卒中后康复的上肢:一系列案例评估REO疗法和树干的听觉传感器反馈控制

文摘

背景和目的。培训在中风后康复虚拟环境是neurorehabilitation被确立为一种新方法,具体地说,ReoTherapy (REO)符合虚拟训练设备。树干稳定捆扎一直与这个设备概念的一部分,和文学缺乏支持这个长期与个人中风后功能变化。本系列案件的目的是测量的可行性听觉树干传感器反馈REO治疗期间,在中度到严重受损的个人中风。例描述。使用一个开放标签设计交叉比较,3慢性中风患者训练12次/ 6周REO或控制任务的条件相关培训(泰爱泰党);在冲刷时间的4周;替代疗法。结果。发现与干预,临床相关改进措施的身体机能和结构,以及活动,有两个参与者。提供听觉反馈在REO训练主干控制是可行的。讨论。每协议的变化程度明显不同,可能是由于选择适合的技术,以及基于患者受损的手臂的运动控制。

1。背景和目的

中风是长期残疾的主要原因在美国,估计有640万美国人,中风幸存下来,现在生活在minor-to-severe活动限制(1]。活动的限制往往与持久的上肢的损伤有关。这组特定障碍的范围可以从损失范围的运动,力代受损,减少反应时间。这些障碍可以导致失去手臂在运动控制功能,进一步赤字,严重影响一个人的独立生活能力(2]。

在卒中后康复训练利用重复性任务实践策略是一个进化的方法治疗各种治疗方案成为可能。最近,各种机器人系统将重复性任务的应用实践和促进真实任务中风康复(已被调查3- - - - - -6]。然而,由于这一全新形式的治疗新协议不完善和所使用的机器设备之间的差异导致了困难在建立特异性的协议。

在最近的2评论评价机器人的影响治疗卒中后上肢的个体,迄今为止所有的工作完成的高可变性有限的决心这种疗法的有效性(3,4]。一份报告表明,即使机器人培训、补偿性运动策略仍然是一个融合和需要控制的3]。根据机器人治疗调查在这个领域之前,理想的候选人是那些很受损的运动和无法执行远期达到运动没有手的胳膊从肘部支撑(3- - - - - -6]。然而,个人在中风急性期后(5)以及在慢性阶段(5轻度到中度严重障碍,可以受益于机器人通过各种措施治疗。

一个深入的问题在卒中后康复是有益的人相当受损和损伤的程度,是一个多么伟大仍可以从治疗中获益6]?一个调查,试图回答这个问题训练个人中风发作至少6个月后,他被认为是中度到重度(平均上肢Fugl迈耶9/66)和利用被动支持治疗gravity-eliminated位置(7]。结果调查显示损伤和残疾水平变化(功能变化没有评估)。一个多中心、随机对照试验评估机器人在长期的兵员上肢运动功能障碍导致没有改善后立即训练,但确实显示改善结果治疗9个月后完成(与普通的治疗与常规治疗相比)(8]。第三组比较,调查导致类似的变化作为机器人群体。因此,更强烈的分析机器人治疗是必要的来帮助我们理解这些结果可以转化为经常使用的培训协议。

robot-aided设备REO已经只有一个试点调查和可行性研究完成日期(9,10]。REO系统涉及到病人被安全地受限的设备可以方便被动,主动协助,积极运动,同时避免补偿树干运动。类似于前面所讨论的机器设备,REO提供视觉和听觉反馈来提高运动学习。此外,这个设备力量躯干运动的限制使用带肩连接到对面的椅子上。提到的一个飞行员调查并导致各种病人的水平变化在不同结果的措施(FMA、力量、痉挛状态和疼痛);然而,没有利用控制条件(9]。可行性调查指出,适度卒中后受损的个人(FMA 35/66)在住院康复设备的接受和演示了FMA显著变化,但又没有控制条件(10]。

一些调查控制个人中风发作后的补偿策略进行最近[11- - - - - -13]。回顾文献[11)和一个概念证明文献[12)评估如何通过反馈控制补偿运动被纳入上肢恢复。有限的随机对照研究,发现在审查,认为人有中风受益于绩效反馈的物理环境(如电机控制赤字,包括躯干运动的控制)保护运动学习能力(11]。换句话说,如果个人可以学会控制自己的躯干运动,运动恢复上肢的运动变化,就证明了这一点。概念验证论文指出临床改善在菲利普-马萨更严重受损的卒中后个人,当给定的本体感受的反馈到相关部门(12]。因此,将控制箱和/或手臂运动已被证明是一种有效的训练方法为个人各级中风后的损伤。

