Revalidatie Multisensorische ruimte voor robotondersteunde functionele bewegingen bij revalidatie van bovenste ledematen bij chronische beroerte (RehaMSR)

Beroerte is een belangrijke oorzaak van ernstige langdurige invaliditeit in ontwikkelde landen en heeft een enorme emotionele en sociaaleconomische impact op patiënten, families en gezondheidsdiensten. Stoornissen aan de bovenste ledematen en functionele problemen komen namelijk heel vaak voor na een beroerte. Stoornissen omvatten gewoonlijk moeilijkheden bij het bewegen en coördineren van de armen, handen en vingers, wat vaak resulteert in moeilijkheden bij het uitvoeren van de dagelijkse levensverrichtingen (ADL's), zoals eten, aankleden en wassen. Meer dan de helft van de mensen met een beperking van de bovenste ledematen na een beroerte zal vele maanden tot jaren na hun beroerte nog steeds moeite hebben met het uitvoeren van ADL's. Gerobotiseerde revalidatiesystemen hebben het potentieel om op een kosteneffectieve manier grote hoeveelheden motorische training te geven en hoewel het debat over de effectiviteit van robottherapie nog steeds open is, komen ze naar voren als geldige oplossingen om overlevenden van een beroerte te helpen bij de revalidatie van de bovenste ledematen. ledemaat. Recente review van Norouzi-Gheidari laat zien dat het effect van een robottraining vergelijkbaar is met een conventionele therapietraining van dezelfde lengte en intensiteit. Een recente systematische Cochrane-review van Mehrholz omvatte 34 onderzoeken (met 1160 deelnemers) en toonde aan dat elektromechanische en robotondersteunde armtraining de ADL-scores, armfunctie en armspierkracht verbeterde, maar de kwaliteit van het bewijsmateriaal was laag tot zeer laag. Helaas zijn de mechanismen die leiden tot vermindering van beperkingen na de robottraining nog steeds onduidelijk. Het is bekend dat neuroplasticiteit een belangrijke rol speelt in het motorische herstelproces van patiënten met een beroerte en verder dat de patiënt tijdens de behandeling moet worden betrokken om een ​​proces te bevorderen dat vergelijkbaar is met motorisch leren. Om betrokkenheid te bevorderen en neuroplasticiteit te maximaliseren, zijn er twee hoofdmethoden bestudeerd in robotrevalidatie: i) het assist-as-needed trainingsparadigma, en ii) de Detection of Patient Intent (DPI) -methode, ook wel geleide krachttraining genoemd. De eerste, die bestaat uit het verlenen van de minimale assistentie die de patiënt nodig heeft om de vereiste taak te volbrengen, heeft veelbelovende resultaten laten zien bij het verbeteren van de deelname aan de behandeling, vooral bij patiënten met een middelhoge functie. De DPI-methode daarentegen is gebaseerd op het activeren van de beweging van de robot met behulp van de uitgeoefende kracht of geïnduceerde snelheid van de patiënt. In sommige gevallen kan de DPI-methode zelfs gebruikmaken van biomedische signalen zoals EMG of EEG om de gegeven taak te initiëren.

Naast de modaliteit van interactie tussen patiënt en robot, is een ander belangrijk kenmerk dat het succes van de therapie kan bepalen het type beweging dat wordt voorgesteld. Het is bekend dat behandelingen op basis van doelgerichte bewegingen betere resultaten opleveren bij het herstel van de bovenste extremiteit dan behandelingen op basis van doelloze bewegingen. Daarom moet een goed revalidatieprogramma taakgerichte bewegingen met veel herhalingen bevatten.

Helaas zijn het assist-as-need-principe en de DPI-methode vaak weinig toepasbaar bij training tegen de zwaartekracht in, vooral bij slecht functionerende patiënten met sterke kracht- en coördinatiestoornissen. In deze gevallen, wanneer de patiënt niet in staat is om de robot actief te besturen, is volledige assistentie, gebaseerd op een strak opgelegd traject (pad- en bewegingswet), de enige overgebleven optie in robotrevalidatie.

In deze voorbereidende studie wordt een revalidatieprogramma voor de bovenste ledematen gepresenteerd, gebaseerd op volledig geassisteerde (stijf opgelegde) doelgerichte bewegingen van de robot.

Het doel van deze studie is om een ​​nieuwe robotbenadering te presenteren op basis van volledig geassisteerde functionele bewegingen en om het effect van de interventie te onderzoeken in termen van verbetering van de motorische functie bij proefpersonen met een chronische beroerte op korte termijn en na 6 maanden follow-up. Er wordt ook een voorlopige evaluatie uitgevoerd van de effectiviteit van de interventie bij het verbeteren van activiteit en participatie op korte termijn. Verder heeft de studie tot doel na te gaan of sommige instrumentele maatregelen (met behulp van kinematica, EMG en EEG) kunnen helpen om inzicht te krijgen in de mechanismen die leiden tot verbeterde motoriek na de robotinterventie en kunnen worden gebruikt om functioneel herstel te voorspellen.

