Moniaistinen kuntoutushuone robottiavusteisille toiminnallisille liikkeille yläraajojen kuntoutuksessa kroonisen aivohalvauksen yhteydessä (RehaMSR)

Aivohalvaus on johtava vakavan pitkäaikaisen vamman aiheuttaja kehittyneissä maissa, ja sillä on valtava emotionaalinen ja sosioekonominen vaikutus potilaisiin, perheisiin ja terveydenhuoltopalveluihin. Yläraajojen vajaatoiminta ja toimintahäiriöt ovat itse asiassa hyvin yleisiä aivohalvauksen jälkeen. Vaikeuksia ovat yleensä käsivarsien, käsien ja sormien liikkumis- ja koordinaatiovaikeudet, jotka usein johtavat vaikeuksiin päivittäisten toimintojen (ADL) suorittamisessa, kuten syöminen, pukeutuminen ja peseminen. Yli puolella ihmisistä, joilla on aivohalvauksen jälkeen yläraajojen vajaatoiminta, on edelleen vaikeuksia suorittaa ADL:itä useita kuukausia tai vuosia aivohalvauksensa jälkeen. Robottikuntoutusjärjestelmillä on potentiaalia tarjota suuria annoksia motorista harjoittelua kustannustehokkaalla tavalla, ja vaikka keskustelu robottiterapian tehokkuudesta on vielä avoin, ne ovat nousemassa päteviksi ratkaisuiksi aivohalvauksesta selviytyneiden auttamiseksi ylävarren kuntoutuksessa. raaja. Tuore Norouzi-Gheidarin katsaus osoittaa, että robottiharjoittelun vaikutus on verrattavissa tavanomaiseen, samanpituiseen ja -intensiteettiin. Hiljattain tehty Cochranen Mehrholzin systemaattinen katsaus sisälsi 34 koetta (joihin osallistui 1160 osallistujaa) osoitti, että sähkömekaaninen ja robottiavusteinen käsivarsiharjoittelu paransi ADL-pisteitä, käsivarren toimintaa ja käsivarren lihasvoimaa, mutta todisteiden laatu oli heikko tai erittäin alhainen. Valitettavasti mekanismit, jotka johtavat vamman vähentämiseen robottikoulutuksen jälkeen, ovat edelleen epäselviä. Tiedetään, että neuroplastisuudella on tärkeä rooli aivohalvauspotilaiden motorisessa toipumisprosessissa ja lisäksi, että potilaan tulee olla mukana hoidon aikana motorisen oppimisen kaltaisen prosessin edistämiseksi. Sitoutumisen edistämiseksi ja neuroplastisuuden maksimoimiseksi robottikuntoutuksessa on tutkittu kahta päämenetelmää: i) avustusharjoitteluparadigmaa ja ii) Potilaan aikomusten havaitsemismenetelmää (DPI), jota kutsutaan myös ohjatuksi voimaharjoitteluksi. Ensimmäinen, joka koostuu vähimmäisavun antamisesta koehenkilölle vaaditun tehtävän suorittamiseksi, on osoittanut lupaavia tuloksia hoitoon osallistumisen lisäämisessä, erityisesti keskitehokkailla potilailla. DPI-menetelmä sen sijaan perustuu robotin liikkeen käynnistämiseen käyttämällä potilaan kohdistamaa voimaa tai indusoitua nopeutta. Joissakin tapauksissa DPI-menetelmä voi jopa hyödyntää biolääketieteellisiä signaaleja, kuten EMG tai EEG, tietyn tehtävän käynnistämiseksi.

Potilaan ja robotin välisen vuorovaikutuksen modaalisuuden lisäksi toinen tärkeä piirre, joka voi määrittää hoidon onnistumisen, on ehdotettu liiketyyppi. Tiedetään, että määrätietoisiin liikkeisiin perustuvat hoidot osoittavat parempia tuloksia yläraajan toiminnan palautumisessa kuin tavoitteettomiin liikkeisiin perustuvat hoidot. Siksi kunnolliseen kuntoutusohjelmaan tulisi sisältyä paljon toistoa vaativia, tehtäväkeskeisiä liikkeitä.