系统评价对特定于任务的训练强度和任务特异性是有效治疗卒中后个人的主要指标(3,14]。上肢训练调查个人中风的手臂运动能力有了显著的提高在完成任务相关的培训(泰爱泰党)受损的上肢(15- - - - - -17]。一特定方法调查表明,限制干使用,也用于REO,有一些短期复苏功能利益以及利益受损的手臂(interjoint协调通过重组的手臂和躯干自由度),但没有功能的好处15,18]。关注报道是主干力量稳定剂成为依赖病人的依赖,实现更大的手臂运动。此外,目前协议使用REO,正如前面提到的,还没有适应训练的最新发现解决最小功能影响树干捆起来。最后,适当级别的病人最受益的泰爱泰党曾在文献中被定义为中度受损菲利普-马萨(得分20至40),和泰爱泰党已经测试出来的树干稳定的反馈,从而使固体控制条件(15,17]。

目前的病例分析利用泰爱泰党作为一个交叉比较设计控制条件,获得初步数据建立上肢REO协议。本系列案件的目的是测量变化,可以通过将小说形式的反馈来控制躯干运动和听觉树干传感器反馈在机器人辅助臂治疗卒中后在中度到严重受损的个人。预期,所有受试者都表现出与使用更多的学习达到他们的手臂/少使用他们的树干,表现出更少的依赖与稳定器的反馈。

2。例描述

患者被排除在外:接受性失语、失用症,或其他重要的认知缺陷(由主调查员在面试问题和回答,以及在命令后在检查会话)。额外的除外条款(a)感官/知觉或整形问题,限制一个人的能力在餐桌上没有滑动臂在桌面(看见使用电动机初始体检筛查评估期间的规模(19手臂和手的动作),一个简单的分类使用涉及上肢)和(b)任何心脏或肺条件有限的运动(医生清除)。MAS截止在四级上臂和1手,肩胛稳定/机动性和一些贪婪的活动。

入选标准:定义证明严重和中度严重的手臂运动障碍,20至44的上臂分段菲利普-马萨(一系列功能的多任务的手臂/手的动作,可能得分66)(20.]。个人得分低于这个范围之前已经确定无法参与的泰爱泰党,接受没有受益于培训(17)和个人得分超过50只被认为是轻微受损(21]。书面批准后,从主体的医生获得个人的同意;前实际参与和受试者签署知情同意后病人的医生主要是描述调查写了一封信,他们的病人的参与,要求通过豁免医疗间隙。

卒中后三人自愿选择的评估调查,包括最终和随机的最初协议了。3个人有目标能够使用他们受损的手臂活动的日常生活(ADLs)。主题:63岁男性,发病后3年左半球脑血管意外(顶叶/基底神经节),右侧(主导)感觉运动障碍;主题:68岁男性在18个月后导致右侧顶叶脑血管意外(主导)感觉运动赤字,主题:56岁男性16个月后出现右侧顶叶脑血管意外导致左(非惯用)感觉运动的弱点。

2.1。设计

机构审查委员会在大学的科学和麦基康复医院批准了这项研究。使用交叉设计,四个星期的现实世界的泰爱泰党首次完成2主题,然后4周REO治疗完成后3-4-week冲刷时期,不需要进行培训。反向序列利用第三主题;REO后跟3-4-week冲刷和四周真实世界的泰爱泰党。这个临床试验注册美国国立卫生研究院作为NCT000844870临床试验注册中心。

2.2。测试

收集一些标准化的结果测量不超过五天前开始的每个培训和后五天内完成培训。由于距离的测试之间的交叉期/冲刷期初始postesting数据被利用为随后的预试数据。受试者被建议继续使用他们的“新发现”运动尽可能多的,就像他们被建议在训练时间表。康复效果测量根据国际分类功能,残疾和健康模型(ICF) (22]。身体通常包括电动机结构和功能障碍,而活动是衡量日常任务的性能,和参与衡量生活的情况。

菲利普-马萨(20.)以及达到性能规模(RPS-measure躯干运动的用于达到)(21),被用来确定身体手臂和躯干的功能和结构的变化,分别。肘部和肩膀的临床措施积极的活动范围(AROM)评估使用测角仪23](肩膀弯曲在坐对重力测量,而肘部扩展测量重力消除;病人参与并不都能够完成肘关节运动对重力),和握力测量使用测力计(24]。平均或3试验被用于所有临床措施。MAS (19),用于进行预测筛查,再次收集在期末测验作为额外的身体机能和结构措施。沃尔夫运动功能测试(WMFT-total时间分数与受损的上肢完成许多任务)(25)是作为一个活动措施,以及电动机活动日志(MAL-patient函数与某些手臂活动)的看法(26]。最后,通过minimental认知变化状态考试(MMSE-23认知障碍或更低的象征,马克斯30分)收集(27]。