STUDIEPOPULATIE EN ONTWERP In deze cohortstudie, een gemakssteekproef van 20 patiënten met lichte tot ernstige stoornissen van de bovenste ledematen (Fugl-Meyer-scores van de bovenste ledematen bij baseline: 11/66 tot 61/66 punten) 6 maanden of langer na een beroerte zal worden ingeschreven. De studie verloopt in 2 fasen. Een pilotproef, waarbij 10 patiënten betrokken zijn, zal gericht zijn op het verifiëren van de kortetermijndoeltreffendheid van de robotinterventie bij het verminderen van motorische stoornissen. Als de resultaten positief zijn, wordt het onderzoek voortgezet en wordt de steekproefomvang op statistische basis berekend op basis van de voorlopige resultaten. De tweede proef heeft tot doel het aantal patiënten te verbeteren en na te gaan of functionele verbeteringen zich vertalen in verbeterde activiteit en participatie.

INTERVENTIE De interventie wordt toegediend door een getrainde onderzoekstherapeut via een eindeffectorrobot (Pa10-7, Mitsubishi, Japan), die is aangepast om 3D-multigewrichtsfunctionele bewegingen tegen de zwaartekracht in te ondersteunen die met fysiologische snelheid worden uitgevoerd. De robot maakt het uitvoeren van beide reikbewegingen mogelijk, die in het dagelijks leven worden gebruikt om te interageren met de omgeving (bijv. objecten bereiken, grijpen en manipuleren) en bewegingen die plaatsvinden in de peripersoonlijke ruimte.

Het interventieprotocol, identiek in de 2 fasen van de studie, bestaat uit het uitvoeren van twee functionele bewegingen, namelijk de reikbeweging (RM) tegen de zwaartekracht in en de hand-naar-mondbeweging (HtMM):

1. beginnend met de robothandgreep net boven de dij, bestaat de geassisteerde RM uit samengestelde bewegingen van schouderflexie en elleboogextensie tot 90 graden schouderflexie en volledig gestrekte elleboog;
2. beginnend met de robothandgreep net boven de dij, bestaat de geassisteerde HtMM uit het buigen van de elleboog (en de schouder) om de robothandgreep voor de mond te plaatsen. Belangrijk is dat de handgreep vrij kan draaien en daarom moet de patiënt deze actief (interne/externe polsrotatie) in de juiste positie brengen, dat wil zeggen met de extremiteit naar de mond gericht.

De behandelpaden en snelheden van de robot zijn aangepast aan de antropometrische metingen en resterende functionele mogelijkheden van elke patiënt.

Elke sessie bestaat uit 20 minuten robotondersteunde RM en 20 minuten robotondersteunde HtMM. Bewegingen worden volledig ondersteund (de handgreep van de robot beweegt langs het pad met een vooraf gedefinieerde bewegingswet, onafhankelijk van de krachten die de patiënt op de handgreep uitoefent), maar de patiënt wordt expliciet gevraagd om deel te nemen door te proberen de bewegende handgreep te volgen (enigszins te anticiperen). Herinnerend dat beide bewegingen tegen de zwaartekracht in zijn, wordt de patiënt, om niet vermoeid te raken, gevraagd om het niveau van betrokkenheid elke 5 bewegingen te veranderen door afwisselend te ontspannen tijdens beweging en actief deel te nemen.

Revalidatie bestaat uit een interventie van 1 maand, 3 sessies per week op maandag, woensdag en vrijdag, voor een totaal van 12 sessies.

KLINISCHE BEOORDELING Patiënten worden klinisch getest bij baseline (T0), net na de interventie (T1) en 6 maanden of langer na de interventie (T2). Eén getrainde fysiotherapeut, hetzelfde voor alle patiënten, voert alle uitkomstbeoordelingen uit (zowel voorbehandeling als nabehandeling en follow-up) onder supervisie van de verwijzende arts van de patiënt, die de klinische testresultaten kan controleren en zelfs de video's van de patiënten kan raadplegen. Om vooroordelen tijdens de evaluatie na de behandeling te minimaliseren, heeft hij geen toegang tot en kan hij de resultaten van eerdere sessies niet bekijken.

De primaire uitkomstmaat is het subdomein motorische functie van de bovenste ledematen (secties A-D) van de FMA, die 33 items omvatte, elk gescoord op een ordinale schaal van 0, 1, 2 punten. Het bereik van deze schaalscore, hierna aangeduid als Upper-Extremity Fugl-Meyer Assessment (UE-FMA), loopt van 0 (geen functie) tot 66 (normale functie).

