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.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
Dit onderzoeksprotocol kreeg goedkeuring van de ethische commissie van het First Affiliated Hospital van de Zhejiang University (goedkeuringsnummer IIT20210035C-R2) en er werd geïnformeerde toestemming verkregen van alle deelnemers. Een experimenteel onderzoek met quasi-randomisatie, enkelvoudige blindering en een controlegroep werd uitgevoerd om de haalbaarheid en effectiviteit van het programma te beoordelen. 24 patiënten die waren opgenomen op de afdeling revalidatiegeneeskunde van het First Affiliated Hospital van de Zhejiang University werden uitgenodigd om deel te nemen aan dit experiment. Inclusiecriteria omvatten patiënten met een beroerte bevestigd door computertomografie (CT) of magnetische resonantiebeeldvorming (MRI), in de leeftijd van 30-75 jaar, 6-24 weken na een beroerte, een Montreal Cognitive Rating Scale (MoCA)-score <2613, disfunctie van de bovenste ledematen14, unilaterale hemiplegie, Brunnstrom-stadium 3-6 voor zitvaardigheid15 en samenwerking voor beoordeling en behandeling. Uitsluitingscriteria waren onder meer een voorgeschiedenis van cognitieve stoornissen, ernstige orgaandisfunctie, visuele of auditieve stoornissen, abnormaal mentaal gedrag of gebruik van antipsychotica, ernstige spasticiteit (Ashworth-schaal 3-4)16 en schoudersubluxatie of ernstige pijn in de bovenste ledematen.
1. Opzet van het onderzoek
- Verdeel alle patiënten in de controlegroep en de experimentele groep (12 in elke groep) volgens de willekeurige getallentabelmethode 2.
OPMERKING: Vóór het experiment werden de volgende beoordelingen uitgevoerd door een ervaren ergotherapeut voor alle patiënten: de Montreal Cognitive Assessment (MoCA)13, Fugl-Meyer Assessment Upper Extremity Scale (FMA-UE)14 en Modified Barthel Index (MBI)17. - Verifiëren en bevestigen dat patiënten in de experimentele groep conventionele medicamenteuze therapie hebben ondergaan, inclusief medicijnen voor antihypertensiva, antidiabetica, plaatjesaggregatieremmers, lipidenregulerende middelen, enz., zoals voorgeschreven door hun respectieve artsen.
- Zorg er bovendien voor dat ze elke dag 30 minuten routinematige ergotherapietraining krijgen, bestaande uit cognitieve functietraining en functietraining van de bovenste ledematen. Bevestig bovendien dat ze gedurende 8 weken dagelijks 30 minuten aan het digitale beroepsopleidingssysteem hebben besteed.
OPMERKING: De term "conventionele medicamenteuze therapie" verwijst naar standaardmedicijnen die worden voorgeschreven voor zorg na een beroerte, en de specifieke medicijnen kunnen variëren tussen patiënten en klinieken.
- Zorg er bovendien voor dat ze elke dag 30 minuten routinematige ergotherapietraining krijgen, bestaande uit cognitieve functietraining en functietraining van de bovenste ledematen. Bevestig bovendien dat ze gedurende 8 weken dagelijks 30 minuten aan het digitale beroepsopleidingssysteem hebben besteed.
- Zorg ervoor dat patiënten in de controlegroep elke dag gedurende 1 uur routinematige ergotherapie (OT) krijgen, in combinatie met conventionele medicamenteuze therapie.
- Implementeer routinematige cognitieve functietraining die is afgestemd op de soorten cognitieve stoornissen van patiënten door de onderstaande stappen te volgen:
OPMERKING: Zowel de controlegroep als de experimentele groep patiënten krijgen deze trainingen.- Voor geheugenstoornissen: Begeleid patiënten bij het uitvoeren van activiteiten zoals het bespreken van foto's, het reciteren van alinea's, padgeheugenoefeningen en het herinneren van levensplots.
- Voor aandachtsdisfunctie: Instrueer patiënten om deel te nemen aan eye-trackingtraining, nummerclassificatie-oefeningen en soortgelijke beeldherkenningstraining.
