Cognitieve functie en revalidatietraining van de bovenste ledematen na een beroerte met behulp van een digitaal beroepsopleidingssysteem
Summary
Het huidige protocol schetst hoe het op VR gebaseerde digitale beroepsopleidingssysteem de revalidatie van patiënten met cognitieve stoornissen en disfunctie van de bovenste ledematen na een beroerte verbetert.
Abstract
Revalidatie na een beroerte vereist vaak frequente en intensieve therapie om het functionele herstel te verbeteren. Virtual reality (VR)-technologie heeft het potentieel aangetoond om aan deze eisen te voldoen door boeiende en motiverende therapie-opties te bieden. Het digitale beroepsopleidingssysteem is een VR-toepassing die gebruikmaakt van geavanceerde technologieën, waaronder multi-touchscreens, virtual reality en mens-computerinteractie, om diverse trainingstechnieken aan te bieden voor geavanceerde cognitieve capaciteit en hand-oogcoördinatievaardigheden. Het doel van deze studie was om de effectiviteit van dit programma te beoordelen bij het verbeteren van de cognitieve functie en revalidatie van de bovenste ledematen bij patiënten met een beroerte. De training en beoordeling bestaan uit vijf cognitieve modules over perceptie, aandacht, geheugen, logisch redeneren en rekenen, samen met hand-oogcoördinatietraining. Dit onderzoek geeft aan dat het digitale beroepsopleidingssysteem na acht weken training de cognitieve functie, de dagelijkse levensvaardigheden, de aandacht en het zelfzorgvermogen van patiënten met een beroerte aanzienlijk kan verbeteren. Deze software kan worden gebruikt als tijdbesparend en klinisch effectief revalidatiehulpmiddel als aanvulling op traditionele één-op-één ergotherapiesessies. Samenvattend is het digitale beroepsopleidingssysteem veelbelovend en biedt het potentiële financiële voordelen als hulpmiddel om het functionele herstel van patiënten met een beroerte te ondersteunen.
Introduction
Er is een hoge incidentie, mortaliteit, invaliditeit en recidief geassocieerd met een beroerte of cerebrovasculair accident1. Wereldwijd heeft een beroerte tumoren en hartaandoeningen overtroffen om de tweede belangrijkste doodsoorzaak te worden, en het is de belangrijkste oorzaak in China2. De incidentie en sociale last van een beroerte zullen naar verwachting de komende jaren aanzienlijk toenemen naarmate de bevolking ouder wordt. Overlevenden van een beroerte kunnen sensorische, motorische, cognitieve en psychologische stoornissen blijven ervaren3. De gevolgen van een beroerte kunnen verlamming van één kant van het lichaam omvatten, inclusief het gezicht, armen en benen, een aandoening die bekend staat als hemiplegie. Dit is het meest voorkomende vervolg op een beroerte en heeft een aanzienlijke invloed op de kwaliteitvan leven van mensen.
Een beroerte vormt een aanzienlijke bedreiging voor de gezondheid van mensen. Als gevolg van beschadiging van het hersenweefsel kunnen beroerte en hemiplegie leiden tot handdisfunctie, waardoor de activiteiten van het dagelijks leven van patiënten (ADL’s) worden belemmerd en hun kwaliteit van leven afneemt5. Een verminderde functie van de bovenste ledematen, vooral van de handen als het distale lichaamsdeel, vormt de grootste uitdaging bij het herstel van de bovenste ledematen6. Daarom is functionele revalidatie cruciaal. Bovendien ervaart 20%-80% van de patiënten met een beroerte cognitieve stoornissen, wat leidt tot tekorten in aandacht, geheugen, taal en uitvoerende vaardigheden7.
Momenteel is de klinische revalidatie van hemiplegie van de bovenste ledematen voornamelijk afhankelijk van uitgebreide training van de bovenste ledematen en verschillende ergotherapieën (bijv. spiegeldoosbehandeling8, suspensie9, functionele elektrische stimulatie10, onder andere). Onlangs zijn virtual reality en interactieve videogames naar voren gekomen als alternatieve revalidatiemethoden. Deze interventies kunnen de praktijk met hoge capaciteit vergemakkelijken en de tijdsdruk van therapeuten verminderen11. Virtual reality-systemen zijn snel geëvolueerd tot nieuwe commerciële apparaten die kunnen worden gebruikt om de cognitieve en motorische functie van de bovenste ledematen te verbeteren bij overlevenden van een beroerte12. Ondanks deze vooruitgang zijn er nog steeds onontgonnen wegen op dit gebied.
