卒中后早期康复使用机器人倾斜台步进和功能性电刺激

文摘

背景。中风通常留给幸存者轻偏瘫。为了防止持续的赤字,如果开始早期康复可能更有效。培训往往是有限的,因为早期直立性反应。倾斜台走机器人和功能性电刺激(FES)可以预防这些反应。客观的。这个控制便利样本研究比较机械的安全性和可行性倾斜台培训+菲斯(ROBO-FES)和机器人倾斜台单独培训(无袖长衫)对倾斜台(控制)。初步评估的执行效果。方法。Hemiparetic缺血性中风幸存者(年龄年,天后ROBO-FES(中风)被分配到30天),无袖长衫(),或者控制()除了传统的物理治疗。阻抗图和经颅多普勒超声表现之前,期间和之后的训练。轻偏瘫是评估使用英国医学研究委员会(MRC)的力量。结果。没有发生严重不良事件;倾斜台组的8个病人过早退出研究,因为直立性反应。血压和CBFV下降%在机器人训练。平均动脉压下降了52%的控制%。ROBO-FES增加腿部力量点,无袖长衫,超过控制(,)。CBFV增加机器人的两组以上的控件()。结论。机器人倾斜台运动有或没有菲斯是安全的,可能会更有效地提高腿部力量和脑血流量比倾斜。

1。介绍

中风全世界对社会构成巨大的医学和社会问题。中风发病率范围在101 - 285年间每年每100.000居民根据大陆和地区(1]。百分之九十的中风幸存者留下了赤字,和大约三分之一仍依赖在日常生活活动2]。尽快开始康复,因此,是一个关键的中风治疗的目标。可怜的结果更有可能如果康复延迟3]。进一步复苏早期动员是重要的一步。避免试验的对象是动员起床在24小时内中风后表明,早期动员是安全的(4和有效地降低长期依赖5]。不过,在大多数中风服务病人躺在床上的时间太长,因为循环不稳定的或有限的病人合作。

机器人可以帮助早期的动员。机器人可以帮助患者改变状态的警惕使得重复运动可能引起中枢神经系统重组过程,导致功能恢复(6]。机器人倾斜表可能会使病人在一个垂直位置而移动双腿,防止血压下降。机器人治疗安全、成功地用于急性中风患者在过去(7]。功能性电刺激(FES)是另外一个策略积极协助运动病人不能移动。功能性电刺激(FES)诱发肌肉收缩的电极通过皮肤(8)或植入目标肌肉(9]。菲斯已经成功用于协助走(10)和达到运动(11]。

对机器人和菲斯疗法,安全、可行性和有效性已经证明在患者在卒中后的急性期。这里的目标是评估安全特别符合verticalization对直立性的反应与中风后不久,没有菲斯。也进行了初步评估的有效性。

2。方法

2.1。参与者

本研究评估急性康复机器人的安全性和可行性/菲斯的便利样本病人被分成三组允许群体间(控制)的比较。试验不满足配偶标准的随机对照试验,因此没有注册。

入选标准是缺血性中风在大脑中动脉的领土不超过7天前报名参加了审判。轻偏瘫患者4或更少点MRC规模都包括在内。缺血性中风的诊断是由CT或MRI证实的。

我们排除了一个患者署> 16分,因为我们认为疾病的严重程度会干扰病人的可访问性培训。更多的排除标准严重认知障碍(MMSE < 10),严重的失语症,血压(BP)持续高于160/100 mmHg或低于90/60毫米汞柱,颈内动脉狭窄> 60% NASCET标准,严重的心脏病,心脏内的血栓,严重的医疗条件,下肢的挛缩,血栓性静脉炎,和下肢深静脉血栓形成。所有患者给予书面知情同意。实验协议机构伦理委员会批准。

所有患者接受照顾急性缺血性中风根据机构协议按照国际准则。传统康复包括物理和物理治疗(体育锻炼、按摩、和机械疗法)是30天(0.5 - 1 h /工作日)其他除了实验和控制治疗。

并行的传统疗法,参与者收到机器人倾斜(Erigo、Hocoma AG)、Volketswil、瑞士)结合菲斯(ROBO-FES),机器人倾斜台(无袖长衫),单独或倾斜台培训(控制)。小组的任务是由天入学;也就是说,病人在周一或周四被分配给ROBO-FES,那些承认周二和周五无袖长衫,和那些在星期三和星期六承认控制。

2.2。装置

机器人倾斜(Erigo Hocoma AG) Volketswil,瑞士的人物1)由一个担架,可以0°-80°之间的倾斜与集成弹簧加载的腿和脚板块。脚盘执行stepping-like运动。培训Erigo结合动员从床上爬起来,身体verticalization,节奏与循环荷载腿运动。

2.3。培训协议

机器人治疗管理根据以下协议。每天病人收到20到30分钟的培训在30天。在前三个训练患者逐渐从10到30度,再造和步进的速度进行38-40每分钟的步骤。加载的腿是被动或passive-active。会议5,verticalization然后增加到60度每分钟40-56步骤。通过会议24日verticalization进一步增加到80度所容忍的病人。对照组感动在垂直位置倾斜使用相同的协议,除了没有步进或菲斯。