- Voor dyscalculie: Vraag patiënten om eenvoudige optel- en aftrekoefeningen uit te voeren met getallen kleiner dan 50, samen met activiteiten zoals winkelen en financiële simulatietraining.
- Voor visueel-ruimtelijke verstoring: Begeleid patiënten bij activiteiten zoals hout stapelen, legpuzzels oplossen, tekenen en voorwerpen draaien.
- Voor executieve disfunctie: Leid patiënten bij activiteiten zoals origami, met de hand maken, schilderen, bloemen water geven en andere.
- Voor disfunctie van denken en redeneren: Patiënten begeleiden bij het classificeren van artikelen, het rangschikken van getallen, het simuleren van boodschappen in de supermarkt, het overgaan van algemeen redeneren naar specifiek redeneren.
- Instrueer patiënten om deel te nemen aan conventionele functionele oefeningen van de bovenste ledematen, waaronder passieve en dominante bewegingen van elk gewricht van de bovenste ledematen. Dit omvat activiteiten zoals roltraining, extractie van de bovenste ledematen, het gooien en vangen van de bal, en controletraining voor schouder-, elleboog- en polsbewegingen.
- Voeg daarnaast pronatie en supinatie van de onderarm, fijne vingerbewegingen en coördinatieflexibiliteitstraining toe, zoals het gebruik van een prikbord en schroeven schroeven.
OPMERKING: Aankleed- en striptraining, toepassing van zelfhulpapparatuur en andere oefeningen om het vermogen van dagelijkse activiteiten te verbeteren, moeten in de eerste plaats gericht zijn op de aangedane kant, met de juiste integratie van de gezonde kant om te helpen bij de training van de aangedane kant. Alle experimentele stappen worden uitgevoerd in de revalidatieruimte van de afdeling. De genoemde training wordt 5 dagen per week uitgevoerd voor een duur van 8 weken.
- Voeg daarnaast pronatie en supinatie van de onderarm, fijne vingerbewegingen en coördinatieflexibiliteitstraining toe, zoals het gebruik van een prikbord en schroeven schroeven.
2. Opleidingsproces van het digitale beroepsopleidingssysteem
LET OP: Alleen de experimentele groep krijgt deze trainingen.
- Instrueer de patiënt om voor het apparaat te gaan staan of zitten (Figuur 1) en stel het scherm in op de juiste hoogte en kantelhoek, zodat de handen van de patiënt het scherm gemakkelijk kunnen aanraken.
- Maak een geïndividualiseerd profiel voor elke patiënt, inclusief hun volledige naam, leeftijd, ziekenhuisopname-identificatienummer, diagnose en andere relevante medische details.
- Selecteer het juiste trainingsprogramma op basis van het type cognitieve stoornis van de patiënt en de resterende spierkracht van de bovenste ledematen. Stel parameters in voor elk programma, zoals trainingsduur, moeilijkheidsgraad en linker- of rechterkant (Figuur 2).
- Leg uit en demonstreer de juiste operatiemethode voor elk programma om ervoor te zorgen dat de patiënt het doel van de training volledig begrijpt.
- Voer cognitieve functietraining uit.
- Voor patiënten met geheugendisfunctie, volg het trainingsproces zoals hieronder vermeld.
OPMERKING: Als de patiënt geheugenstoornissen heeft, kunnen therapeuten kiezen uit de volgende trainingsprocedures: "Rapid Matching Training", "Memory Matrix Training" en "Card Memory Training".- Rapid Matching Training: Klik op afbeeldingen op het scherm en vraag de patiënt om de vorige foto te onthouden. Vraag de patiënt vervolgens om op de knop Pictogram te klikken om te bevestigen of de huidige foto overeenkomt met de vorige.
- Geheugenmatrixtraining: klik om drie heldere vierkanten op verschillende plaatsen op de schermmatrix te laten knipperen. Klik vervolgens om alle vierkanten donkerder te maken en vraag de patiënt om op de heldere vierkanten te klikken.
- Kaartgeheugentraining: Klik om twee afbeeldingen op het scherm weer te geven en draai ze vervolgens om. Instrueer de patiënt om de doelkaart te vinden die overeenkomt met de kaart die op het scherm wordt weergegeven.
- Voor patiënten met aandachtsdisfunctie, voer het volgende trainingsproces uit.
