系统回顾两国上肢训练对卒中后康复设备

文摘

介绍。在中风康复,双边上肢训练是取得进展。因此,越来越多的机械和机器人提出了双边上肢训练设备。客观的。概述和定性评估的临床适用性双边上肢训练设备。方法。潜在的相关文献中搜索PubMed、网络科学、和谷歌学术搜索数据库从1990年起。设备分为机械和机器人(根据机器人的PubMed网术语)。结果。总共6机械和14机器人双边上肢训练设备进行评估的机械和机电特性,支持运动模式,针对部分和上肢的积极参与,培训协议,临床试验的结果,商业可用性。结论。初步临床结果还没有这样的口径的设备问题,它们是基于概念是牢固确立。然而,临床结果不排除这样一种可能性,即概念的双边培训和陪同设备可以提供一个有用的扩展现有形式的治疗。展示他们的(盈余)值,更多的研究和足够的实验,dose-matched设计,和足够的统计力量是必需的。

1。介绍

随着技术的进步,越来越多的机械和机器人(即培训设备。,mechanical devices with electronic, computerized control systems) for upper limb training have been proposed for stroke rehabilitation. Compared to conventional therapies, these training devices have the advantage that they allow a self-controlled increase in training intensity and frequency as well as the opportunity to train independently [1- - - - - -4]。近年来,大量的这些训练设备专门为双边上肢训练,但不可或缺的概述和评价迄今为止一直缺乏。本研究试图填补这一空白。

双侧上肢训练绝不是一种新形式的中风康复。自天早就,治疗师创造性的使用电器,如滑轮,移动最受损上肢同时受损的上肢(越少5]。然而,目前高涨的兴趣双边上肢训练的历史相对较短,出现部分(的意外收获6,7)和部分从文学见解来源于电动机控制。在这个文学,两者之间的耦合(或互动)影响上肢在节奏interlimb-coordination调查广泛涉及健康受试者的研究(8- - - - - -12]。良好,健康受试者显示基本倾向同相的(即。或反相(即,对称的运动)。,alternating movements) coordination, with a prevalent 1 : 1 frequency-locking mode for upper limb bilateral movements [12]。这些趋势反映了上肢之间的耦合。基于假设这种耦合促进功能恢复的局部麻痹的手臂,它是利用在双边上肢训练,通常通过移动胳膊和/或两只手在同相或反相协调。然而,一个模式是否优于其他目前不明显。

最近的系统评价结果喜忧参半的优势或劣势双边上肢训练其他干预措施在卒中后康复。两个这样的评论发现强有力的证据支持双边卒中后上肢训练(13,14]。另一个评论是比前两次更加沉默寡言的结论[15),和三个系统评价得出结论,双边培训是在最好的情况下与其他治疗同样有效但肯定不是更好(16- - - - - -18]。这些混合的结果可能与类型的异质性有关双边上肢训练和临床试验中使用的设备。因此,概述和评价临床适用性双边上肢训练设备可能有助于指导未来的研究在这方面。

目前的系统回顾评价双边训练设备专为卒中后上肢训练(1)机械和机电特征,(2)支持的运动模式,(3)有针对性的部分和上肢的积极参与,(4)培训协议,(5)临床试验的结果,(6)商业可用性。本文的目的是评价以定性的方式,因为这些方面不够的随机临床试验设备上可用的问题评估或比较临床结果统计。因此我们针对比较和整合的概念,发现,从很大程度上定性研究和见解,最终的概述为卒中后康复训练设备,评估他们的临床适用性,一些一般性的未来发展和研究的结论和建议。

2。方法

双边上肢训练设备被定义为一个设备发展上肢康复,是专门为双边培训或者至少支持两国著名的培训模式,两上肢的地方执行同步运动与一个肢体移动积极主动和其他肢体运动,被动,或援助。

相关文献是通过在以下电子数据库:计算机会计系统和手工搜索PubMed、网络科学,和谷歌学者。这些数据库是使用下面的网格搜索标题和关键词:(我)美元脑血管疾病,脑血管意外,脑血管意外,中风,hemiparetic中风、麻痹性痴呆、轻偏瘫,半身不遂,(2)上层extremit美元、美元上肢手臂美元,美元前臂、手腕,美元美元,美元的手指,(3)美元双边会议,用双手的美元(iv)机器人美元,美元的探讨,设备。

书目的评论文章、经验的文章,摘要发表在会议论文集也检查了。在进一步的迭代,从参考文献检索文章接受了检查,以找到更多的相关文章。根据最近的兴趣双边上肢训练中风康复文献[6,19),从1990年开始发表的文章被搜索。

设备选择进行讨论,如果他们会见了上述双边上肢训练设备的定义。设备分为机械设备时遇到的描述PubMed网格的机器人。所有其他设备分为机械设备。两个类别进行了单独的段落。

3所示。结果

搜索结果311单引用的70年报道了20个不同的双边培训设备。其中,6是机械和14机械设备。

3.1。机械设备

3.1.1。BATRAC(顺风)

