Ambientes Enriquecidos para Reabilitação de Acidente Vascular Encefálico de Membro Superior

A. Embasamento Científico

O acidente vascular cerebral é a terceira principal causa de morte nos países ocidentais e a disfunção sensório-motora do membro superior (MS) contribui significativamente para a incidência de incapacidades e deficiências físicas (Olsen 1990). Uma explicação para a má recuperação do braço é o foco na realização da tarefa em vez da qualidade do desempenho. Isso pode reforçar estratégias de movimento alterativas (compensatórias) em vez de encorajar o reaparecimento de padrões de movimento pré-mórbidos (recuperação). Embora o objetivo da reabilitação seja a recuperação da função, ainda está em debate se isso é alcançado por meio da verdadeira recuperação ou compensação motora. De fato, para alguns pacientes com comprometimento grave, a compensação deve ser incentivada para maximizar a capacidade funcional. Alternativamente, para aqueles com bom prognóstico, a recuperação motora é enfatizada por vários motivos. Em primeiro lugar, com treinamento adequado, a recuperação pode continuar bem no estágio crônico do AVC (por exemplo, Michaelsen & Levin 2004). Em segundo lugar, embora a compensação possa auxiliar no desempenho imediato, ela pode levar a problemas de longo prazo, como dor e contratura (Ada et al. 1994; Levin 1997). Em terceiro lugar, permitir compensações poderia encorajar o não uso aprendido, limitando a capacidade para ganhos motores subsequentes (Allred et al. 2005). Embora ganhos de desempenho tenham sido documentados após treinamento repetitivo de movimentos isolados (por exemplo, Whitall et al. 2000), poucos estudos abordaram se os pacientes podem usar informações explícitas para otimizar a aquisição de habilidades motoras e se ocorre uma verdadeira recuperação comportamental. Pontos a serem considerados no desenvolvimento de programas de treinamento ideais é que o aprendizado ocorre quando os participantes são motivados, praticam uma variedade de tarefas relacionadas e recebem feedback relevante (Nudo & Friel 1999; Winstein et al. 1999). Além disso, os pacientes podem não se beneficiar da prática variável até que os elementos motores ausentes sejam recuperados (Carr & Shepherd 1987) e a reaprendizagem motora esteja relacionada ao nível de comprometimento físico e cognitivo (Cirstea et al. 2006).

Até o momento, a maioria dos estudos usou apenas medidas clínicas para avaliar a mudança funcional (por exemplo, Jang et al. 2003) sem considerar como o movimento é realizado. Este estudo se concentrará na capacidade de distinguir se a melhora funcional resulta de um aumento na compensação ou de uma verdadeira recuperação motora. Isso só pode ser feito correlacionando a melhora funcional (medidas clínicas) com mudanças nos padrões motores do braço por meio de análise detalhada do movimento (cinemática). Como há um grande número de possíveis indicadores cinemáticos de melhoria, os investigadores precisam identificar quais medidas são mais indicativas de mudança. Este é um primeiro passo na determinação de medidas de resultado clinicamente significativas a serem usadas em ensaios de controle randomizados da eficácia das intervenções. A relevância clínica é essencial para traduzir o conhecimento dos estudos de pesquisa para a prática baseada em evidências (van Peppen et al. 2007).

B. Desenho do Estudo: 1. Plano Detalhado do Estudo

Dois grupos de 8 indivíduos com AVC participarão de um projeto A-B-A no qual os dados dos testes pós-intervenção (dentro de uma semana após a conclusão da intervenção) e de acompanhamento (um mês após a conclusão da intervenção) serão comparados aos dados a partir de dois pré-testes (realizados no início e no final da primeira semana do estudo imediatamente antes do início da intervenção). Múltiplos resultados de desempenho motor clínico e cinemático serão medidos para determinar quais descrevem melhor a recuperação motora do braço. Isso será feito comparando as mudanças nos resultados antes e depois do treinamento com as pontuações médias de 8 voluntários saudáveis ​​pareados por idade e sexo (registrados em uma única sessão). Os sobreviventes de AVC praticarão o movimento em dois ambientes de treinamento diferentes, fornecendo diferentes níveis de motivação e feedback: O Ambiente de Treinamento 1 será criado em um ambiente VR baseado em vídeo 2D que fornecerá alta motivação, Conhecimento dos Resultados (KR) sobre o resultado motor (ou seja, velocidade, precisão) e feedback não específico de conhecimento de desempenho (KP) sobre o movimento do tronco. O Ambiente 2 será criado em um ambiente físico que forneça apenas feedback KP, mas nenhum KR ou motivação adicional.