OPMERKING: Voor patiënten met aandachtsstoornissen, kies uit de volgende trainingsprocedures: "Reaction Ability Training", "Color Matching Training", "Whack-A-Mole Game" en "Card Memory Training".- Reactievaardigheidstraining: Wanneer een taart boven de cartoonavatar valt, instrueer de patiënt dan om snel op de vangknop te klikken om te voorkomen dat de taart het hoofd raakt.
- Kleurafstemmingstraining: Wanneer de bal boven de baan zich dicht bij het midden van de cirkel bevindt, begeleidt u de patiënt om op de overeenkomstige kleur te klikken om de bal te laten stuiteren, twee of vier slagen, afhankelijk van de moeilijkheidsgraad.
- Whack-A-Mole Game: Introduceer een spel waarin de slechterik het land doorkruist, of de gopher zijn kop uitsteekt. Instrueer de patiënt om te klikken en de slechterik of de gopher te raken om spelpunten te verdienen.
- Kaartgeheugentraining: Geef kaartinformatie weer, draai de kaart om en verander de positie. Vraag de patiënt om de doelkaart opnieuw te vinden en erop te klikken volgens de gespecificeerde vereisten.
- Voor patiënten met een reken- en beoordelingsstoornis voert u het volgende trainingsproces uit.
OPMERKING: Wanneer de patiënt een reken- en beoordelingsstoornis heeft, moeten therapeuten programma's kiezen zoals 'Steen-Papier-Schaar', 'Rekenkundig redeneertraining', 'Sorteer- en pluktraining' en 'Visspel'.- Steen-papier-schaar: Geef een links-rechts handgebaar weer op het scherm en vraag de patiënt om snel een oordeel te vellen, door te klikken om te bepalen of de linkerhand wint, de rechterhand wint of dat het een gelijkspel is.
- Training voor rekenkundig redeneren: Instrueer de patiënt om het rekenkundige probleem op het scherm te berekenen en te vergelijken met het getal, waarbij u de knop groter dan, kleiner dan of gelijk selecteert. Verhoog de moeilijkheidsgraad van het rekenkundige probleem met de moeilijkheidsgraad van de instelling.
- Sorteer- en picktraining: Vraag de patiënt om het juiste type en de juiste hoeveelheid items uit de lijst te kiezen en erop te klikken volgens de vereisten in de linkerbovenhoek.
- Visspel: Volg de promptinformatie en instrueer de patiënt om op het scherm te klikken om een specifiek type en aantal vissen te vangen om spelscores te verdienen.
- Voor patiënten met visueel-ruimtelijke stoornissen, voer de volgende trainingssessies uit.
OPMERKING: De volgende trainingsprocedures zijn geschikt voor patiënten met visueel-ruimtelijke stoornissen: "Eenzijdige verwaarlozingstraining", "Legpuzzeltraining", "Beeldcombinatietraining".- Eenzijdige verwaarlozingstraining: Klik volgens de video-prompts om de zwemmende rode vis met de vingers te besturen en zoveel mogelijk vissen te eten.
- Jigsaw Puzzle Training: Klik en leg de gebroken stukjes van de puzzel in de juiste positie zodat ze weer een compleet beeld vormen.
- Training voor het combineren van afbeeldingen: Selecteer de juiste afbeeldingen uit verschillende vormen en kleuren aan de linkerkant en plaats ze op de juiste positie aan de rechterkant om te combineren en een specifiek patroon te vormen.
- Voor patiënten met executieve disfunctie, voer de volgende trainingssessies uit.
OPMERKING: Patiënten met executieve disfunctie kunnen kiezen voor het programma "Virtual Kitchen". Patiënten kunnen het productieproces van "roerei en ei" geleidelijk voltooien onder begeleiding van het systeem. Specifieke stappen zijn als volgt:- Bereid voedselmaterialen voor: Instrueer de patiënt om virtueel (op het scherm) de kraan open te draaien, de tomaten schoon te maken, de tomaten in stukjes te snijden en ze op het bord te leggen. Doe vervolgens de eieren in de kom en roer ze.