双边的手臂训练节奏听觉提示(BATRAC)在2000年引入[20.),加上一个定制的双边手臂教练。设备由两个独立的丁字架手柄安装在几乎无摩擦痕迹可以移动在横向平面垂直于用户。处理必须推进和回落,同时与上肢(同步)或交替(反相),在一个频率节奏节拍器提供听觉线索。如果病人不能保存处理最上肢受损的手,手绑上。原BATRAC协议明确关注肩部和肘部功能。修改版本的原始BATRAC协议集中在远端上肢功能(21]。后者为目的的协议,开发一个设备组成的两个manipulanda手柄,可以安装在远端结束一把椅子的扶手(见图1(一))。manipulanda允许弯曲和扩展运动手腕的水平面,必须有节奏地与听觉节奏节拍器在mirror-symmetrical(同步)或一个交替(反相)的方式。提供视觉反馈的形式显示利萨,左、右手运动振幅,之间的相对相位(及其变异性)双手(见图1 (b))。

原BATRAC协议首次使用在试点效应研究中涉及一个群慢性中风患者(即。中风发作后,超过6个月)20.]。十四BATRAC患者接受6周,每周3次,4次5分钟会话。治疗后评估显示改善Fugl-Meyer评估(FMA),沃尔夫运动功能测试(WMFT),马里兰大学的手臂中风的问卷测量的日常使用最上肢障碍,以及运动的范围和强度的措施办法,最和上肢受损。大部分的这些好处持续8周的观察。

另一项研究[22)检查的有效性BATRAC协议的修改版。在这项研究中,14名慢性中风患者参与四个2-hour-plus BATRAC会议每周2周。虽然没有重大变化在菲利普-马萨或WMFT发现结果的干预,患者报告的增加日常使用最受损的上肢就是明证显著变化对电机活动日志(MAL)。

与慢性中风患者一大个随机对照试验,BATRAC与dose-matched治疗练习(23]。共有111名患者被随机分配在两个干预组和收到每周训练6周长3。改善上肢功能之间比较两组治疗后,4个月后留存。但是有更大的适应性在大脑活动BATRAC比对照组治疗后,表明两种治疗方法称为不同的潜在神经机制。

目前,一个随机对照试验和60例脑卒中后亚急性阶段(1 - 6个月)进行(21]。在这个个随机对照试验BATRAC装置远上肢运动(图1)和比较constrained-induced运动疗法和传统的物理治疗。一个随机对照试验将在今年年底完成,将在2013/2014。

BATRAC的商业版本,称为顺风(见图2),是生产和销售的安可路径,Inc .巴尔的摩,医学博士,美国和英国有限公司也可以在解剖概念,Clydeland,苏格兰。这对以家庭为基础的培训和设备产生不同于原始设备,顺风也允许向上和向外运动。BATRAC装置运动的手腕不是商用。

3.1.2。Reha-Slide Duo和Reha-Slide (Nudelholz)

这两位Reha-Slide(见图3)由两个雪橇板的平行轨道上运行(24]。雪橇上的两个处理分别可以向前和向后移动,类似于用于BATRAC的推动力。董事会的轨道放置可以倾斜20°向上运动,向前和向后运动和摩擦可以通过可调分别调整为处理橡胶制动元素范围从5 N - 80 N(董事会水平)。

这两位Reha-Slide成立于一个arm-studio上肢康复(24]。然而,迄今为止没有报告临床结果专门为Reha-Slide二重奏。

Reha-Slide (Nudelholz,见图4)由相同的可倾斜的董事会并行追踪和雪橇Reha-Slide二人;然而,额外的杆连接两个处理75厘米除了两侧,类似于擀面杖(25]。杖可以向前和向后移动30厘米(肘扩展和弯曲),两个方向的侧向15厘米(肩绑架和内收),它可以旋转360°(手腕弯曲和扩展)。配合处理,以便少受损上肢可以开车最上肢训练中受损。董事会的轨道放置可以倾斜20°向上运动,向前和向后运动和摩擦可以通过调节橡胶刹车调整元素的范围从5 N - 80 N(董事会水平)。无线鼠标可以集中固定在杆与计算机软件(游戏和生物反馈)。

第一次测试Reha-Slide 2患者中风(5和6周后25]。两个病人训练了20 - 30分钟每工作日6周使用Reha-Slide除了10周住院康复计划每周4次45分钟的理疗和每周3次45分钟的职业治疗后神经发育疗法原理(无损检测)。Reha-Slide治疗包括forward-backward运动的训练周期和画正方形顺时针和逆时针,同时旋转手腕。这些练习与董事会倾向于重复,这样病人他或她的手移到了肩膀水平。运动周期的总数约为400。两个病人显示改善肌肉力量和菲利普-马萨的分数。

在一个随机对照试验的影响治疗Reha-Slide比较手腕的电刺激(26]。54个住院病人卒中后4 - 8周被随机分配在两组。上述Reha-Slide组接受相同的协议(25];然而,倾斜的程度总是设置的方式处理达到了肩膀水平,和forward-backward摩擦水平增加周的训练。一个节拍器帮助速度运动,和每个会话结束时,患者5分钟电脑游戏的选择。电刺激组练习60 - 80手腕扩展重复每30分钟的会议。所有的病人也参加了一个8 - 10周住院康复计划基于无损检测原则,包括5 45分钟会话的理疗和4每周30分钟的职业治疗。FMA评分和肌肉力量改进组之间没有显著差异,治疗后和三个月的观察。治疗后的改善框和块Reha-Slide组测试(《)是更大的,但这种差异消失了3个月的观察。肌肉张力(MAS)显著不同组3个月的观察,与电刺激组的基调。