2.3。干预

康复会议持续了40到45分钟,每周2 - 3天6周(12会话)。受试者坐在trunk-motion免费。协议都安排培训与无线传感器板搭在椅背,提示受试者保持背靠椅子的垫每当后面掉了(见图1)。图1显示了单个传感器板的后退,启动听觉信号。间歇反馈两组被使用了反馈安排协议的前三分之一没有反馈的训练试验20%的时间,第二第三的试验没有40%的时间的反馈,最后第三没有反馈,60%的时间(28]。这个反馈协议曾被用于泰爱泰党调查(17]。

REO允许病人执行机器人援助活动,涉及连续到达的手臂放置在设备(见图2)。视觉反馈的视频监视器产生感知到的完成每个动作的最佳路径。这标志着路径覆盖的主题的实际路径。言语治疗师和触觉反馈的是在初始REO训练,作为听觉传感器设备被证明是添加一个更高维度的浓度控制躯干运动。虽然REO设备有一个肩膀约束控制躯干运动,目标是不利用这个限制。目标是完成动作,同时避免补偿躯干运动,在被动,主动辅助,积极运动。

变化练习泰爱泰党参与达到联系或把握对象不定地放在工作区中,需要手臂运动不同的振幅在所有象限的桌面15- - - - - -17]。常见的对象使用不同的大小,形状和重量(如杯、马克杯、写作和餐具)。包括培训活动,整个桌面滑动臂与对象,达到掌握/传输对象。作为培训的进行,对象被鼓励增加速度。受试者接受听觉信号反馈的回来了。指示移动速度的首选,作为培训发展对象被鼓励提高速度。如果一个会话持续了不到45分钟,后续会话使用更复杂的任务。作为REO合并一些主动辅助和被动运动治疗的时间是最好的方法把会话和因此,REO需要10 - 20%更多的培训试验每个会话。每一次会议期间,180 - 220年的运动进行了泰爱泰党集团和240 - 260机器人运动(只记录运动远离身体接触在每个协议)进行REO集团使用hemiparetic手臂。相当于培训时间和反馈控制与协议。

2.4。分析

Postests布特每次培训后,在每个方法,完成和pretraining相比分数。重大变化明显的相对变化30%或更高的分数。根据调查发现从其他中风最小临床重要差异(MCID)卒中后显示16%到30%的变化是有意义的ICF措施我们测试29日,30.),我们保守地使用我们的结果为30%。最近的一项系统回顾的结果测量用于评估符合上肢的锻炼在中风31日)更多细节关于MCID菲利普-马萨,握力,WMFT,指示MCID 7], 2.9公斤握力,WMFT 12。我们只能够使用FMA和握力自WMFT分数在他们的计算是计算平均率的性能得分(功能能力量表),不是我们使用性能倍。我们使用了MAL作为等效措施意味着表现分率。

3所示。结果

3.1。REO性能

主题1大约相同的时间进行引导(被动)和(积极协助)发起运动(40%),只有20%在最困难step-initiated(主动)运动。主题2约30%的执行时间在指导运动,45%的时间在发起运动,然后25%的时间在发起活动最困难的一步。主题3都遵循同样的模式作为指导和发起的运动主题1,但是百分比是45%因此,只留下10%的培训最困难step-initiated运动。确定每个项目的基本原理和进步是一个临床决策基于关节的生物力学,荚膜闷、适当运动平滑性,能够招募所需的肌肉模式在整个正常到达模式没有过度补偿机制。项目进展总是将个人的边缘运动中他或她仍然能够保持良好的接触力学。

3.2。结果测量

REO泰爱泰党导致变化对所有参与者(见表31)。表1在笔记训练秩序x设在和特定的结果测量y设在,按照ICF分类排列。特别重大MCID培训更改为每个主题突出。

主题1显示身体机能和结构水平变化后的泰爱泰党MAS的手(提高65%),REO后无明显改善。进一步的身体机能和结构的变化表明了RPS(远近),收益率报30%改进后REO,泰爱泰党后,这是维护。遵循这个身体机能和结构水平趋势肘部扩展和握力(每提高30%),维护后REO和泰爱泰党。最后,活动后测量变化REO WMFT指出了改善45%,再次泰爱泰党后维护。

主题2显示活动水平变化,只有明显的泰爱泰党后,表示由WMFT(提高45%)。主题3水平产生了身体机能和结构变化后泰爱泰党,维护后REO(30%改善rp远近)。此外,主题3面对WMFT活动水平的变化表明,泰爱泰党后明显提高(35%)和维护REO之后。所有其他变化都低于30%,并不被认为是相关的研究报道。