- Koken: Instrueer de patiënten om het fornuis aan te steken, de bakolie te gieten, de losgeklopte eieren te gieten en dan de tomaten toe te voegen.
- Serveer de gerechten: Leid de patiënt na voltooiing om het vuur uit te zetten en het gekookte gerecht op het bord te leggen.
- Voor patiënten met denk- en redeneerstoornissen, voer het volgende uit.
OPMERKING: Als de patiënt naamgevings- en conceptuele problemen heeft, kies dan uit 'Naamgevingstraining', 'Kaartgeheugenoefening' en 'Objectdifferentiatietraining'.- Naamgevingstraining: Begeleid patiënten bij het vinden en klikken op de juiste afbeelding tussen meerdere afbeeldingen op basis van de vereisten van tekstinformatie en geluid, of kies en klik op de juiste naam van het item volgens de aanwijzingen voor afbeeldingsinformatie.
- Kaartgeheugenoefening: Vraag de patiënten om onder de kaarten die op het scherm verschijnen degene te vinden en erop te klikken die dezelfde is als die in de hand van de cartoonman in de rechterbovenhoek.
- Objectdifferentiatietraining: Vraag de patiënten om uit verschillende kolommen met vormen die op het scherm verschijnen om degene te identificeren en aan te klikken die uniek en anders is dan de andere.
- Voor patiënten met geheugendisfunctie, volg het trainingsproces zoals hieronder vermeld.
- Voer functionele training van de bovenste ledematen uit.
- Train de patiënten met hulpoefeningen of oefeningen met één hand.
OPMERKING: Als het aangedane ledemaat niet in staat is om de training alleen te voltooien, laat de gezonde hand dan het aangedane ledemaat vasthouden en de hulptraining voltooien. Zodra het aangedane ledemaat weer een bepaald niveau van spierkracht heeft, kan met één hand worden getraind. De volgende trainingsprocedures zijn geschikt voor hulpoefeningen of oefeningen met één hand: 'Tekenoefening', 'Muzikale reis', 'Wandelen door het doolhof'.- Tekenoefening: Volgens de padaanwijzingen die op het scherm verschijnen, instrueert u de patiënten om specifieke lijnen of contouren van het patroon te tekenen. Het systeem genereert automatisch een mooi beeld. Naarmate de moeilijkheidsgraad toeneemt, overweeg dan om het pad te laten verdwijnen en vraag de patiënt om het beeld uit het hoofd te schetsen.
- Muzikale reis: Laat de patiënt grijze vierkanten op het scherm wissen synchroon met het ritme van de muziek en ze transformeren in kleurrijke vierkanten. Dit zorgt voor een intens plezierige ervaring.
- Door het doolhof lopen: Instrueer de patiënt om de kleine bal in het doolhof vast te houden en de bal door het doolhof te leiden om het eindpunt te bereiken waar de diamant zich bevindt.
- Train de patiënten met coördinatieoefeningen met twee handen.
OPMERKING: Als het aangedane ledemaat een goede spierkracht heeft, kan coördinatietraining met twee handen worden gestart. Kies procedures zoals 'Balance Ball', 'Fish Feeding Game', 'Archery Practice' en 'Reaction Coordination Training'.- Evenwichtsbal: Laat de patiënt zijn linker- en rechtervuist aan beide uiteinden van de evenwichtsbalk plaatsen, waar een kleine blauwe bal op zit. Instrueer ze om het evenwicht te bewaren en te voorkomen dat de bal van beide kanten rolt.
- Visvoerspel: Instrueer patiënten om het voer met één hand ingedrukt te houden en met de andere hand op de kleine vissen te klikken die op het scherm zwemmen om de visvoertaak te voltooien.
- Boogschieten oefenen: Leid de patiënt om één hand op de boog en de andere op de pijl te plaatsen, klik en bedien de pijl zodat deze perfect in de roos schiet.
- Reactiecoördinatietraining: Laat de rechter- en linkerhand van de patiënt de hamer ingedrukt houden en klik om de gele bal afwisselend te raken, vergelijkbaar met het pingpongspel, om de coördinatie en het reactievermogen van de patiënt te trainen.