Reha-Slide和Reha-Slide Duo Reha-Stim商用,柏林,德国。

3.1.3。APBT(摇滚歌手)

该设备用于被动用双手的运动疗法(APBT,见图5)是一个定制的系统连接曲轴坐落在一个单位,夫妻两个的身体manipulanda [27]。它支持镜像对称或near-symmetrical(60°)的相位滞后的协调在水平面腕屈伸运动。与这个系统一个积极运动少受损上肢可以被动地移动最上肢同步或受损(60°相位滞后)异步方式。

试点研究,9中风患者(发作从招聘前2 - 84个月)参与六分钟会话APBT每天为4周(27]。干预是有节奏地练习以自学运动速度(大约1.2赫兹)。五个病人实行同步运动和四个病人练习异步动作。病人被要求保持他们最受损的上肢肌肉静止。治疗后,五个九患者(两组)增加了FMA评分10%以上。这些改进还显示下降影响皮质地图体积。没有后续评估。

在一个随机对照试验,32慢性中风患者被随机分配到两组(28]。对照组病人接受一套木积木和指示来执行两个自主,以家庭为基础的任务(运输和操纵木积木)大多数受损的上肢10分钟,每天3次,4周。患者APBT组接受相同的木积木和相同的指令集,但也访问APBT设备。他们指示使用APBT装置就手腕的运动前10 - 15分钟的练习。首先必须注意集中在少受损上肢在每个会话的开始,其次是逐步转向最上肢受损。在第三周,他们被要求想象积极生产最受损的手腕动作,与发展对双边活动在第四周运动。个月随访FMA变化分数APBT组显著大于对照组。这种差异并没有出席的直接治疗后评估。没有明显差异在握力和美国国立卫生研究院的中风尺度在任何治疗后评估分数。APBT组表现出显著的ipsilesional M1兴奋性,transcallosal抑制ipsilesional contralesional M1,和在contralesional M1皮层抑制,都立即治疗后,在个月随访。 These changes were absent in the control group at both assessment times. Note that the interventions were not dose-matched: the APBT group spent more time training.

额外的影响APBT也评估在一个与两个配对病例系列研究卒中后亚急性阶段(29日]。除了通常的标准治疗治疗组成的日常职业治疗和物理治疗,所有患者接受20 - 30分钟的运动每天练习1或2次,每周5天,1 - 3周。运动实践包括任务,旨在改善关节稳定,流动性,和力量,以及达到,并掌握和释放练习。最重要的是,病人接受额外APBT练习mirror-symmetrical腕屈伸运动前10分钟运动实践。改进的震级FMA和行动研究机构测试(ARAT)个月随访评估后处理以及在病人额外的APBT更大。再次干预没有dose-matched。

APBT设备(摇滚歌手)不是商用。

3.1.4。Able-X

最近,迁移型游戏控制器(CyWee Z)已经被纳入一个定制的车把(Able-X,见图6),以便使它适合两国使用30.]。CyWee Z定位在车把手,旋转在横向平面上产生横向鼠标光标翻译在电脑屏幕上,在矢状面产生垂直旋转鼠标光标翻译。使用一套游戏可以提供一系列毕业的物理挑战CyWee Z。

十四慢性中风患者参与一项研究旨在确定一个双边的有效性,且上肢康复干预使用车把CyWee Z [30.]。所有患者接受了一个控制治疗,其次是冲刷时间,最后干预。初始控制期间,病人打了四个简单的基于鼠标的电脑游戏少与他们的个人电脑(PC)上肢受损。提供的培训小组会议,与三个参与者在三台电脑上的监督下一个或两个治疗师,2.5周期间包括8到10会话,每个45到60分钟。随后一段时间的2 - 3周期间没有干预。最后,患者接受干预由玩游戏PC上使用定制CyWee Z车把。在控制治疗,三个参与者在三台电脑上由一个或两个治疗师,监管,相同数量的治疗师的互动提供了两种类型的治疗。干预持续了8 - 10的45 - 60分钟的时间2.5周。每一次会议期间,参与者估计至少500年重复和可能多达800个重复。一个重复可以上下运动,左右运动,或者(在大多数情况下)两者的结合(例如,移动光标从中心到右上角的屏幕)。 Scores on the FMA improved significantly after intervention. Scores on the WMFT and Disabilities of Arm, Shoulder and Hand (DASH) did not improve.