根据观察,初始损伤身体机能和结构限制的一个主题是穷人肩胛稳定,和荚膜紧张/主题3的撞击,表现出有限的肩部flex和肘部延伸;这允许更活跃的运动训练(步骤启动),而另外两个科目。相反,主题1尤其能够利用REO积极运动,一般作为他的肩胛稳定允许广泛step-initiated运动。

4所示。讨论

这两个协议的使用环境的反馈来提高运动学习。然而,很明显在最初的训练,使用传感器来限制躯干运动期间REO治疗感官超载的主题,因此语言和一些治疗师的触觉反馈是必要的(起初)控制肩膀运动/树干而完成运动的补偿运动路径列出了在电脑屏幕上。强行限制主干的传统方法在REO长期有限功能使用由于穷人结转主干控制一旦删除约束,减少这些协议的最终目标(16,18,32,33]。相反,使用与主干REO克制非常有利,允许独立的交互REO,当临床医生工作重复性任务实践和治疗超过一次一个病人34]。然而,随着培训的治疗师发现在初始训练控制,设定的修改训练运动REO装置也可以用来限制运动一个安全的距离,不会引起任何替换。

三分之二的参与者与适度的运动损伤身体机能和结构能够利用机器人治疗设备,通过这些培训修改,利益受损的上肢。特定REO性能准则可以从这种情况下收集系列3受试者训练与通用培训发展模式,证明适度受损的病人能够执行至少200训练运动远离身体的接触过程中一个典型的训练。很明显,10 - 20%的手臂运动机器人治疗允许对等词的每个会话训练时间,而更成熟的泰爱泰党。

所有3个主题活动水平变化WMFT表示,与主题1和3保持这些变化后的每一个协议。主题1和3也显示身体功能和结构的变化(RPS远近),之后的维护协议。主题2做最少的变化,虽然没有主题的变化对其它活动水平测量(MAL),也许不是WMFT一样敏感。

3主题一样屈服WMFT活动水平的变化,这可能是这些额外的好处的最佳指标结构化活动受损的手臂训练。rp水平变化主题1和3,要么维持治疗是广义的信用两种类型的疗法协助控制手臂和躯干运动的分解。的重点改善手臂控制在这个人口的问题显然是与这些障碍和可寻址REO表示。相反,主题2没有改变的结果REO活动;事实上,所取得的成果在WMFT和肩膀弯曲回到基线REO培训完成后。治疗医生认为这是由于肩胛的静止和荚膜紧张。因此,尽管会议的最小标准列入调查,代偿能力可能最初掩盖了可怜的肩胛骨的函数。此外,主题2没有改变MAS一方面分数或肘部扩展。相比,因此,所做的更改科目1和3在这些措施和与主干控制变化(RPS),我们能够确认补偿躯干运动是用来帮助的手臂,以及手把握方向。

临床上,活动水平变化(MAL)代表一个强大的指标病人的信念,即他们是受益于治疗,并没有感知这种好处,这可能是一个限制措施。]然而,没有改变,常被看做衡量肌肉运动的变化,值得注意的是,其他发表报告,利用REO展示积极发现菲利普-马萨以及高水平的病人满意度(8,9]。评估主体1所做的更改MAS一方面部分没有出现在FMA评分可能是由于身体机能和结构更改的手肘,手臂控制(RPS),和握力,而不是一些更细的手和手腕的活动由菲利普-马萨测试。

这听觉反馈训练修改的结果不仅仅是可能与泰爱泰党还REO这种级别的病人是有前途的,需要进一步调查评估。的好处,从最初的培训协议下一个可以被看作是一个限制,因为它是未知的,这么短的洗脱期如果整体利益的累积效应是其他治疗或刚收到实际的真正影响治疗。相反,REO泰爱泰党作为一个培训协议的进展可能是理想的协议对患者损伤的水平1,因为这是最体现数量的变化。

运动分析的使用在未来的调查应该导致分化的上臂,下臂运动,和躯干控制以及协助确定控制策略开发的培训。随机对照调查人口的主题相似的赤字和卒中后也许同样的时间(以及后续类似的基线测量)将更好地与REO澄清什么是障碍训练有素,什么障碍训练有素的泰爱泰党等协议,建立了更加密切的和适当的长度的训练。

利益冲突

作者宣称没有利益冲突。

确认

本文提出了部分在2010年的合并部分的美国物理治疗协会会议上,圣地亚哥,CA。项目资金是由USciences学术事务办公室提供的。OTR尼科尔·沃尔什与REO / L协助训练麦基康复医院和下面的USP研究生协助编写方法,和执行培训科目:格雷格Oomen和戴夫Sen。

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