OPMERKING: Na voltooiing van de training voor elke procedure geeft het instrument automatisch een analyse van de trainingsresultaten en slaat deze op in het exclusieve dossier van de patiënt. De therapeut evalueert het trainingseffect van de patiënt door de resultaten telkens te vergelijken (Figuur 3 en Figuur 4).
- Train de patiënten met hulpoefeningen of oefeningen met één hand.
- Naarmate de functie van de patiënt herstelt, vraagt u de therapeut om het trainingsprogramma regelmatig opnieuw te combineren, waarbij u de moeilijkheidsgraad en duur van de procedure aanpast op basis van de prestaties van de patiënt.
OPMERKING: Gedurende de trainingsperiode houdt de therapeut toezicht op het hele trainingsproces van de patiënt, luistert geduldig naar de behoeften van de patiënt, helpt de patiënt bij het ondervinden van moeilijkheden en biedt lof en aanmoediging bij succesvolle afronding van trainingstaken.
3. Follow-up procedures
- Voer na 8 weken behandeling een herbeoordeling uit van alle patiënten met behulp van de MoCA, FMA-UE en MBI. Deze herbeoordeling wordt uitgevoerd door dezelfde ergotherapeut.
- Analyseer statistisch de verzamelde gegevens van de beoordelingen voor en na de training om de significantie van de resultaten te bepalen.
OPMERKING: Afhankelijk van de normaliteit van de gegevensverdeling werden, afhankelijk van de normaliteit van de gegevensverdeling, passende statistische methoden gebruikt om het effect van het digitale beroepsopleidingssysteem op het herstel van cognitieve en motorische functies te beoordelen.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
In deze studie werden 24 patiënten geïncludeerd met disfunctie van de bovenste ledematen in combinatie met verschillende soorten cognitieve stoornissen na een beroerte. De waargenomen soorten cognitieve stoornissen omvatten onder meer geheugenverlies, agnosie, executieve disfunctie en aandachtsstoornissen. Er werden geen statistisch significante verschillen gevonden tussen de twee groepen in termen van geslacht, leeftijd, duur van de ziekte en type beroerte (P > 0,05), zoals beschreven in tabel 1. De experimentele groep, die revalidatie van de bovenste ledematen onderging met behulp van het digitale beroepsopleidingssysteem, vertoonde grotere verbeteringen in FMA-UE14, MoCA13 en MBI17 in vergelijking met conventionele therapie (tabel 2).
Na de trainingsperiode vertoonde de experimentele groep een significante verbetering van de MoCA-scores (P < 0,05), terwijl de controlegroep geen significante verschillen vertoonde (P > 0,05). Bovendien was de verbetering in de experimentele groep meer uitgesproken dan in de controlegroep (P < 0,05) (tabel 2). Wat betreft FMA-scores voor de bovenste ledematen, vertoonde de experimentele groep een significante verbetering na 8 weken training (P < 0,05), met een opmerkelijk verschil in verbetering in vergelijking met de controlegroep (P < 0,05) (Tabel 2). Wat de BI-scores betreft, vertoonden beide groepen significante verbeteringen in vergelijking met vóór de interventie (P < 0,05), en de verbetering in de experimentele groep verschilde significant van die in de controlegroep (P < 0,05) (Tabel 2). Deze bevindingen onderstrepen de effectiviteit van het digitale beroepsopleidingssysteem bij het verbeteren van de cognitieve vaardigheden en de vaardigheden van de bovenste ledematen van patiënten, en overtreffen traditionele revalidatietherapie in cognitieve verbeteringen.
Statistische analyses werden uitgevoerd met behulp van statistische software (zie Tabel met materialen), waarbij het significantieniveau werd vastgesteld op een tweezijdige P < 0,05. Parametrische analyse, uitgaande van de normaliteit van de gegevens en de homogeniteit van de variantie, maakte gebruik van de t-toets van onafhankelijke steekproeven om verschillen tussen groepen in schaalscores te vergelijken.
Figuur 1: Digitaal systeem voor beroepsopleiding. Het scherm van het systeem is geplaatst op een ergonomisch geschikte hoogte en hoek voor patiënten met een beroerte in een zittende of staande positie, waardoor interactieve betrokkenheid bij revalidatieoefeningen wordt bevorderd. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.