Valitettavasti avustusperiaatteella ja DPI-menetelmällä on usein vain vähän käyttökelpoisuutta painovoimaharjoittelussa, varsinkin heikosti toimivien potilaiden kohdalla, joilla on korkea voima- ja koordinaatiovamma. Näissä tapauksissa, kun potilas ei pysty hallitsemaan robottia aktiivisesti, täysi apu, joka perustuu jäykästi määrättyyn liikeradan (polku- ja liikelaki), on ainoa jäljellä oleva vaihtoehto robottikuntoutuksessa.

Tässä esitutkimuksessa esitellään yläraajojen kuntoutusohjelma, joka perustuu robotin täysin avustettuihin (jäykästi määrättyihin) tavoitteellisiin liikkeisiin.

Tämän tutkimuksen tavoitteena on esitellä uusi robottilähestymistapa, joka perustuu täysin avustettuihin toiminnallisiin liikkeisiin ja tutkia toimenpiteen vaikutusta motorisen toiminnan paranemiseen henkilöillä, joilla on krooninen aivohalvaus lyhyellä aikavälillä ja 6 kuukauden seurannassa. Lisäksi tehdään alustava arvio toiminnan tehokkuudesta toiminnan ja osallistumisen parantamisessa lyhyellä aikavälillä. Lisäksi tutkimuksessa pyritään varmistamaan, voivatko jotkin instrumentaaliset toimenpiteet (käyttäen kinematiikkaa, EMG:tä ja EEG:tä) auttaa saamaan käsityksen mekanismeista, jotka johtavat parantuneeseen motoriseen kykyyn robottiintervention jälkeen, ja voidaanko niitä käyttää ennustamaan toiminnan palautumista.

TUTKIMUSPOPULAATIO JA SUUNNITTELU Tässä kohorttitutkimuksessa soveltuva otos 20 potilaasta, joilla oli lievä tai vaikea yläraajojen vajaatoiminta (yläraajan Fugl-Meyer-pisteet lähtötilanteessa: 11/66 - 61/66 pistettä) 6 kuukautta tai enemmän aivohalvauksen jälkeen. tullaan ilmoittautumaan. Tutkimus on 2-vaiheinen. Pilottitutkimuksessa, johon osallistuu 10 potilasta, pyritään varmistamaan robottiintervention lyhytaikainen tehokkuus motoristen vajaatoiminnan vähentämisessä. Jos tulokset ovat positiivisia, tutkimusta jatketaan ja otoskoko lasketaan tilastollisesti alustavista tuloksista. Toisella kokeella pyritään lisäämään potilaiden määrää ja varmistamaan, johtavatko toiminnalliset parannukset aktiivisuuden ja osallistumisen lisääntymiseen.

INTERVENTIO Intervention suorittaa koulutettu tutkimusterapeutti päätetehorobotin (Pa10-7, Mitsubishi, Japani) kautta, joka on räätälöity auttamaan fysiologisella nopeudella suoritettavia 3D-moniniveltoiminnallisia liikkeitä painovoimaa vastaan. Robotti mahdollistaa molempien tavoittavien liikkeiden suorittamisen, joita käytetään jokapäiväisessä elämässä vuorovaikutuksessa ympäristön kanssa (esim. tavoittaa, tarttua ja käsitellä esineitä) ja peripersonaalisessa tilassa tapahtuvia liikkeitä.

Interventioprotokolla, joka on identtinen tutkimuksen kahdessa vaiheessa, koostuu kahden toiminnallisen liikkeen suorittamisesta, nimittäin Reaching Movement (RM) painovoimaa vastaan ​​ja Hand-to-Movement (HtMM):

1. alkaen robottikahvasta juuri reiden yläpuolella, avustettu RM koostuu olkapään koukistus- ja kyynärpään ojennusliikkeistä, jotka saavuttavat 90 asteen olkapään taivutuksen ja täysin ojennetun kyynärpään;
2. alkaen robotin kahvasta juuri reiden yläpuolella, avustettu HtMM koostuu kyynärpään (ja olkapään) taivutuksesta robotin kahvan sijoittamiseksi suun eteen. Tärkeää on, että kahva on vapaasti pyörivä ja siksi potilaan tulee aktiivisesti (sisäinen/ulkoinen ranteen kierto) laittaa se oikeaan asentoon, eli raaja osoittaa suuta kohti.