Daarom heeft deze studie tot doel de effecten te onderzoeken van revalidatietraining van de bovenste ledematen in combinatie met conventionele revalidatie van de bovenste ledematen op de cognitieve en motorische functie van de bovenste ledematen bij patiënten met een beroerte tijdens de herstelperiode van hemiparese, meestal gedurende de eerste 6-24 weken na de incidentele beroerte. Daarnaast zullen we de impact ervan op de vaardigheden van het dagelijks leven onderzoeken. Dit onderzoek wil waardevol bewijs leveren voor de klinische toepassing van robotinterventies.
Protocol
Representative Results
Discussion
Er werd een virtual reality-revalidatiesysteem geïmplementeerd om het herstel van patiënten met een beroerte te ondersteunen, waarbij gebruik werd gemaakt van de nieuwste multi-touchscreentechnologie om de trainingsbetrokkenheid, onderdompeling, interactiviteit en conceptualisering te verbeteren. Dit systeem biedt interactieve motorische controletraining van de bovenste ledematen die zicht, gehoor en aanraking integreert. Het omvat ook revalidatietrainingsmodules gericht op geheugen, aandacht, ruimtelijke perceptie, co…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
We danken de patiënten en het zorgpersoneel van het First Affiliated Hospital van de Zhejiang University School of Medicine voor hun steun en medewerking tijdens deze studie.
Materials
| FlexTable digital occupational training system | Guangzhou Zhanghe Intelligent Technology Co., Ltd. | Observation on the rehabilitation effect of digital OT cognitive function training on stroke patients with decreased attention function | FlexTable digital operation training system uses the latest multi-touch screen technology, virtual reality and human-computer interaction technology, integrates a variety of training methods, and provides digital advanced brain function and hand-eye coordination training |
| SPSS 25.0 | IBM | https://www.ibm.com/support/pages/downloading-ibm-spss-statistics-25 |
References
- Feigin, V. L., et al. World stroke organization (wso): Global stroke fact sheet 2022. Int J Stroke. 17 (1), 18-29 (2022).
- Liu, G., Cai, H., Leelayuwat, N. Intervention effect of rehabilitation robotic bed under machine learning combined with intensive motor training on stroke patients with hemiplegia. Front Neurorobot. 16, 865403 (2022).
- Langhorne, P., Bernhardt, J., Kwakkel, G. Stroke rehabilitation. Lancet. 377 (9778), 1693-1702 (2011).
- Feigin, V. L., Lawes, C. M., Bennett, D. A., Barker-Collo, S. L., Parag, V. Worldwide stroke incidence and early case fatality reported in 56 population-based studies: A systematic review. Lancet Neurol. 8 (4), 355-369 (2009).
- Han, Y., Xu, Q., Wu, F. Design of wearable hand rehabilitation glove with bionic fiber-reinforced actuator. IEEE J Transl Eng Health Med. 10, 2100610 (2022).
- Gu, Y., et al. A review of hand function rehabilitation systems based on hand motion recognition devices and artificial intelligence. Brain Sci. 12 (8), 1079 (2022).
- Baltaduonienė, D., Kubilius, R., Berškienė, K., Vitkus, L., Petruševičienė, D. Change of cognitive functions after stroke with rehabilitation systems. Translational Neuroscience. 10 (1), 118-124 (2019).
- Samuelkamaleshkumar, S., et al. Mirror therapy enhances motor performance in the paretic upper limb after stroke: A pilot randomized controlled trial. Arch Phys Med Rehabil. 95 (11), 2000-2005 (2014).
- Xin, T. Effect of suspension-based digit work therapy system training on upper limb motor function in stroke hemiparesis patients. Chinese Journal of Rehabilitation Theory and Practice. 28, 1259-1264 (2022).