Able-X车把(包括CyWee Z)是商用http://www.im-able.com/。

3.2。机械设备

3.2.1之上。H-O-H

Hand-Object-Hand (H-O-H)系统(见图7)是第一个两国在中风康复训练设备引入[19]。这个机器人训练设备的设计介绍了更复杂的设备对卒中后上肢康复机器人援助。H-O-H系统双手放在两个刚性处理限制病人的学术和扩展的手腕动作,也就是说,一个自由度(自由度),需要协调。长17.5厘米pencil-like对象组成的两个机器螺丝连接到双方之间的测力传感器放置的远端部分处理。机器人援助由计算机控制的电动机安装下面的一个句柄。系统可以部分或全部代替在两个任务:一只手有节奏地从左到右移动的对象,反之亦然(即。手,平行运动)和挤压。

尽管H-O-H系统一直主张卒中后上肢训练,没有报告临床结果到目前为止,也没有系统的商用。

3.2.2。用双手的解除Rehabilitator

用双手的解除Rehabilitator(见图8)是一种二自由度连杆,捕捉的动态用双手的解除(31日]。的两个链接的对象与两个把手举起,而其他链接提供了测量对象的垂直位置和援助在一只手臂的力量不足或不够。计算机控制电机,定位附近的手肘和附加的链接与前臂最受损,调整提升力最受损的上肢时采用转矩控制链接的链接是倾斜的。附近的倾斜与电位计测量定位轴承之间的两个链接。用双手的解除Rehabilitator能够部分或完全替换一个上肢的力量,例如当提升餐厅托盘端着一杯咖啡。

像H-O-H系统,没有临床试验的报道的用双手的起重Rehabilitator可用,也不是设备商用。

3.2.3。MIME

镜像运动增强剂(MIME (32)是一个6自由度机器人机械手(彪马560,史陶比尔Inc .),配备了致动器应用在有目的的运动(见图9)。MIME系统集中在肩部和肘部功能。受影响最严重的前臂和手绑在一个定制的夹板,限制他们的手和手腕运动和附加到终端执行器。影响较小的上肢是绑在一个相似的夹板连接到数字转换器。机器人的6自由度使前臂可以定位在一个大范围的位置使病人练习非常复杂3 d运动模式。六轴传感器措施之间的力和力矩受影响最严重的上肢和机器人。MIME支持四个模式符合运动的。在用双手的模式下病人指示执行用双手的镜像运动而机器人协助受影响最严重的上肢不断将受影响最严重的对侧上肢前臂的镜像方向和位置。被动、主动辅助和active-resisted模式单方面的培训模式。

MIME系统被用于三个随机临床试验(相关的)。在第一个随机对照试验(33),MIME系统的影响与无损检测针对慢性中风患者的上肢。总共27个患者接受24小时的治疗超过2个月。治疗师在菲利普-马萨失明组分配评估结果,功能独立性测量(鱼类),和生物力学强度和运动学。经过2个月的培训小组与MIME系统接受治疗有更大的改进在菲利普-马萨的近端运动部分,近端强度更大的收益,增加达到程度比接收无损检测。菲利普-马萨区别组消失6个月的观察。然而,MIME系统集团在6个月的鱼翅显示更大的改进跟踪;治疗后直接的差异不存在。在这个个随机对照试验所有四个模式符合运动的被使用,这意味着该集团与MIME系统接受治疗花了大约12分钟每个会话的双边模式和25分钟单边模式。因此,目前还不清楚哪种类型的培训(双边或单边)对观察到的贡献最大的改进。

在第二个随机对照试验(34),中风患者亚急性期招募和分歧四组。另一组接受的无损检测针对上肢近端()和三组接受机器人协助治疗:双边(),单侧()或组合单边和双边()。所有组收到15小时治疗会议超过4周。相比无损检测组,只有结合单边和双边(课本)组表现出更大的收益在近端FMA和协同运动状态评分在治疗后的规模。然而,这种差异消失后6个月。在所有治疗组6个月跟踪所有收益是等价的,除了单方面集团提高远端FMA大于合并后的单边和双边组。

第三个随机对照试验的结果,包括患者卒中后7 - 21天之间,去年被报道(35]。54个接受治疗的患者被随机分配在三组3周。低剂量符合集团收到了15个小时,高剂量符合集团30小时的培训与MIME系统在所有四个模式。第三组收到了15个小时的常规上肢训练。符合集团高剂量治疗后显示在鳍的分数比传统的培训集团。在6个月跟踪这种差异不再是礼物。然而有显著区别的高剂量和低剂量的机器人援助团体修改Ashworth规模(MAS),前者比后者有更大的肌肉张力增加;不同,不存在后立即治疗。

MIME系统不是商用。

3.2.4。ARCMIME

ARCMIME(见图10临床)的目的是为了开发一个可行的商业与临床结果类似MIME系统设备(36]。ARCMIME结构由铝型材和线性滑臂夹板安装。系统设计,这样它可以手动调整和重新配置。螺旋角可以调整85°水平和两臂的线性幻灯片可以旋转345°个人枢轴点。与MIME系统允许在3 d动作,沿着线性幻灯片ARCMIME只允许运动。

四个中风患者和两个健康受试者执行的任务与ARCMIME以及MIME系统比较两个系统的操作(36]。十个试验的四个模式进行两个运动轨迹。运动模式匹配时,力指向目标的局部麻痹的四肢没有显著不同的两个系统。从这些结果得出临床收益与MIME系统与ARCMIME系统可能是可再生的。