ROBO-FES组额外菲斯使用6通道刺激器(梅德尔GmbH Motionstim 8日,汉堡,德国)。电极放置在股二头肌、股四头肌和腓肠肌的腿。刺激与机器人腿部运动同步:股二头肌、腓肠肌肌肉和刺激的时候腿弯曲;股四头肌是模拟的时候腿扩展。刺激强度变化之间的5和100毫安。

2.4。结果测量

轻偏瘫是用英国MRC实力规模。收缩压和舒张压和中风卷用阻抗心动描记法测量(美国Niccomo PC Cardioscreen 1000)。脑血流量评估使用经颅多普勒超声(TCD)大脑中动脉的半球中风的影响。TCD使用脉搏波进行多普勒和距离选通脉冲2 MHz探针(Nicolet, CareFusion、罗尔、瑞士)是由一个头盔固定在颞骨窗口(美国斯宾塞技术,西雅图,佤邦)。MCA受到声波的作用在55毫米的深度。最大收缩速度、最低舒张速度和外周阻力的索引(使用指数(PI)和阻力指数(RI))测定。阻抗图和浴室都执行了30分钟。所有结果措施收集1 - 2天内开始前和结束后30天的培训。此外,脑血流量和血流动力学参数测定在第一次训练。

2.5。统计分析

SPSS公司SPSS(版本11日,芝加哥,美国)是用于所有统计分析。因为每组样本规模小,非参数测试(测试克鲁斯卡尔-沃利斯,千瓦)被用来评估小组的影响的变化每个结果变量(postintervention基线)。因为没有主要的结果变量是判断我们现在结果还为多个比较使用Benferroni修正的修正收缩压和舒张压测试(力量、Barthel MCA速度,π,RI,收缩压和舒张压)。邓恩的多重比较检验被用于每个干预组和对照组之间比较。的显著差异在基线,基线变量是包含在模型中作为协变量。双尾值< 0.05被认为是重要的。

3所示。结果

共有128名患者。24例辍学的原因各不相同(见图2)。不良事件与治疗的关系,也就是说,直立性反应导致眩晕,只发生在倾斜台组()。这八个病人选择终止研究被排除在进一步的分析。

38岁的104名患者完成了研究的治疗与ROBO-FES 35与无袖长衫,31日与倾斜(控制)。104名受试者的平均年龄年(平均±标准差)。在52个病人,中风大脑右半球的影响。病人的人口统计,心血管风险参数,和基线障碍和依赖前组展示在表1。除了轻偏瘫,34%的患者感觉赤字,和25%患有共济失调。平均培训开始天后中风。

3.1。30天的训练的影响

训练诱导的变化结果措施总结表2。腿部力量改进治疗方案之间的不同(19.3 KW统计,,Bonferroni纠正,图3(一个))。在ROBO-FES腿部力量增加超过控制(邓恩的测试)。无袖长衫的区别和控制和机器人组不显著。同样,Barthel指数增加ROBO-FES比无袖长衫或控制,但集团的总体效果不显著(5.92 KW统计,,Bonferroni-corrected,图3 (b))。

组显示不同MCA血流速度的变化在30天的培训期间(69.2千瓦,收缩压和舒张压速度,67.4千瓦,Bonferroni-corrected,数据4(一)和3 (b))。脑血流速度改变最ROBO-FES之后其次是无袖长衫和控制(所有组差异显著的收缩压和舒张压速度)。使用指数(PI)改善ROBO-FES比控制和无袖长衫组效果60.1千瓦,,Bonferroni-corrected邓恩的事后考验;无袖长衫和控制之间的区别不显著)。有显著组影响阻力指数(RI, 6.14千瓦,),但结果是不再重要的多重比较校正应用时()。邓恩的事后测试对比组微不足道(数字4 (c)和3(d))。所有模型对MCA血流参数给类似的结果如果相应的基线变量作为协变量包括到模型中。

舒张压但不是收缩压是影响集团(7.76千瓦,,Bonferroni-corrected,包括基线舒张压作为协变量,事后ROBO-FES和无袖长衫的区别,,数据5(一个)和4 (b)。类似地,组对中风的影响卷只有显著(6.97千瓦,)如果多个比较没有纠正()。在基线组之间有显著性差异()。如果基线值作为协变量的方差分析模型,输入组的效果消失了(未修正的,图5 (c))。

3.2。培训期间脑血流量和血压

平均动脉压下降开始会话1 5.7%,0%,28%,ROBO-FES,无袖长衫,和对照组,分别。地图迅速回到基线之后(图6(一))。没有引起体位性低血压患者在无袖长衫和ROBO-FES团体或直立性反应在垂直位置时所定义的减少≥20毫米汞柱的收缩压和舒张压(≥10毫米汞柱12]。但52%的对照组显示低血压至少105/76毫米汞柱。在所有的患者中,这被认为是显著的压降足以授权终止培训。不过八个病人在对照组决定停止和退出研究(这些是不包含在分析)。血压变化只发生在第一次verticalization 9分钟。

