Summary

Kognitiv funksjon og rehabiliteringstrening etter hjerneslag ved hjelp av et digitalt yrkesopplæringssystem

Published: December 29, 2023
doi:

Summary

Den nåværende protokollen skisserer hvordan det VR-baserte digitale yrkesopplæringssystemet forbedrer rehabiliteringen av pasienter med kognitiv svekkelse og dysfunksjon i øvre lemmer etter et slag.

Abstract

Slagrehabilitering krever ofte hyppig og intensiv behandling for å forbedre funksjonell restitusjon. VR-teknologi (Virtual Reality) har vist potensialet til å møte disse kravene ved å tilby engasjerende og motiverende behandlingsalternativer. Det digitale yrkesopplæringssystemet er et VR-program som bruker banebrytende teknologier, inkludert multi-touch-skjermer, virtuell virkelighet og menneskelig-datamaskin-interaksjon, for å tilby ulike treningsteknikker for avansert kognitiv kapasitet og hånd-øye-koordinasjonsevner. Målet med denne studien var å vurdere effektiviteten av dette programmet for å forbedre kognitiv funksjon og rehabilitering av øvre ekstremiteter hos slagpasienter. Opplæringen og vurderingen består av fem kognitive moduler som dekker oppfatning, oppmerksomhet, minne, logisk resonnement og beregning, sammen med hånd-øye-koordinasjonstrening. Denne forskningen indikerer at etter åtte ukers trening kan det digitale yrkesopplæringssystemet forbedre kognitiv funksjon, dagliglivsferdigheter, oppmerksomhet og egenomsorgsevner betydelig hos slagpasienter. Denne programvaren kan brukes som et tidsbesparende og klinisk effektivt rehabiliteringshjelpemiddel for å utfylle tradisjonelle en-til-en ergoterapi-økter. Oppsummert viser det digitale yrkesopplæringssystemet lovende og tilbyr potensielle økonomiske fordeler som et verktøy for å støtte funksjonell gjenoppretting av slagpasienter.

Introduction

Det er høy forekomst, dødelighet, uførhet og tilbakefall forbundet med hjerneslag, eller cerebrovaskulær ulykke1. Globalt har hjerneslag overgått svulster og hjertesykdom for å bli den nest største dødsårsaken, og det er den primære årsaken i Kina2. Forekomsten og den sosiale byrden av hjerneslag forventes å øke betydelig i de kommende årene etter hvert som befolkningen eldes. Overlevende etter hjerneslag kan fortsette å oppleve sensoriske, motoriske, kognitive og psykologiske funksjonsnedsettelser3. Effektene av et slag kan inkludere lammelse av den ene siden av kroppen, inkludert ansikt, armer og ben, en tilstand som kalles hemiplegi. Dette er den vanligste oppfølgeren til hjerneslag og påvirker folks livskvalitetbetydelig 4.

Stroke utgjør en betydelig trussel mot folks helse. På grunn av skade på hjernevev kan hjerneslag og hemiplegi føre til hånddysfunksjon, hindre pasientens daglige aktiviteter (ADL) og redusere livskvaliteten5. Redusert funksjon i øvre ekstremiteter, spesielt av hendene som den distale kroppsdelen, utgjør den viktigste utfordringen ved gjenoppretting av øvre lemmer6. Derfor er funksjonell rehabilitering avgjørende. I tillegg opplever 20% -80% av slagpasienter kognitiv svekkelse, noe som fører til underskudd i oppmerksomhet, minne, språk og utøvende evner7.

For tiden er den kliniske rehabiliteringen av øvre lemmerhemiplegi primært avhengig av omfattende trening i øvre lemmer og ulike yrkesterapier (f.eks. Speilboksbehandling8, suspensjon9, funksjonell elektrisk stimulering10, blant andre). Nylig har virtuell virkelighet og interaktive videospill dukket opp som alternative rehabiliteringsmetoder. Disse tiltakene kan legge til rette for høykapasitetspraksis og redusere krav til terapeutenes tid11. Virtual reality-systemer har raskt utviklet seg til nye kommersielle enheter som kan brukes til å forbedre kognitiv og øvre lem motorfunksjon i slagoverlevende12. Til tross for disse fremskrittene er det fortsatt uutforskede veier på dette feltet.