ARCMIME系统不是商用。

3.2.5。Braccio Di铁

Braccio di铁(见图11)是一个平面manipulandum与2自由度由两个汽车(37]。作战飞机可以改变从水平到垂直。Braccio di铁可以生成四种力量:一个辅助字段,一个电阻弹性领域,严格的“墙”和粘性。这种触觉机器人的主要目的是单边使用。然而,通过替换处理length-adjustable酒吧可以自由旋转,Braccio di铁也可以用于双边培训。杆旋转电位计测量。

与Braccio di铁的双边培训与慢性中风患者进行测试。在两个可行性研究(38,39)患者进行向前和向后运动勃拉其奥di铁生成四种类型的部队了。培训周期由五个交易日在2到3周,每个会话持久不超过45分钟。所有患者改善他们的表现:运动变得更快,更流畅,更精确,并要求减少水平的辅助力量。然而,没有报告临床结果。

Braccio di铁不是商用。

3.2.6。用双手的手把

的用双手的手把(40)有两个活跃的自由度(见图12)允许向前和向后平移运动和旋转运动的末端执行器绕轴垂直的方向翻译。双手手把是由两部分组成,安装在末端执行器和独立测量每使用两个6自由度上肢力量所产生的力和转矩传感器。完整的车把转动方向盘和可以积极抵制主题的运动。液晶屏是安装在车把的顶部,使虚拟任务的可视化表示。主体的任务是跟踪一个参考对象在屏幕上通过移动机器人末端执行器,也显示在屏幕上的跟踪对象。在双边模式下,双手握着车把,必须协调他们保持跟踪对象的方向恒定。

迄今为止没有报告临床试验装置,它不是商用。

3.2.7。Bi-Manu-Track

开发研究小组Reha-Slide还开发了Bi-Manu-Track [41]。Bi-Manu-Track是由电脑控制的电机驱动的手臂教练允许双边培训两种运动模式:前臂支持和旋后,手腕弯曲和扩展(参见图13)。运动模式之间的切换设备可以通过90°倾斜。Bi-Manu-Track支持三种计算机控制模式的实践。在passive-passive模式双臂机器人控制。在被动模式下越少受损上肢积极行动处理,而机器人指导最上肢受损。双臂active - active模式进行积极的克服初始等距阻力。运动可以是就(同步)或平行(反相)。振幅、速度和抗性可以单独设置。

Bi-Manu-Track测试第一次在12慢性中风患者(41]。上进行全面的康复计划每天患者上肢训练15分钟所有三种模式的Bi-Manu-Track在工作日,3周。治疗后MAS分数显示显著降低肌肉张力的手腕和手指。然而,成绩回到预处理3个月的观察值。等分数,Rivermead汽车评估,没有明显变化。

在一个随机对照试验的影响治疗Bi-Manu-Track比较与腕伸肌的肌电刺激治疗严重轻偏瘫患者(42]。总共44例脑卒中后4 - 8周两组随机。所有患者接受20分钟每工作日6周。Bi-Manu-Track集团执行每届:800重复200年的手腕passive-passive模式和200年周期的主被动模式,200年前臂passive-passive模式和200年周期的主被动模式。这些病人也允许重复练习25到50 active - active模式。电刺激组练习60 - 80手腕扩展重复每个会话。上肢肌肉力量和FMA评分显著增加Bi-Manu-Track组比电刺激组治疗后3个月的观察。

在另一个随机对照试验Bi-Manu-Track是用来测试的效果与经颅直流电刺激的双边机器人协助培训(tDCS) [43]。在这项研究中,96名患者有严重上肢损伤3 - 8周后中风被随机分配在三组。6周,另一组接受阳极的刺激进行半球和一组阴极的刺激contralesional半球的20分钟。第三组接受假刺激。在刺激病人练习400次重复两个不同的双边活动Bi-Manu-Track。passive-passive和主被动模式中使用培训。Bi-Manu-Track培训和tDCS被附加到一个正在进行的全面康复计划包括日常测力计的训练,每天45分钟的理疗,每周4次30分钟的职业治疗。所有患者改善FMA和《生活,但没有差异组治疗后和三个月的观察。

第三个随机对照试验的影响相比Bi-Manu-Track训练dose-matched主动控制疗法(44]。两组10慢性中风患者接受90 - 105分钟的训练每个工作日为4周。Bi-Manu-Track组练习300 - 400前臂passive-passive重复的模式,300 - 400年在被动模式下,150 - 200前臂重复,重复和150 - 200的手腕在active - active模式在一个会话。患者主动前臂支持和旋后或主动手腕弯曲和扩展引入了第四个模式(passive-active)最受损上肢积极执行培训周期。计算机软件程序添加到Bi-Manu-Track训练,患者接受直接的视觉反馈对他们施加在训练的动作或力量。符合培训后病人练习各种功能活动15分钟。对照组收到dose-matched培训协议,包括无损检测、强调功能任务训练。Bi-Manu-Track组显著增加FMA评分,上肢活动比率与加速度计(评估),上肢使用的数量和质量(MAL)评估,和用双手的能力(与ABILHAND评估问卷)。没有鳍和差异没有后续的评估报告。