De secundaire uitkomstmaten zijn de Wolf Motor Function Test (WMFT) en de (MAL), die alleen in het laatste onderzoek aan patiënten worden toegediend. De WMFT bestaat uit 15 taken (getimede bewegingen met één of meerdere gewrichten en functionele taken). De uitvoering van elke taak wordt getimed (WMFT TIME) en beoordeeld met behulp van een 6-punts functionele vaardigheidsschaal (WMFT FAS).

De MAL is een semi-gestructureerd interview, dat de bewegingskwaliteit (QOM) en de mate van gebruik (AOU) evalueert die de patiënt maakt van het aangedane ledemaat bij 30 dagelijkse activiteiten.

Verder worden de volgende tests uitgevoerd: 1) De Medical Research Council-schaal voor spierkracht (MRC) wordt gebruikt voor het evalueren van de spier(gewrichts)kracht van drie gerichte bewegingen: schouderabductie, elleboogextensie en vingersextensie. MRC is een schaal van 15 punten (5 punten voor elk item); 2) De Modified Ashworth Scale (MAS) wordt gebruikt om spasticiteit te beoordelen. Elke geteste beweging krijgt een score van 0 tot 5 (0 geen spasticiteit, 1 lichte toename in spiertonus bij eindbeweging, 2 lichte toename in spiertonus tot de helft van de ROM, 3 meer uitgesproken toename in spiertonus gedurende het grootste deel van de ROM , 4 aanzienlijke toename van de spierspanning, 5 aangedaan deel stijf in flexie of extensie. De geteste bewegingen waren: polsextensie, elleboogextensie en schouderabductie, in totaal 15 (negatieve) punten. 3) De Clinical Global Impression Scale van ernst en verbetering wordt gebruikt voor het evalueren van: (a) ernst van psychopathologie van 1 tot 7 en (b) verandering vanaf het begin van de behandeling op een vergelijkbare zevenpuntsschaal. 4) De Draw a Person-test om het lichaamsbewustzijn van de patiënt te beoordelen en ten slotte 5) De Nasa-Task Load Index wordt gebruikt om de fysieke en mentale belasting van de patiënt tijdens de interventie te beoordelen.

INSTRUMENTELE BEOORDELING De hierna vermelde instrumentele evaluatie wordt uitgevoerd bij baseline (T0), net na de interventie (T1) en 6 maanden of later na de interventie (T2). Acquisities worden uitgevoerd tijdens zowel robotgeassisteerde als niet-geassisteerde reiken en hand-naar-mondbewegingen die worden uitgevoerd met het meest aangedane ledemaat en niet-geassisteerde bewegingen die worden uitgevoerd met het minder aangedane ledemaat.

1. kinematica van de bovenste ledematen (6 TVc's, Smart-D, BTS Bioengineering, Italië) en dynamische oppervlakte-EMG (de bovenste trapezius, de voorste, middelste en achterste deltaspieren, de triceps brachii zijkop, de biceps lange kop en de brachioradiale spieren; FreeEMG 300, BTS Bioengineering, Italië). Bewegingsbereik, snelheden, genormaliseerde ruk en periodiciteitscoëfficiënt worden berekend met behulp van de methode die in 2008 door Caimmi is gepubliceerd.
2. EEG-signalen worden geregistreerd met behulp van een dop met 64 elektroden die zijn geplaatst volgens het International 10/10-systeem; EMG-activiteit wordt gelijktijdig geregistreerd van paren Ag/AgCl-oppervlakte-elektroden die bilateraal 2-3 cm uit elkaar zijn geplaatst over de deltoïde anterieure en de triceps-spieren tijdens het reiken, en de biceps en de brachioradialis-spieren tijdens de hand-naar-mondbeweging. De EEG- en EMG-gegevens worden verkregen met behulp van een Neuroscan-systeem met een bemonsteringsfrequentie van 512 Hz (banddoorlaatfilters: 1-200 Hz). Gebeurtenisgerelateerde desynchronisatie/synchronisatie (ERD/ERS)-analyse wordt uitgevoerd om de bewegingsgerelateerde vermogensverandering van de EEG-oscillerende activiteit in alfa- en bètabanden over de premotorische en primaire sensomotorische gebieden te kwantificeren.

GEGEVENSANALYSE Op basis van de resultaten van de primaire uitkomstmaat van het proefonderzoek zal de steekproefomvang van het onderzoek worden berekend met behulp van het freeware G*Power 3.1.9.2, een algemeen statistisch vermogensanalyseprogramma. Vergelijkingen van gegevens tussen verschillende sessies worden uitgevoerd met de Wilcoxon-test met ondertekende rangschikking, rekening houdend met de significantiewaarde van 0,05. Lineaire regressie en de correlatie van Pearson worden gebruikt om de relatie tussen de UE-FMA-verbetering en 1) de leeftijd van patiënten te evalueren. 2) de tijd vanaf de slag, en 3) de berekende kinematische grootheden. De statistische analyse wordt uitgevoerd met WinSTAT® voor Microsoft® ver.2012.1.0.94.