Protocolo de treinamento: Após as avaliações iniciais (físicas e cognitivas), os grupos de AVC praticarão apontar para 6 alvos padronizados colocados um pouco além do alcance (12 tentativas por alvo) durante uma fase de aquisição de 15 sessões espaçadas em três semanas (3 sessões/semana, 72 tentativas /sessão). Este regime de prática incorpora elementos necessários para o aprendizado motor ideal: 1) Prática variada: Embora os movimentos não sejam novas tarefas motoras, eles devem ser readquiridos durante a recuperação do AVC. Nosso objetivo não é ensinar aos sujeitos uma tarefa nova, mas identificar como um movimento executado de forma subótima pode ser melhorado com a prática. 2) Prática intensiva: O número de repetições por sessão foi escolhido de acordo com os estudos de Cirstea e Levin (2000). Assim, 72 tentativas por sessão (3 blocos de 24 tentativas, 5 minutos de descanso entre os blocos) são consideradas uma prática 'intensiva', que é um elemento necessário para um programa de treinamento bem-sucedido. Após a fase de aquisição, avaliações que serão repetidas após 3 meses para avaliar a retenção e transferência de habilidades motoras.

2. Métodos: Indivíduos Serão recrutados oito indivíduos com AVC por grupo. Eles serão pareados por idade e severidade motora inicial do braço (± 5 pts na avaliação de braço de Fugl-Meyer). Oito indivíduos saudáveis ​​pareados por idade e sexo serão recrutados como um grupo de controle.

Recrutamento de participantes: Os pacientes serão recrutados das listas de altas do Hospital Haim Sheba usando um procedimento em vigor desde 2005. A triagem será feita por associados de pesquisa clínica. Os participantes em potencial que atendem aos critérios de inclusão 1-3 e critérios de exclusão receberão uma carta explicativa convidando-os a entrar em contato com os investigadores do estudo. O consentimento informado será obtido de cada participante. Os sujeitos de controle serão recrutados na comunidade.

Ambientes de Treinamento: Motivação e Feedback: O treinamento será realizado no Departamento de Terapia Ocupacional localizado no Sheba Medical Center. Os ambientes de treinamento nos permitirão avaliar o efeito da combinação de diferentes graus de motivação e feedback no resultado motor. O ambiente 1 é altamente motivador (novo e divertido), pois o treinamento é apresentado como um jogo em que o aluno tenta superar sua própria pontuação nas sessões subsequentes. Os alvos são apresentados como bolas em um sistema VR baseado em vídeo (Gesture Xtreme). O paciente se senta em frente a uma tela de 36 polegadas da cena de 6 alvos. A imagem do paciente é captada por uma câmera de vídeo e inserida na cena exibida no monitor. A tarefa é apontar para cada um dos alvos que aparecem em uma sequência aleatória. O feedback fornecerá informações pertinentes para o aprendizado motor (KR, KP, pontuação do jogo). O Ambiente 2 incorpora o mesmo número e disposição de alvos do Env. 1, mas serão apresentados em um ambiente físico em uma moldura de madeira na frente do sujeito. O feedback de KR e KP será fornecido como dicas verbais pelo experimentador, como geralmente é feito na clínica. No entanto, não haverá informações motivacionais adicionais (pontuação do jogo).

Medidas Preliminares de Resultado: Clínico Antes e depois do treinamento em ambos os grupos de AVC, os avaliadores cegos medirão os escores clínicos de disfunção e função motora do braço (Fugl-Meyer Arm Score, Reaching Performance Scale, Box and Blocks test, Wolf Motor Function Test, Motor Activity Log ), bem como a função cognitiva. Todos os testes são válidos e confiáveis ​​e são usados ​​regularmente na prática clínica.

Teste cinemático: Tarefa de Teste e Tarefa de Transferência:

Os investigadores também registrarão as medidas de resultados cinemáticos que caracterizam os movimentos do braço e do tronco durante o alcance (extensão do cotovelo, adução horizontal do ombro, flexão do ombro, movimentos escapulares, deslocamento do tronco).

