Summary
Das aktuelle Protokoll beschreibt, wie das VR-basierte digitale Berufsbildungssystem die Rehabilitation von Patienten mit kognitiven Beeinträchtigungen und Funktionsstörungen der oberen Extremitäten nach einem Schlaganfall verbessert.
Abstract
Die Schlaganfallrehabilitation erfordert oft eine häufige und intensive Therapie, um die funktionelle Erholung zu verbessern. Die Virtual-Reality-Technologie (VR) hat gezeigt, dass sie das Potenzial hat, diese Anforderungen zu erfüllen, indem sie ansprechende und motivierende Therapieoptionen bietet. Das digitale Berufsbildungssystem ist eine VR-Anwendung, die modernste Technologien wie Multi-Touchscreens, virtuelle Realität und Mensch-Computer-Interaktion nutzt, um verschiedene Trainingstechniken für fortgeschrittene kognitive Fähigkeiten und Hand-Auge-Koordinationsfähigkeiten anzubieten. Ziel dieser Studie war es, die Wirksamkeit dieses Programms bei der Verbesserung der kognitiven Funktion und der Rehabilitation der oberen Extremitäten bei Schlaganfallpatienten zu bewerten. Das Training und die Bewertung bestehen aus fünf kognitiven Modulen, die Wahrnehmung, Aufmerksamkeit, Gedächtnis, logisches Denken und Rechnen abdecken, sowie Hand-Auge-Koordinationstraining. Diese Forschung zeigt, dass das digitale Berufsbildungssystem nach acht Wochen Training die kognitive Funktion, die Fähigkeiten des täglichen Lebens, die Aufmerksamkeit und die Selbstversorgungsfähigkeiten bei Schlaganfallpatienten signifikant verbessern kann. Diese Software kann als zeitsparendes und klinisch wirksames Rehabilitationshilfsmittel als Ergänzung zu traditionellen Einzel-Ergotherapiesitzungen eingesetzt werden. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass das digitale Berufsbildungssystem vielversprechend ist und potenzielle finanzielle Vorteile als Instrument zur Unterstützung der funktionellen Genesung von Schlaganfallpatienten bietet.
Introduction
Es gibt eine hohe Inzidenz, Mortalität, Behinderungsrate und Rezidivrate im Zusammenhang mit Schlaganfall oder zerebrovaskulärem Unfall1. Weltweit hat der Schlaganfall Tumore und Herzerkrankungen überholt und ist zur zweithäufigsten Todesursache geworden, und er ist die Hauptursache in China2. Es wird erwartet, dass die Inzidenz und die soziale Belastung durch Schlaganfälle in den kommenden Jahren mit zunehmender Alterung der Bevölkerung erheblich zunehmen werden. Überlebende eines Schlaganfalls können weiterhin sensorische, motorische, kognitive und psychische Beeinträchtigungen aufweisen3. Die Auswirkungen eines Schlaganfalls können Lähmungen einer Körperseite umfassen, einschließlich Gesicht, Arme und Beine, eine Erkrankung, die als Hemiplegie bekannt ist. Dies ist die häufigste Folge eines Schlaganfalls und beeinträchtigt die Lebensqualität der Menschen erheblich4.
Schlaganfall stellt eine erhebliche Bedrohung für die Gesundheit der Menschen dar. Aufgrund von Hirngewebeschäden können Schlaganfall und Halbseitenlähmung zu Handfunktionsstörungen führen, die die Aktivitäten des täglichen Lebens der Patienten behindern und ihre Lebensqualität beeinträchtigen5. Eine verminderte Funktion der oberen Extremitäten, insbesondere der Hände als distaler Körperteil, stellt die größte Herausforderung bei der Regeneration der oberen Extremitäten dar6. Daher ist die funktionelle Rehabilitation von entscheidender Bedeutung. Darüber hinaus leiden 20 % bis 80 % der Schlaganfallpatienten an kognitiven Beeinträchtigungen, die zu Defiziten in Aufmerksamkeit, Gedächtnis, Sprache und exekutiven Fähigkeiten führen7.