试点研究,检查21例脑卒中后在慢性阶段,符合培训与Bi-Manu-Track单边和双边相互比较和与标准上肢康复45]。双边Bi-Manu-Track组训练类似上面描述(44]。单边Bi-Manu-Track组收到了修改后的协议,只有最受损的上肢训练。在active - active模式,最损害上肢不得不移动处理对电阻(治疗师)设定的通过整个运动(相比只有克服初始阻力)。对照组收到dose-matched治疗活动涉及负重、伸展、加强,和单边和双边协调,和精细运动任务。单边Bi-Manu-Track组改善更菲利普-马萨总分,“近”的得分,远端肌肉力量比双边Bi-Manu-Track和对照组。然而,双边Bi-Manu-Track集团近端肌肉力量的增长超过了单边Bi-Manu-Track和对照组。没有在MAS差异,没有后续评估报告。

同一研究小组进行了一个随机对照试验和慢性中风患者,比较Bi-Manu-Track双边上肢训练与therapist-based双边上肢训练和控制治疗46]。所有组接受治疗的90 - 105分钟会话,每周5次,4周。双边Bi-Manu-Track组训练类似上面描述(44]。therapist-based双边上肢训练小组练习各种双边功能任务在一对一的监督下的治疗师。涉及治疗对照组常规治疗上肢活动,单边和双边的精细运动的任务,和补偿功能练习任务。菲利普-马萨,therapist-based双边上肢训练小组显示远端部分得分高于对照组。中风的影响规模(SIS), Bi-Manu-Track集团更好的规模实力,身体功能域,和总得分比对照组。此外,三组之间的运动学变量不同。therapist-based双边上肢训练小组展示了更好的时间效率和平滑,直树干运动,和更少的树干Bi-Manu-Track和对照组相比补偿。Bi-Manu-Track集团增加了肩弯曲而therapist-based双边上肢训练,对照组。

目前,一个随机对照试验在慢性阶段患者卒中后(6日到24日个月)在操作(http://www.clinicaltrials.gov/NCT01525979)。在这个5-arms个随机对照试验治疗中使用的Bi-Manu-Track单边和双边的方式是与单边相比,双边或任务相关上肢训练相结合。

在Reha-Stim Bi-Manu-Track是商用,柏林,德国。

3.2.8。手机器人康复设备

2009年,Rashedi et al。47)报道,另一只手机器人康复设备的设计和开发(见图14)。Bi-Manu-Track一样,它使双边培训两种运动模式:前臂支持和旋后,手腕弯曲和扩展运动。三个不同的模式编程设备:被动模式中运动的速度和范围可以单独控制,积极的用双手的模式不受损的上肢动作最受损上肢镜像运动模式,和一个活跃的模式中,每一方可以单独针对一个可变电阻。

没有报告临床试验装置,它不是商用。

3.2.9。BFIAMT

两国及等速手臂运动教练(BFIAMT,见图15)是一个robot-aided设备2伺服电机,2平行辊指南2处理,2前臂波谷,2负载细胞,一个控制面板48]。BFIAMT像前面描述Reha-Slide(在并行处理可以向前和向后移动跟踪),尽管与BFIAMT伺服电机可以提供援助或抵抗运动期间,和负载细胞检测拉动和推动力量。设备支持四种不同治疗模式:双边被动,两国主被动,双边互利,双边对称的上肢运动。

BFIAMT是用于一个队列研究慢性中风患者(48]。病人是一个培训项目组成的40分钟的训练每周3疗程8周。治疗包括两部分。在第1部分中(30分钟)患者连续完成3套20重复的双边对称的手臂与BFIAMT推和拉的动作。主题的等距最大部门推和拉强度越少和大多数受损上肢治疗之前被识别。预设要求部队3组分别为10%,20%,和10%的最大推和拉的力量和影响武器的影响。此外,受试者被要求执行双边对称的推拉运动舒适的骑行速度;最喜欢骑自行车频率为0.1赫兹。在训练双边推和拉军队所示实时视觉反馈的病人。通常,受试者继续施加要求部队双边10秒钟完成顺利推拉运动。 In Part 2 of the treatment (10 minutes), patients received a conventional rehabilitation program focused on treatment that did not provide symmetric bilateral movement and resistance training to the upper limbs. This program included range of motion exercise, muscle tone normalization, compensatory activity of daily living training, postural control training, and gait correction. At posttreatment and 8-week follow-up assessments upper limb function (assessed with FMA, MAS, and Frenchay Arm Test) had improved significantly, as well as grip, push and pull strengths, and reaching kinematics.