意味着MCA血流速度下降了9.4%,7.6%,和10%在第一次在ROBO-FES 9分钟的训练,无袖长衫,和对照组,分别。随后,血液流动在整个训练(图保持稳定6 (b))。

4所示。讨论

这项研究表明,机器人倾斜台培训(无袖长衫)结合功能性电刺激(FES)是安全的,可以提高强度以及脑血流量和血压。作为一个传统理疗,ROBO-FES只比verticalization更有效使用倾斜。无袖长衫培训没有菲斯诱导变化小于ROBO-FES但仍优于倾斜台改善腿部力量和脑血流量。

早期动员起床通常需要防止系统卒中后并发症(13]。避免随机对照试验表明,早期动员卒中后在24小时内利益流动和功能独立一年后(5]。动员是有时难以实现:减少警惕和cooperability,树干不稳定,推杆式症状,直立性低血压,物流或空间约束可以推迟动员。简单的设备来促进身体verticalization倾斜表,但他们的价值是有限的,因为他们不鼓励肢体运动和可能引发低血压。机器人倾斜表的使用,将腿被动模式,类似于步进和模拟体重腿关节按腿。功能性电刺激可以激活腿部肌肉产生stepping-like模式。相结合,这些干预模拟直立行走的感觉反馈的签名。

提出了不同的侧重使用机器人动员和菲斯。一是完善直立性低血压,这是常见的脊髓或创伤性脑损伤患者。静脉回流,因此,心输出量增加在被动的腿周期运动在健康和主题与脊髓损伤(14]。类似的效果观察与功能性电刺激诱发的腿骑自行车(15]。病例分析的确表明,机器人verticalization与低血压患者发作比倾斜台培训(少16]。我们的研究强烈支持这些发现:没有观察到显著的低血压的期间verticalization机器人倾斜有或没有菲斯。相比之下,超过一半的患者在倾斜台组显示,血压降低20%或更多。因此,增加步进运动可以预防直立性verticalization早期反应。这一发现可能是由于更好的静脉返回通过步进运动。

除了直立性反应,verticalization可能导致伤害减少脑血流量,这取决于位置。降低头部被建议来改善血液流动在卒中后的急性期里(17]。因此,我们测量脑血流量在训练速度。脑血流量下降< 10%发生在所有组会话的开始。尽管如此下降,患者仍无症状。

第二个理由是提高警惕。在昏迷或植物人,verticalization可以提高意识的恢复(了18])。是否增加步进或菲斯倾斜台曝光增加这种效果,这是未知的。没有我们的病人昏迷;因此,我们不能说这个理由。

第三个理由是减少运动损伤,防止长期痉挛状态,提高强度。我们的研究表明,腿部力量改善ROBO-FES后与无袖长衫和控制。然而,这项研究并不是设计用来评估治疗的疗效改善腿麻痹性痴呆。它的局限性(见下面)限制这些研究结果的可解释性。

三十天的无袖长衫和ROBO-FES组织训练并产生持久的脑灌注的变化。比较脑血流量和训练之前和之后进行半球显示机器人组更大的改进。使用和血管阻力同样得到改善。改善灌注在某些大脑区域一直在观察慢性中风患者运动约束诱导治疗后用单光子发射计算机断层扫描。这些发现已经被解释为therapy-related皮层重组的证据(19]。这个解释不可能拥有,因为MCA血流速度以TCD对小区域灌注的变化。更有可能的是我们的研究结果表明hyperperfusion或豪华灌注机器人组。尽管hyperperfusion可能有害的急性期(所谓的再灌注损伤,了20.])、豪华灌注发生在多达83%的患者卒中后一周3 (10]表明积极成果([10],在[复审20.])。

脑血流速度相比,系统在所有三组血压下降30天的训练时期,反映出预计的时间血压进化后急性中风(21]。我们不能解释为什么舒张压下降在ROBO-FES超过其他群体。我们假设一个巧合的发现,考虑到收缩压显示类似的团体之间的变化。

本研究也有一些局限性。最重要的是,一个相对粗糙的力量的评估使用MRC规模是唯一的功能结果。作为我们的主要目标是解决安全,我们专注于不良事件和生理参数。添加了一个简单的功能结果,因为我们预期收集更复杂的物流问题的评估损伤,如Fugl-Meyer规模。另一个限制是缺乏跟踪数据。questions-functional结果和维护治疗赶超重要的未来的研究来回答。第三个限制是缺乏随机化。这也许可以解释组之间的差异观察到基线为各种结果的措施。然而,因为我们不能确定一个系统的不同任务组,也可能是偶然发生的差异。

5。结论

总之,这个研究表明,控制机器人倾斜台训练,没有功能性电刺激是安全、可行的中风后postacute时期。它提供了初步证据,结合传统的物理治疗这种培训更有效提高腿部力量与倾斜台单独训练。

披露的信息

答:空气是Hocoma科学顾问委员会的成员,该公司生产Erigo倾斜台机器人。

确认

作者要感谢教授拿身份证Stulin贡献数据分析。作者还要感谢我诉Kochetkov教授评审。

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