Nosso objetivo é focar na cinemática segmentar e articular durante um Teste e uma Tarefa de Transferência que consiste em movimentos de alcance. A tarefa de teste será gravada. O alvo de teste será colocado alinhado com o esterno do paciente a uma distância um pouco além do comprimento do braço do sujeito. A Tarefa de Teste é semelhante aos movimentos feitos para um dos alvos praticados. Para avaliar a aprendizagem motora, os investigadores determinarão se os elementos aprendidos em uma tarefa são transferidos para outras tarefas semelhantes. Assim, os investigadores também avaliarão os movimentos feitos em uma Tarefa de Transferência, para um alvo colocado à frente do ombro ipsilateral 5 centímetros (cm) acima da linha superior de alvos treinados. A Tarefa de Transferência é, portanto, um novo movimento, não praticado durante o treinamento. A cinemática segmentar do corpo rígido será registrada a partir de conjuntos de 4 marcadores reflexivos passivos (esferas de 0,5 cm de diâmetro) anexados aos segmentos do tronco, braço e antebraço. Isso permitirá o cálculo de três graus de liberdade translacionais e três rotacionais por segmento. A cinemática articular será coletada de marcadores fixados no esterno, acrômio, cotovelo e punho por meio de estruturas exoesqueléticas. O movimento do marcador será registrado com um sistema de captura de movimento opto-eletrônico calibrado de 3 câmeras (ProReflex MCU-240, Qualisys) em software de computador adequado (Qualisys, Göteborg, Swe). A coleta de dados (100 Hertz, 2-5 segundos) será acionada pelo movimento da mão de uma posição central pela liberação de um interruptor mecânico. A precisão das medições de cada marcador está dentro de um erro de <0,2 cm.

Como primeiro passo, os investigadores irão determinar os tempos de movimento, precisão, suavidade, segmentos e rotações articulares e os principais componentes da coordenação multiarticular. As coordenadas cartesianas (x,y,z) para cada segmento serão obtidas a partir dos conjuntos de marcadores segmentares. Os dados brutos de pelo menos três marcadores por segmento serão usados ​​após a interpolação dos marcadores ausentes (polinômio de 5ª ordem). Para cada tentativa, os tempos de movimento e as velocidades de pico serão determinados a partir dos traços de velocidade tangencial de ponto final. O tempo de movimento é o tempo entre o ponto em que a velocidade tangencial ultrapassa e permanece acima de 5% do seu máximo e depois retorna e permanece abaixo desse nível. A precisão do movimento em termos de erros de extensão constante será calculada como a distância média (d) entre a posição final final (x, y, z) e a posição do alvo (x0, y0, z0). Erros direcionais constantes e variáveis ​​(SD) também serão definidos. A suavidade do movimento será calculada a partir do traço de velocidade tangencial usando o índice de curvatura (razão do comprimento do caminho do ponto final ao comprimento de uma linha reta que une as posições inicial e final) e o número de picos no caminho da trajetória. Para rotações de segmentos e articulações, os vetores serão calculados dentro dos sistemas de coordenadas de referência para os segmentos superiores e do antebraço.

A partir do movimento do centróide do segmento resultante e dos dados de rotação do segmento, diferentes variáveis ​​de resultado serão calculadas. Os mais relevantes definirão mudanças no desempenho em relação ao ponto final do movimento e em relação à postura do braço inteiro, particularmente, a evolução do movimento ao longo do tempo (derivadas do tempo) e a fragmentação do caminho segmentar e postura do braço enquanto se move em direção aos diferentes alvos. Aspectos adicionais do movimento serão explorados a fim de encontrar os descritores mais adequados do desempenho motor do braço e mudanças após as intervenções clínicas propostas.

As pontuações de mudança serão calculadas para cada assunto para determinar um Índice de Melhoria (IP) e um Índice de Aprendizagem (IL). O IP é definido como a mudança em cada variável como uma razão entre os valores pós e pré-teste. Um IP de 1 indica nenhuma alteração, enquanto valores negativos e positivos indicam que o valor diminuiu ou aumentou, respectivamente. Para algumas variáveis, proporções positivas indicarão melhoria (velocidade do ponto final, suavidade do ponto final, medidas de ângulo, amplitudes de fase), enquanto para outras, a melhoria será demonstrada por proporções negativas (tempo de movimento, precisão do movimento). O IL, usado para determinar se os sujeitos retêm melhorias após o treinamento para cada período de acompanhamento, é definido como a mudança na variável na retenção em comparação com o pós-teste. Valores de IL de 1 indicam que a melhora se mantém (sem alteração), de valor negativo que o parâmetro diminuiu e de valor positivo que o parâmetro aumentou.

Análise estatística: Para o nosso primeiro objetivo, as mudanças nas medidas de resultado serão determinadas comparando os resultados do movimento antes e depois das fases de aquisição e retenção por duas medidas repetidas ANOVA (MANOVA) e comparando médias brutas (Tempo 1, Tempo 2, Tempo 3, Tempo 4) e mudança de pontuação (IP, IL) entre os grupos. Os investigadores determinarão quais medidas cinemáticas sofrem mais alterações e, portanto, podem ser mais indicativas de recuperação motora (por exemplo, aumento do movimento do cotovelo e/ou ombro, diminuição do movimento do tronco), investigando quais medidas são as mais diferentes entre os grupos de treinamento. Os investigadores esperam que as mudanças no treinamento em grupo no Ambiente I sejam maiores do que no treinamento em grupo no Ambiente 2.