Robotin kädensijan reitit ja nopeudet räätälöidään kunkin potilaan antropometristen mittojen ja jäännöstoiminnallisten kykyjen mukaan.

Jokainen istunto koostuu 20 minuutista robottiavusteisesta RM:stä ja 20 minuutista robottiavusteisesta HtMM:stä. Liikkeet ovat täysin avustettuja (robotin kahvaa liikutetaan pitkin polkua ennalta määrätyllä liikelailla riippumatta potilaan kädensijaan kohdistamista voimista), mutta potilasta pyydetään nimenomaisesti osallistumaan yrittämällä seurata (hieman ennakoida) liikkuvaa kahvaa. Muistuttaen, että molemmat liikkeet ovat painovoimaa vastaan, jotta potilasta ei väsyttäisi, potilasta pyydetään muuttamaan sitoutumistasoa viiden liikkeen välein vuorotellen rentoutumalla liikkeen aikana ja osallistumalla aktiivisesti.

Kuntoutus koostuu 1 kuukauden interventiosta, 3 kertaa viikossa maanantaisin, keskiviikkoisin ja perjantaisin, yhteensä 12 kertaa.

KLIININEN ARVIOINTI Potilaat testataan kliinisesti lähtötilanteessa (T0), heti toimenpiteen jälkeen (T1) ja 6 kuukautta tai enemmän toimenpiteen jälkeen (T2). Yksi koulutettu fysioterapeutti, sama kaikille potilaille, suorittaa kaikki tulosarvioinnit (esihoidon sekä jälkihoidon ja seurannan) potilaan referenttilääkärin valvonnassa, joka voi tarkistaa kliinisten testien tulokset jopa potilaiden videoita katsomalla. Minimoidakseen harhoja hoidon jälkeisen arvioinnin aikana, hänellä ei ole pääsyä ja tarkastella aikaisempien hoitokertojen tuloksia.

Ensisijainen tulosmitta on FMA:n yläraajojen motoristen toimintojen alialue (osat A-D), joka koostui 33 kohdasta, joista jokainen pisteytettiin 0, 1, 2 pisteen järjestysasteikolla. Tämän asteikon pistemäärän alue, jota tässä eteenpäin kutsutaan Upper-Extremity Fugl-Meyer Assessment (UE-FMA), on 0 (ei toimintoa) 66 (normaali toiminto).

Toissijaisia ​​tulosmittauksia ovat Wolf Motor Function Test (WMFT) ja (MAL), jotka annetaan potilaille vain viimeisessä kokeessa. WMFT koostuu 15 tehtävästä (ajastitetut yhden tai usean nivelen liikkeet ja toiminnalliset tehtävät). Kunkin tehtävän suorittaminen on ajastettu (WMFT TIME) ja arvioitu 6-pisteen toimintakykyasteikolla (WMFT FAS).

MAL on puolistrukturoitu haastattelu, jossa arvioidaan potilaan liikkeen laatua (QOM) ja käyttömäärää (AOU) vaurioituneesta raajasta 30 päivittäisen elämän toiminnassa.