Derfor tar denne studien sikte på å undersøke effekten av rehabiliteringstrening i øvre lemmer kombinert med konvensjonell rehabilitering av øvre lemmer på kognitiv og øvre lemmermotorisk funksjon hos slagpasienter i gjenopprettingsperioden for hemiparese, vanligvis spenner over de første 6-24 ukene etter hendelsesslaget. I tillegg vil vi undersøke dens innvirkning på dagliglivets evner. Denne forskningen søker å gi verdifulle bevis for klinisk anvendelse av robotintervensjoner.

Protocol

Denne studieprotokollen fikk godkjenning fra etikkomiteen ved First Affiliated Hospital of Zhejiang University (godkjenningsnummer IIT20210035C-R2), og informert samtykke ble innhentet fra alle deltakerne. En eksperimentell studie som benytter kvasi-randomisering, single-blinding og en kontrollgruppe ble utført for å vurdere gjennomførbarheten og effektiviteten av programmet. 24 pasienter innlagt på rehabiliteringsmedisinsk avdeling ved First Affiliated Hospital of Zhejiang University ble invitert til å delta i dett…

Representative Results

I denne studien ble 24 pasienter inkludert med dysfunksjon i øvre ekstremiteter kombinert med ulike typer kognitiv svikt etter hjerneslag. De observerte typene kognitiv svekkelse inkluderte blant annet hukommelsestap, agnosi, eksekutiv dysfunksjon, oppmerksomhetssvikt. Det ble ikke funnet statistisk signifikante forskjeller mellom de to gruppene når det gjaldt kjønn, alder, sykdomsvarighet og type hjerneslag (P > 0,05), som beskrevet i tabell 1. Eksperimentgruppen, som gjennomgikk rehabiliter…

Discussion

Et rehabiliteringssystem for virtuell virkelighet ble implementert for å støtte gjenoppretting av slagpasienter, ved hjelp av den nyeste multi-touch-skjermteknologien for å forbedre treningsengasjement, nedsenking, interaktivitet og konseptualisering. Dette systemet gir interaktiv motorisk trening i øvre lemmer som integrerer syn, hørsel og berøring. Det inkluderer også rehabiliteringsopplæringsmoduler rettet mot minne, oppmerksomhet, romlig oppfatning, databehandling, hånd-øye-koordinering og virtuelle oppgave…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Vi takker pasientene og helsepersonellet ved First Affiliated Hospital of Zhejiang University School of Medicine for deres støtte og samarbeid gjennom hele denne studien.

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

  1. Feigin, V. L., et al. World stroke organization (wso): Global stroke fact sheet 2022. Int J Stroke. 17 (1), 18-29 (2022).
  2. 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).
  3. Langhorne, P., Bernhardt, J., Kwakkel, G. Stroke rehabilitation. Lancet. 377 (9778), 1693-1702 (2011).
  4. 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).
  5. 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).
  6. 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).
  7. 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).
  8. 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).
  9. 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).
  10. 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).
  11. 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).
  12. 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).
  13. 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).
  14. 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).
  15. Ottosson, A. Signe brunnstrom’s influence on us physical therapy. Physical Therapy. 101 (8), (2021).
  16. Urban, P. P., et al. Occurence and clinical predictors of spasticity after ischemic stroke. Stroke. 41 (9), 2016-2020 (2010).
  17. 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).
  18. 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).
  19. 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).
  20. 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).
  21. 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).
  22. 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).
  23. 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).
  24. 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).
  25. 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).
  26. 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).
  27. 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).
check_url/kr/65994?article_type=t

Play Video

Cite This Article
Yao, Z., Zhang, T., Chen, F., Shi, W., zheng, J., Zhang, Z., Chen, Z. Cognitive Function and Upper Limb Rehabilitation Training Post-Stroke Using a Digital Occupational Training System. J. Vis. Exp. (202), e65994, doi:10.3791/65994 (2023).

View Video