Kognitiv funktion och rehabilitering av övre extremiteter efter stroke med hjälp av ett digitalt arbetsträningssystem
Summary
Det nuvarande protokollet beskriver hur det VR-baserade digitala yrkesutbildningssystemet förbättrar rehabiliteringen av patienter med kognitiv svikt och dysfunktion i de övre extremiteterna efter en stroke.
Abstract
Strokerehabilitering kräver ofta frekvent och intensiv terapi för att förbättra funktionell återhämtning. Virtual reality-teknik (VR) har visat potentialen att möta dessa krav genom att tillhandahålla engagerande och motiverande behandlingsalternativ. Det digitala yrkesutbildningssystemet är en VR-applikation som använder den senaste tekniken, inklusive multi-touch-skärmar, virtuell verklighet och människa-datorinteraktion, för att erbjuda olika träningstekniker för avancerad kognitiv kapacitet och hand-öga-koordinationsförmåga. Syftet med denna studie var att bedöma effektiviteten av detta program för att förbättra kognitiv funktion och rehabilitering av övre extremiteter hos strokepatienter. Träningen och bedömningen består av fem kognitiva moduler som täcker perception, uppmärksamhet, minne, logiskt resonemang och beräkning, tillsammans med träning av hand-öga-koordination. Denna forskning indikerar att efter åtta veckors träning kan det digitala arbetsträningssystemet avsevärt förbättra kognitiv funktion, dagliga livsfärdigheter, uppmärksamhet och egenvårdsförmåga hos strokepatienter. Denna programvara kan användas som ett tidsbesparande och kliniskt effektivt rehabiliteringshjälpmedel för att komplettera traditionella en-till-en-arbetsterapisessioner. Sammanfattningsvis är det digitala yrkesutbildningssystemet lovande och erbjuder potentiella ekonomiska fördelar som ett verktyg för att stödja strokepatienters funktionella återhämtning.
Introduction
Det finns en hög incidens, mortalitet, invaliditetsfrekvens och återfall i samband med stroke eller cerebrovaskulär olycka1. Globalt sett har stroke gått om tumörer och hjärtsjukdomar och blivit den näst vanligaste dödsorsaken, och det är den främsta orsaken i Kina2. Incidensen och den sociala bördan av stroke förväntas öka avsevärt under de kommande åren i takt med att befolkningen åldras. Överlevare av stroke kan fortsätta att uppleva sensoriska, motoriska, kognitiva och psykologiska funktionsnedsättningar3. Effekterna av en stroke kan inkludera förlamning av ena sidan av kroppen, inklusive ansikte, armar och ben, ett tillstånd som kallas hemiplegi. Detta är den vanligaste följden av stroke och påverkarmänniskors livskvalitet avsevärt.
Stroke utgör ett betydande hot mot människors hälsa. På grund av skador på hjärnvävnad kan stroke och hemiplegi leda till dysfunktion i händerna, vilket hindrar patienternas aktiviteter i det dagliga livet (ADL) och försämrar deras livskvalitet5. Nedsatt funktion i de övre extremiteterna, särskilt i händerna som den distala kroppsdelen, utgör den största utmaningen vid återhämtning av övre extremiteter6. Därför är funktionell rehabilitering avgörande. Dessutom upplever 20-80 % av strokepatienterna kognitiv försämring, vilket leder till brister i uppmärksamhet, minne, språk och exekutiva förmågor7.
För närvarande förlitar sig den kliniska rehabiliteringen av hemiplegi i övre extremiteter främst på omfattande träning av övre extremiteter och olika ergoterapier (t.ex. spegelboxbehandling8, suspension9, funktionell elektrisk stimulering10, bland annat). På senare tid har virtuell verklighet och interaktiva videospel dykt upp som alternativa rehabiliteringsmetoder. Dessa interventioner kan underlätta träning med hög kapacitet och minska kraven på terapeuternas tid11. Virtual reality-system har snabbt utvecklats till nya kommersiella enheter som kan användas för att förbättra kognitiv och motorisk funktion i övre extremiteter hos strokeöverlevare12. Trots dessa framsteg finns det fortfarande outforskade vägar inom detta område.
Därför syftar denna studie till att undersöka effekterna av rehabiliteringsträning i övre extremiteter i kombination med konventionell rehabilitering av övre extremiteter på kognitiv och motorisk funktion i övre extremiteterna hos strokepatienter under återhämtningsperioden för hemipares, som vanligtvis sträcker sig över de första 6-24 veckorna efter strokeincidenten. Dessutom kommer vi att undersöka dess inverkan på det dagliga livet. Denna forskning syftar till att ge värdefulla bevis för den kliniska tillämpningen av robotinterventioner.
Protocol
Representative Results
Discussion
Ett rehabiliteringssystem för virtuell verklighet implementerades för att stödja återhämtningen av strokepatienter, med hjälp av den senaste multi-touch-skärmtekniken för att förbättra träningsengagemang, fördjupning, interaktivitet och konceptualisering. Detta system ger interaktiv motorisk kontrollträning i övre extremiteter som integrerar syn, hörsel och känsel. Den innehåller också rehabiliteringsträningsmoduler som riktar sig till minne, uppmärksamhet, rumsuppfattning, datorer, hand-öga-koordina…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Vi tackar patienterna och vårdpersonalen på First Affiliated Hospital of Zhejiang University School of Medicine för deras stöd och samarbete under hela denna 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).