Figuur 2: Game-inhoud en toepassing van cognitief gebaseerd VR-schema voor de bovenste ledematen. Deze figuur illustreert grafisch verschillende taken in het spel, elk zorgvuldig ontworpen om specifieke cognitieve en motorische vaardigheden aan te pakken. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.
Figuur 3: Analyse van de trainingsresultaten van boogschietspellen - het aantal ringen per treffer. Deze figuur geeft een statistische uitsplitsing van de prestaties van de deelnemers binnen het boogschietspel, waarbij het aantal ringen dat per doel wordt geraakt gedurende meerdere sessies wordt gevisualiseerd. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.
Figuur 4: Analyse van de trainingsresultaten van boogschietwedstrijden, kaart van actieve gebieden. De kleurverlopen vertegenwoordigen gebieden met hoge en lage activiteit en geven inzicht in de nauwkeurigheid en focuspunten van de pogingen van de deelnemers, en dienen zo als een visueel hulpmiddel om motorische controle en coördinatie tijdens de training te beoordelen. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.
| Groep | n | Geslacht (n) | Leeftijd (x±s, y) | Verloop van de ziekte (x±s, d) | Soort slag (n) | Hemiplegiezijde (n) | |||||
| Mannelijk | Vrouwelijk | Ischemische | Hemorragische | Links | Rechts | ||||||
| Controlegroep (n = 12) | 12 | 6 | 6 | 50,50 ± 5,50 | 37.08 ± 11.48 | 7 | 5 | 7 | 5 | ||
| Experimentele groep (n = 12) | 12 | 7 | 5 | 50.42 ± 5.52 | 36,0 ± 10,86 | 8 | 4 | 6 | 6 | ||
| P | >0,05 | >0,05 | >0,05 | >0,05 | >0,05 | ||||||
Tabel 1. Basiskenmerken tussen de twee groepen. Het presenteert een uitgebreide vergelijking van basiskenmerken tussen de controle- en experimentele groepen. Dit omvat demografische en klinische gegevens, waardoor de vergelijkbaarheid tussen de groepen wordt gewaarborgd en het randomisatieproces wordt geverifieerd, waardoor de robuustheid van de daaropvolgende analyse wordt bevestigd.
| Groep | Moca | FMA-UE | MBI | |
| Controlegroep (n = 12) | Per behandeling | 18.25 ± 2.42 | 31,83 ± 6,26 | 57.42 ± 7.37 |
| Nabehandeling | 19,0 ± 3,16 | 35.58 ± 5.04 | 64,33 ± 6,51 * | |
| Experimentele groep (n = 12) | Per behandeling | 18.33 ± 2.34 | 32.42 ± 5.84 | 57.33 ± 9.50 |
| Nabehandeling | 22.00 ± 2.92 **# | 40,67 ± 6,72**# | 71,42 ± 9,63 **# | |
| *P < 0,05, vergeleken met voorbehandeling; #P < 0,05, vergeleken met de controlegroep | ||||
Tabel 2. Vergelijking van MoCA-, FMA-UE- en MBI-scores tussen twee groepen voor en na de training (x ± s). *P < 0,05, vergeleken met voorbehandeling. #P < 0,05, vergeleken met de controlegroep. De statistisch significante waarden worden benadrukt, waardoor de impact van het op VR gebaseerde trainingsregime op cognitieve en motorische functies wordt verduidelijkt en de relevante verbeteringen in de capaciteiten van de deelnemers na de training worden getoond.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
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, computergebruik, hand-oogcoördinatie en virtuele taken, en biedt gepersonaliseerde cognitieve training. Bovendien verbetert de digitale revalidatie het herstel van de cognitieve en bovenste ledematen door middel van verrijkte virtuele activiteiten van het dagelijks leven (ADL) en cognitieve training18,19.
De huidige benadering van cognitieve functierevalidatie na een beroerte omvat meestal computerondersteunde training en ergotherapie, soms aangevuld met methoden zoals hyperbare zuurstoftherapie en transcraniële elektrische stimulatie20. Het hier beschreven VR-gebaseerde trainingssysteem biedt daarentegen zeer intensieve, repetitieve en zeer reproduceerbare motorische training21. Het systeem past op intelligente wijze de moeilijkheidsgraad van het spel aan op basis van de voortgang van de revalidatie van een patiënt, waarbij taken worden afgestemd op training met hoge intensiteit. Bovendien zijn virtual reality-games altijd en overal toegankelijk, waardoor patiënten vaker revalidatietraining kunnen volgen en een hoger aantal herhalingen kunnen bereiken.