BFIAMT不是商用。

3.2.10。Bimanual-Coordinated训练系统

bimanual-coordinated培训系统是一个主从系统配置了两个相同的终端,每个肢体(一个49]。两个length-adjustable处理肘部弯曲伸缩运动与终端相连,两个转矩传感器和一个扭矩信号放大器应用于测量终端扭矩和验证扭矩两终端之间的关系。此外,系统配置了两个相同的发动机和变速箱。这两个电机的工作状态由上肢的力量施加在两个终端。终端接收更大的力量用来生成主终端状态和行为,而另一终端工作在电动状态和行为作为奴隶终端。系统支持三种培训模式:(i) passive-driven模式与上肢受损越少开车最受损上肢(被动移动),(2)主动辅助模式越少受损上肢最受损的上肢协助完成所需的运动,和(3)active-resisted模式少受损上肢最受损的抵制运动上肢(这里的电动机由最受损上肢表现作为主人,而电动机控制的少受损上肢表现奴隶)。

没有报告临床试验装置,它不是商用。

3.2.11。坐在驾驶座上

司机的手臂模拟环境疗法(驾驶员的座位;参见图16)是作为一个典型的康复设备开发50]。驾驶员的座位是一个1-DOF与伺服电动机和一个机器人装置adjustable-tilt split-steering轮测量位置和力相关的性能。split-steering轮与驾驶模拟器硬件接口,生成逼真的图形与转向动态相关道路场景和收集数据。方向盘配置措施产生的力量与每个独立部门。设备允许三种操作模式:被动运动,积极指导,和正常的指导。被动运动模式越少受损上肢的转向而最受损的上肢是被动的帮助下伺服机构。在主动转向模式受试者被要求引导最上肢受损而放松对侧上肢。在这种模式下最多的伺服机构是用来鼓励转向上肢受损而参与少受损上肢积极鼓励通过部分抑制。调用该克制使用矫正力信号定义为轮子的加劲比例越少受损上肢轮缘上的切向力。在正常驾驶模式鼓励学科实践协调推动和改善他们的力量积极指导与上肢对称性。

在一个实验涉及8慢性中风患者和8个健康受试者的影响转向(主动转向模式)和没有(正常转向)力信号进行比较51]。患者中风、力信号显著增加生产扭矩活动指导方向和重力最上肢受损。

司机的座位不是商用。

3.2.12。自适应用双手的机器人培训

Trlep等人开发的另一个机器人系统设计指导任务(52]。这个系统使用HapticMASTER机器人系统(FCS控制系统、荷兰)。HapticMASTER现有的3自由度的扩大与一个额外的活动关节的机器人允许模拟一个活跃的方向盘。用双手的车把独立安装在机器人的末端执行器测量每个部门所产生的力量。车把转动方向盘和可以积极抵制主题指导(见图17)。与上肢支持被动重力补偿机制,对象可以执行的任务在一个虚拟飞行模拟器环境。机器人编程限制车把的运动轨迹的三种运动模式:(i)垂直运动与活跃的肩膀弯曲肘部,(ii)水平运动积极扩展肘、肩伸长,和(3)孤立活动肘部扩展。在运动主题使用最刺激受损的上肢对阻力产生的机器人。如果最上肢受损是无法执行的要求,适用于上肢受损越少的力量缩小使用一种自适应增益刺激使用最多的上肢受损。

自适应用双手的机器人训练系统测试在4慢性中风患者(52]。所有患者接受8训练;2每周训练一段4周。每个训练包括前面所述的三个演习。每个运动是第一次做单方面使用上肢受损越少,随后在两国模式,最后作为一个单边最受损的上肢运动。十个刺激运动在每个训练模式进行。训练任务的三种运动模式导致改进性能在双边和单边的任务取向和位置跟踪。没有临床试验结果报告。

自适应用双手的机器人培训体系尚未投放市场。

3.2.13。虚拟现实的钢琴

虚拟现实钢琴(见图18)是一个机器人/虚拟环境系统设计用于中风患者的上肢训练(53]。虚拟现实钢琴了视觉、听觉和触觉反馈与一个真正的钢琴使用力反映外骨骼(手部)。上肢跟踪(服)允许病人训练手臂和手协调单位。虚拟现实钢琴包括歌曲和尺度,可以执行一个或两个上肢。适应性强的触觉援助用于更复杂的病人,和一个算法调整任务困难的病人比例的性能。

虚拟现实钢琴测试有四个慢性中风患者(53]。所有患者改善性能的时间和按键的准确性,和3例显示改进的能力单独移动每个手指经过8 - 9天的培训,90分钟。捷成测试的两个病人改善患者手功能和3的4 WMFT改进。

虚拟现实钢琴不是商用。Dieburg,手部可在VRLOGIC GmbH德国和服系统LLC圣何塞美国CA。

3.2.14。EXO-UL7

EXO-UL7是手臂外骨骼机器人每个手臂(参见图7自由度19)。七个单轴转动关节负责肩膀abduction-adduction,弯曲伸缩和内外旋转,肘部弯曲伸缩,和手腕pronation-supination,弯曲伸缩,radio-ulnar偏差(55]。四个基础力/力矩传感器连接到上臂,较低的手臂,手和提示的外骨骼人机交互。一起控制PC和PC游戏,病人可以操纵虚拟对象在视频游戏接受触觉反馈(54]。机器人可用于单边和双边培训。在单边模式最受损上肢支持弱辅助力量向目标。双边模式所需的关节角的镜像对称传播从少受损上肢最受损(主)上肢(奴隶)。