- Mccabe, J., Monkiewicz, M., Holcomb, J., Pundik, S., Daly, J. J. Comparison of robotics, functional electrical stimulation, and motor learning methods for treatment of persistent upper extremity dysfunction after stroke: A randomized controlled trial. Arch Phys Med Rehabil. 96 (6), 981-990 (2015).
- Hung, J. W., et al. Comparison of kinect2scratch game-based training and therapist-based training for the improvement of upper extremity functions of patients with chronic stroke: A randomized controlled single-blinded trial. Eur J Phys Rehabil Med. 55 (5), 542-550 (2019).
- Cho, K. H., Song, W. K. Robot-assisted reach training with an active assistant protocol for long-term upper extremity impairment poststroke: A randomized controlled trial. Arch Phys Med Rehabil. 100 (2), 213-219 (2019).
- Lu, J., et al. Montreal cognitive assessment in detecting cognitive impairment in chinese elderly individuals: A population-based study. J Geriatr Psychiatry Neurol. 24 (4), 184-190 (2011).
- Page, S. J., Hade, E., Persch, A. Psychometrics of the wrist stability and hand mobility subscales of the fugl-meyer assessment in moderately impaired stroke. Phys Ther. 95 (1), 103-108 (2015).
- Ottosson, A. Signe brunnstrom’s influence on us physical therapy. Physical Therapy. 101 (8), (2021).
- Urban, P. P., et al. Occurence and clinical predictors of spasticity after ischemic stroke. Stroke. 41 (9), 2016-2020 (2010).
- Duffy, L., Gajree, S., Langhorne, P., Stott, D. J., Quinn, T. J. Reliability (inter-rater agreement) of the barthel index for assessment of stroke survivors: Systematic review and meta-analysis. Stroke. 44 (2), 462-468 (2013).
- Bao, X., et al. Mechanism of kinect-based virtual reality training for motor functional recovery of upper limbs after subacute stroke. Neural Regen Res. 8 (31), 2904-2913 (2013).
- Henderson, A., Korner-Bitensky, N., Levin, M. Virtual reality in stroke rehabilitation: A systematic review of its effectiveness for upper limb motor recovery. Top Stroke Rehabil. 14 (2), 52-61 (2007).
- Faria, A. L., Andrade, A., Soares, L., Sb, I. B. Benefits of virtual reality based cognitive rehabilitation through simulated activities of daily living: A randomized controlled trial with stroke patients. J Neuroeng Rehabil. 13 (1), 96 (2016).
- Chien, W. T., Chong, Y. Y., Tse, M. K., Chien, C. W., Cheng, H. Y. Robot-assisted therapy for upper-limb rehabilitation in subacute stroke patients: A systematic review and meta-analysis. Brain Behav. 10 (8), e01742 (2020).
- Zhang, L., Jia, G., Ma, J., Wang, S., Cheng, L. Short and long-term effects of robot-assisted therapy on upper limb motor function and activity of daily living in patients post-stroke: A meta-analysis of randomized controlled trials. J Neuroeng Rehabil. 19 (1), 76 (2022).
- Lu, C., Hua, The effects of digital cognitive training in occupational therapy on cognition, upper limb movement, and activities of daily living in stroke patients. Modern Medicine. 47, 373-376 (2019).
- Yun, S. J., et al. Cognitive training using fully immersive, enriched environment virtual reality for patients with mild cognitive impairment and mild dementia: Feasibility and usability study. JMIR Serious Games. 8 (4), 18127 (2020).
- Kim, W. S., et al. Clinical application of virtual reality for upper limb motor rehabilitation in stroke: Review of technologies and clinical evidence. J Clin Med. 9 (10), 3369 (2020).
- Høeg, E. R., et al. System immersion in virtual reality-based rehabilitation of motor function in older adults: A systematic review and meta-analysis. Frontiers in Virtual Reality. 2, 39-56 (2021).
- Bevilacqua, R., et al. Non-immersive virtual reality for rehabilitation of the older people: A systematic review into efficacy and effectiveness. Journal of Clinical Medicine. 8 (11), 1882 (2019).