Lisäksi suoritetaan seuraavat testit: 1) Medical Research Councilin lihasvoiman (MRC) asteikkoa käytetään kolmen kohdistetun liikkeen lihasten (nivelten) voimakkuuden arvioimiseen: olkapään abduktio, kyynärpään ojennus ja sormien ojennus. MRC on 15 pisteen asteikko (5 pistettä jokaisesta pisteestä); 2) Modifioitua Ashworth-asteikkoa (MAS) käytetään spastisuuden arvioimiseen. Jokaiselle testatulle liikkeelle annetaan pisteet 0-5 (0 ei spastisuutta, 1 lievä lihasjännityksen nousu liikkeen lopussa, 2 lievä lihasjänteen nousu puoleen ROM:ista, 3 merkittävää lihasjänteen nousua suurimman osan ROM:ista , 4 huomattava lihasjänteen nousu, 5 kärsinyt osa jäykkä taivutuksessa tai venyttelyssä. Testatut liikkeet olivat: ranteen ojennus, kyynärpään ojennus ja olkapään abduktio, yhteensä 15 (negatiivista) pistettä. 3) Vakavuuden ja paranemisen kliinisen yleisvaikutelman asteikkoa käytetään arvioimaan: (a) psykopatologian vakavuutta 1–7 ja (b) muutosta hoidon aloittamisesta vastaavalla seitsemän pisteen asteikolla. 4) Draw a Person -testi potilaan kehotietoisuuden arvioimiseksi ja lopuksi 5) Nasa-Task Load Index -testillä arvioidaan potilaan fyysistä ja henkistä kuormitusta toimenpiteen aikana.

INSTRUMENTAALINEN ARVIOINTI Jäljempänä luetellut instrumentaaliset arvioinnit suoritetaan lähtötilanteessa (T0), juuri toimenpiteen jälkeen (T1) ja 6 kuukautta tai enemmän toimenpiteen jälkeen (T2). Hankinnat tehdään sekä robottiavusteisten että ilman avustamista ulottuvilla ja kädestä suuhun suuntautuvilla liikkeillä, jotka suoritetaan enemmän vahingoittuneella raajalla, ja ei-avusteisilla liikkeillä, jotka suoritetaan vähemmän vahingoittuneella raajalla.

1. yläraajojen kinematiikka (6 TVcs, Smart-D, BTS Bioengineering, Italia) ja dynaaminen pinta-EMG (ylempi trapezius, etu-, keski- ja takahartialihakset, triceps brachii lateraalinen pää, hauislihaksen pitkä pää ja brachioradialisn lihakset); FreeEMG 300, BTS Bioengineering, Italia). Liikealueet, nopeudet, normalisoitu nykäys ja jaksollisuuskerroin lasketaan Caimmin vuonna 2008 julkaisemalla menetelmällä.
2. EEG-signaalit tallennetaan käyttämällä korkkia, joka tarjoaa 64 elektrodia, jotka on sijoitettu kansainvälisen 10/10-järjestelmän mukaisesti; EMG-aktiivisuus rekisteröidään samanaikaisesti Ag/AgCl-pintaelektrodiparista, jotka on sijoitettu kahdenvälisesti 2-3 cm:n etäisyydelle toisistaan ​​hartialihaksen etu- ja tricepslihasten päälle kurottamisen aikana sekä hauis- ja brachioradialis-lihasten päälle kädestä suuhun liikkeen aikana. EEG- ja EMG-tiedot hankitaan käyttämällä Neuroscan-järjestelmää 512 Hz:n näytteenottotaajuudella (kaistanpäästösuodattimet: 1-200 Hz). Tapahtumaan liittyvä desynkronointi/synkronointi (ERD/ERS) -analyysi suoritetaan EEG:n värähtelyaktiivisuuden liikkeeseen liittyvän tehonmuutoksen kvantifioimiseksi alfa- ja beeta-vyöhykkeillä premotoristen ja primääristen sensorimotoristen alueiden yli.

TIETOJEN ANALYYSI Pilottikokeen ensisijaisten tulosmittaustulosten perusteella tutkimuksen otoskoko lasketaan käyttämällä ilmaista G*Power 3.1.9.2 -ohjelmaa, yleinen tilastollinen tehoanalyysiohjelma. Tietojen vertailu eri istuntojen välillä suoritetaan Wilcoxon signed-rank -testillä, kun otetaan huomioon merkitsevyysarvo 0,05. Lineaarista regressiota ja Pearsonin korrelaatiota käytetään arvioimaan UE-FMA:n parannuksen ja 1) potilaiden iän välistä suhdetta. 2) aika iskusta ja 3) lasketut kinemaattiset suureet. Tilastollinen analyysi suoritetaan käyttämällä WinSTAT® for Microsoft® -versiota 2012.1.0.94.