In vergelijking met bestaande VR-apparaten onderscheidt het digitale beroepsopleidingssysteem zich als een meer gepersonaliseerde en flexibele revalidatieoptie, waarbij de inspanningen en aandacht van patiënten worden geconcentreerd voor betere resultaten. Actieve deelname van patiënten is cruciaal tijdens neuroplasticiteit, motorisch leren en revalidatie. Het combineren van revalidatietherapie met vrijwillige lichaamsbeweging van patiënten blijkt het herstel van verloren motorische vermogens te bevorderen22,23. Deze virtuele revalidatie biedt voordelen op het gebied van motivatie, veiligheid en maatwerk, terwijl het ook mogelijk is om de prestaties van gebruikers tijdens de training te monitoren en te analyseren. Evaluaties met behulp van een 7-punts Likert-schaal hebben positieve resultaten opgeleverd, wat wijst op verbeterde aanvaardbaarheid, verwachtingseffectiviteit, tevredenheid en stabiliteit van het VR-systeem24. Op basis van feedback van ergotherapeuten en personen met cognitieve stoornissen suggereren de resultaten dat dit trainingssysteem zowel haalbaar als bruikbaar is.
Het virtual reality-apparaat kan het aantal herhalingen van taken (intensiteit) verhogen door het plezier te vergroten om betrokkenheid bij specifieke taken aan te moedigen. In vergelijking met bestaande VR-apparaten biedt het digitale beroepsopleidingssysteem een diverser scala aan cognitieve en activiteiten van het dagelijks leven (ADL) trainingsspellen. Goedkope virtuele revalidatiesystemen kunnen dienen als aanvulling op conventionele revalidatie, waardoor minder direct toezicht nodig is. Het gebruik van bewegingssensoren naast VR-systemen stelt revalidatieprofessionals in staat om de functies van patiënten digitaal te beoordelen en te volgen25. Revalidatie op basis van een digitaal trainingssysteem is een veelbelovend hulpmiddel dat patiënten in staat stelt actief deel te nemen aan revalidatieplannen en een beter herstel van motorische functies te bereiken.
Er zijn echter slepende vragen, zoals het identificeren van de belangrijkste begunstigden van virtual reality-rehabilitatie, het beoordelen van de impact van immersieve versus niet-immersieve ervaringen en het bepalen van de meest effectieve feedbackmechanismen26. Virtual reality kan ook worden geïntegreerd in nieuwe therapeutische modaliteiten, zoals brein-computerinterfaces en niet-invasieve hersenstimulatie, om de neuroplasticiteit te verbeteren en de herstelresultaten te verbeteren27. De studie had te maken met beperkingen, waaronder uitdagingen met betrekking tot gebarenherkenning, de behoefte aan nauwkeurige aanpassingen van de bewegingshoek en timing op basis van de motorische capaciteiten van patiënten, en de vereiste voor een zorgvuldige implementatie van drempellimieten6. Bovendien beperkt de relatief kleine steekproefomvang de generaliseerbaarheid van de bevindingen.
Concluderend verbetert cognitieve functietraining door middel van een digitaal revalidatiesysteem de cognitie, de motorische functie van de bovenste ledematen en de ADL-mogelijkheden bij patiënten met een beroerte aanzienlijk. Deze aanpak heeft een aanzienlijk potentieel voor klinische revalidatie en kan in de toekomst worden uitgebreid om meer revalidatiecentra voor beroertes ten goede te komen. Bovendien maakt de veelzijdigheid van deze methode het mogelijk om deze toe te passen op verschillende revalidatiegebieden, waaronder traumaherstel en de behandeling van neurodegeneratieve ziekten.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
De auteurs hebben verklaard dat er geen belangenconflicten of financiële openbaarmakingen zijn verbonden aan deze studie.
Acknowledgments
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
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| 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.
- 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).