在小型个随机对照试验中,15个慢性中风患者被随机分配在三组:单方面机器人培训组,双边机器人培训组和常规治疗组(54]。只有两个机器人培训组的结果报道。两个机器人培训组收到的两个90分钟的会议培训一个星期,6周。每个会话的不同组合八视频游戏与EXO-UL7玩。结果显示两个机器人培训组之间无显著差异FMA评分的改进。然而,在运动学变量有显著差异的双边机器人培训。

EXO-UL7不是商用。

总结回顾的机械表提供双边上肢训练设备1,同时总结了机械设备表2。

4所示。讨论

在上述中,我们回顾了两国上肢训练设备的主要特点,提出了在文献中以及他们潜在的临床应用是当前可用的函数临床证据和商业可用性。尽管本文讨论的设备不太可能代表的完整光谱双边上肢为卒中后康复训练设备,纸是代表,它涵盖了最突出的设备和提供了一个准确、先进的潜力的概述,和所涉及的困难,在卒中后康复机械和机器人设备的集成,包括它们的可用性。

尽管讨论设备的共同点,他们都是专为双边开发的上肢训练或者至少支持双边上肢训练作为一个杰出的训练模式,他们明显不同的机械和机电的复杂性。而一些设备的机械特性,比如BATRAC(顺风)Reha-Slide和Reha-Slide相提并论,是相对简单的,还有一些涉及复杂的形式的机器人控制和复杂的工程解决方案。更简单的康复设备显然是更容易实现,因为它们是相对简单的操作,以更低的成本比使用大量技术设备的设备更精确的测量和运动控制。重要的是,在某种程度上,坚实的临床结果可供双边上臂训练设备,没有迹象或趋势明显,更复杂的设备将会有更大的临床疗效比更简单、成本更低的解决方案。

可以从表感激1和2,可用的证据的临床疗效双边上臂在卒中后康复训练设备是相当有限的。没有了临床结果为9的20个设备进行了讨论。此外,据临床结果措施的证据地位的其他8个设备是有限的,由于设计限制和其他方法的缺点。其中包括以下。首先,只有一些相关进行测试讨论设备的功效。根据普遍接受的层次结构证据,最可靠的证据来自荟萃分析在系统评价,其次是来自相关的证据,队列研究,案例研究。积极讨论的案例研究和队列研究结果本文只提供表明一个特定的设备可能在康复是有益的。在许多情况下,与其他相关的治疗形式比较缺乏,所以是不可能做出任何陈述的相对优势或劣势培训在一个特定的设备相对于其他干预措施。第二,一些相关的报道可能是有偏见的,因为他们没有控制的培训。例如,在培训的时间由APBT组比对照组(28),手腕动作的重复数Bi-Manu-Track组的数量远远超过重复电刺激组(41]。当然,无可否认,这组之间的差异与机械或机械训练设备提供的优势,即运动可以大大增加重复的数量相比,传统的治疗方案。第三,在几项研究中发现积极的临床结果,是不可能把观察到的影响双边培训本身,培训协议还包括单边培训。同样,它是不可能告诉是否影响是由于练习近端或远端部分的受影响最严重的手臂,主动,被动,或协助培训最不良的肢体,或执行同相或反相协调模式,因为这些方面系统地控制设计的研究问题。

根据临床结果和讨论结果从以前的荟萃分析13- - - - - -18),双边上肢训练(有或没有培训设备)似乎至少有效替代的治疗形式,它的额外的好处是训练设备允许增加训练强度和频率以及独立训练的机会(1- - - - - -4]。然而,还需要更多的研究多进行了迄今为止为了调整治疗患者个体的特定需求和特点。首先,有一个明确的需要个随机对照试验的目的和系统测试的各个方面两国培训:双手和unimanual,近端和远端,主动与被动或辅助运动,其功效(子)患者急性和慢性中风。第二,更重要的是要知道它到底是什么,病人从双边上肢训练和机制是什么潜在的这种学习过程。这意味着测量临床结果的改变是不够的,但是神经重组的措施(参见[23]),运动学,时机也必须注册,,例如,在ULTRA-stroke试验(21]。目前,很少有我们可以总结现有文献对这些方面。

总之,你可以得出这样的结论:双边培训的原则,并承诺适用于上肢的运动功能的康复,不仅引发了理论上的动机研究在这一领域,但也各有前途的创新机械和机械设备的目的,或至少在一定程度上,适应上肢的双边培训。然而,最初的临床结果还没有这样的口径的设备问题,它们是基于概念是牢固确立。而是,最初的临床结果不排除的可能性的概念双边培训和陪同机械和机械设备可以提供一个有用的扩展现有形式的治疗。然而,来证明自己的价值,更多的研究和足够的实验,dose-matched设计和足够的统计能力是必需的。,每个人都应该避免科技设备的扩散不充分的证据基础,确保技术进步成为并保持与概念和经验的发展。

确认

作者要感谢Sergei诉Adamovich Appel克丽丝,埃里克·Aßmann查尔斯·g·Burgar莫拉Casadio,杰拉德g . Fluet Juha m . Hijmans Machiel van der厕所,彼得·s .亮度专家Alireza Mirbaghery, Eshan Rashedi,雅各布·罗森Mary Ellen Stoykov Fong-Chin苏,电气自动方式Trlep提供照片。

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