die MAS von Kniebeuger/Streckmuskel, Sprunggelenkdorsalflexor/Plantarflexor in sitzender Position. Der Maximalwert der MAS-Skala ist 4 und der Minimalwert ist 0. Höhere Werte bedeuten ein schlechteres Ergebnis.

Medical Research Council Scale

Ergebnisse werden als relative Veränderung gegenüber dem Ausgangswert angegeben, was eine einheitenlose Zahl ist oder als Prozentsatz ausgedrückt wird.

Die MRC-Skala ist eine zuverlässige Messung, die von 0 (keine Kontraktion) bis 5 (normale Kraft) reicht. Die Gesamtskala kombiniert alle Bereiche und berechnet Durchschnittswerte, wobei höhere Werte ein besseres Ergebnis bedeuten. Die MRC-Skala wird verwendet, um die Muskelkraft der betroffenen Hüftbeugung, Kniebeugung, Kniestreckung und Sprunggelenksdorsalflexion zu untersuchen. Wählen Sie eine geeignete Testposition basierend auf den Fähigkeiten des Patienten aus. (Wenn der Patient nicht im Stehen beurteilt werden kann, verwenden Sie stattdessen eine sitzende Position, dies würde jedoch zu einer niedrigeren Punktzahl führen.)

Pendeltest

Die Ergebnisse werden als relative Veränderung gegenüber dem Ausgangswert ausgedrückt, was eine einheitenlose Zahl ist oder als Prozentsatz angegeben wird.

Der Pendeltest wurde durchgeführt, um die Spastizität der Kniestrecker zu bewerten. Während jedes Versuchs wurden Daten von inertialen Messeinheiten (IMU) aufgezeichnet, einschließlich der Winkelgeschwindigkeit vom Gyroskop, der linearen Beschleunigung vom Beschleunigungsmesser und des Magnetfelds vom Magnetometer. Pendelparameter (erste Schwungauslenkung und Relaxationsindex) wurden aus den mit einem Elektrogoniometer gemessenen Kniewinkelverläufen abgeleitet. Die proximalen und distalen Sensorendenblöcke wurden jeweils 15 cm oberhalb und 15 cm unterhalb des lateralen Femurepikondylus befestigt. Die beiden Sensoren wurden verwendet, um ein integriertes Kniegelenkwinkelsignal basierend auf der relativen Bewegung zwischen den Segmenten zu erhalten, anstatt zwei separate Ausgänge. Eine frühere Studie zeigte, dass die Pendelparameter zusätzliche ambulante Informationen liefern können, als Ergänzung zum MAS.

Berg-Balance-Skala

Ergebnisse werden als relative Veränderung gegenüber dem Ausgangswert angegeben, was eine dimensionslose Zahl ist oder als Prozentsatz ausgedrückt wird.

Die BBS ist eine 14-Punkte-Skala, die häufig zur Beurteilung von Gleichgewichtsstörungen bei Menschen mit Schlaganfall verwendet wird, wobei jeder Punkt von 0 bis 4 Punkten bewertet wird. Die Zuverlässigkeit und Gültigkeit der BBS sind gut belegt. Die Untersucher verwendeten die BBS zur Beurteilung der Gleichgewichtsfunktion. Höhere Punktzahlen bedeuten ein besseres Ergebnis.

Sechs-Minuten-Gehtest

Die Ergebnisse werden als relative Veränderung gegenüber dem Ausgangswert angegeben, die eine dimensionslose Zahl ist oder als Prozentsatz ausgedrückt wird.

Der 6-Minuten-Gehtest wird häufig verwendet, um kardiovaskuläre oder respiratorische Probleme von Patienten zu beurteilen und gilt als submaximaler Test der aeroben Kapazität. Untersucher verwenden den 6-Minuten-Gehtest, um die Gehausdauer zu bewerten. Er wird heute häufig bei Schlaganfallpatienten eingesetzt und ist in dieser Gruppe sehr zuverlässig. Die maximal zurückgelegte Distanz auf einem 20-m-Gehtest in 6 Minuten wird aufgezeichnet.

Isometrische Kraft

Die Ergebnisse werden als relative Veränderung gegenüber dem Ausgangswert ausgedrückt, was eine einheitenlose Zahl oder als Prozentsatz angegeben ist.

Die isometrische Kraft wurde mit dem Biodex System 3a gemessen. Die Untersucher verwenden einen Test, der aus drei isometrischen Kniebeuge-/Streckkontraktionen bei 30°, 45° und 90° Kniebeugung besteht, und zeichnen Daten des isometrischen Spitzendrehmoments (Nm/kg) auf. Zehnmal wurden fünfssekündige maximale freiwillige isometrische Kontraktionen (MVIC) durchgeführt. Zwischen den Kontraktionen wurde für jeden Versuch eine Pause von 15 s eingelegt, und das Intervall zwischen zwei Winkeln betrug etwa 2 min. Das isometrische Spitzendrehmoment (Nm/kg) wurde als höchster Wert aus den gefilterten Drehmomentdaten während jeder MVIC berechnet, die durch die Körpermasse normalisiert wurden. Das isometrische Spitzendrehmoment (Nm) wurde für Beugung und Streckung aus der Biodex System 3-Software ermittelt.

Nottingham Extended Activities of Daily Living Index

Ergebnisse werden als relative Veränderung gegenüber dem Ausgangswert ausgedrückt, was eine einheitenlose Zahl ist oder als Prozentsatz angegeben wird.

Der Nottingham Extended Activities of Daily Living Index (Eadl) besteht aus 22 Items, die in 4 Abschnitte unterteilt sind. Jedes Item wird mit 0 bis 3 Punkten bewertet. Die Untersucher verwenden nur die Mobilitäts-Subdomäne des Eadl-Index, um das Maß der gesellschaftlichen Teilhabe der Teilnehmer zu bewerten. Diese umfasst 6 Items und reicht von 0 bis 12 Punkten, wobei höhere Werte eine bessere Leistung anzeigen.

Aktivitätsspezifische Balancevertrauen

Die Ergebnisse werden als relative Veränderung gegenüber dem Ausgangswert ausgedrückt, was eine einheitenlose Zahl ist oder als Prozentsatz angegeben wird.

Die Activities-specific Balance Confidence (ABS)-Skala ist ein Fragebogen, der entwickelt wurde, um das Gleichgewichtsvertrauen älterer Personen bei der Ausführung täglicher Aktivitäten zu bewerten. Die ABC-Skala umfasst ein breites Kontinuum von weniger und anspruchsvolleren täglichen Aktivitäten. Die ABS-Skala besteht aus 16 Items, die tägliche Aktivitäten darstellen. Die Teilnehmer werden gebeten, auf einer Skala von 0 % (überhaupt nicht selbstbewusst) bis 100 % (vollkommen selbstbewusst) in 10 %-Schritten anzugeben, wie selbstbewusst sie bei der Ausführung jeder Aktivität sind. Der durchschnittliche erzielte Score gibt einen Hinweis auf das Gleichgewichtsvertrauen.