Aktuell setzt die klinische Rehabilitation der Hemiplegie der oberen Extremität vor allem auf ein umfassendes Training der oberen Extremitäten und verschiedene Ergotherapien (z.B. Spiegelkastenbehandlung8, Suspension9, funktionelle Elektrostimulation10 u.a.). In letzter Zeit haben sich Virtual Reality und interaktive Videospiele als alternative Rehabilitationsmethoden herausgebildet. Diese Interventionen können das Üben mit hoher Kapazität erleichtern und die Anforderungen an die Zeit der Therapeuten verringern11. Virtual-Reality-Systeme haben sich schnell zu neuen kommerziellen Geräten entwickelt, die zur Verbesserung der kognitiven und motorischen Funktion der oberen Gliedmaßen bei Schlaganfallüberlebenden eingesetzt werden können12. Trotz dieser Fortschritte gibt es in diesem Bereich noch unerforschte Wege.
Daher zielt diese Studie darauf ab, die Auswirkungen des Rehabilitationstrainings der oberen Extremitäten in Kombination mit der konventionellen Rehabilitation der oberen Extremitäten auf die kognitive und die motorische Funktion der oberen Extremitäten bei Schlaganfallpatienten während der Erholungsphase der Hemiparese zu untersuchen, die sich typischerweise über die ersten 6-24 Wochen nach dem Schlaganfall erstreckt. Darüber hinaus werden wir seine Auswirkungen auf die Fähigkeiten des täglichen Lebens untersuchen. Diese Forschung soll wertvolle Beweise für die klinische Anwendung von Roboterinterventionen liefern.
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Protocol
Dieses Studienprotokoll wurde von der Ethikkommission des First Affiliated Hospital der Zhejiang University genehmigt (Zulassungsnummer IIT20210035C-R2), und es wurde die Einverständniserklärung aller Teilnehmer eingeholt. Eine experimentelle Studie mit Quasi-Randomisierung, einfacher Verblindung und einer Kontrollgruppe wurde durchgeführt, um die Durchführbarkeit und Wirksamkeit des Programms zu bewerten. 24 Patienten, die in der Abteilung für Rehabilitationsmedizin des Ersten angeschlossenen Krankenhauses der Universität Zhejiang stationär behandelt wurden, wurden eingeladen, an diesem Experiment teilzunehmen. Die Einschlusskriterien umfassten Schlaganfallpatienten, die durch Computertomographie (CT) oder Magnetresonanztomographie (MRT) bestätigt wurden, im Alter von 30-75 Jahren, 6-24 Wochen nach dem Schlaganfall, einen Montreal Cognitive Rating Scale (MoCA)-Score <2613, Funktionsstörungen der oberen Extremitäten14, einseitige Hemiplegie, Brunnstrom-Stadium 3-6 für die Sitzfähigkeit15 und Zusammenarbeit bei der Beurteilung und Behandlung. Zu den Ausschlusskriterien gehörten kognitive Störungen in der Vorgeschichte, Funktionsstörungen schwerer Organe, Seh- oder Hörstörungen, abnormales geistiges Verhalten oder antipsychotischer Drogenkonsum, schwere Spastik (Ashworth-Skala 3-4)16 und Schultersubluxation oder starke Schmerzen in den oberen Gliedmaßen.
1. Studiendesign
- Teilen Sie alle Patienten gemäß der Zufallszahlentabellenmethode2 in die Kontrollgruppe und die Versuchsgruppe (12 in jeder Gruppe) auf.
HINWEIS: Vor dem Experiment wurden die folgenden Bewertungen von einem erfahrenen Ergotherapeuten für alle Patienten durchgeführt: Das Montreal Cognitive Assessment (MoCA)13, die Fugl-Meyer Assessment Upper Extremity Scale (FMA-UE)14 und der modifizierte Barthel-Index (MBI)17. - Überprüfen und bestätigen Sie, dass sich die Patienten in der Versuchsgruppe einer konventionellen medikamentösen Therapie unterzogen haben, einschließlich Medikamenten gegen Blutdrucksenken, Antidiabetika, Thrombozytenaggregationshemmern, Lipidregulatorika usw., wie von ihren jeweiligen Ärzten verschrieben.
- Stellen Sie außerdem sicher, dass sie jeden Tag 30 Minuten routinemäßiges ergotherapeutisches Training erhalten, das kognitives Funktionstraining und Funktionstraining der oberen Gliedmaßen umfasst. Bestätigen Sie außerdem, dass sie sich über einen Zeitraum von 8 Wochen täglich 30 Minuten dem digitalen Berufsbildungssystem gewidmet haben.
HINWEIS: Der Begriff "konventionelle medikamentöse Therapie" bezieht sich auf Standardmedikamente, die für die Versorgung nach einem Schlaganfall verschrieben werden, und die spezifischen Medikamente können je nach Patient und Klinik variieren.
- Stellen Sie außerdem sicher, dass sie jeden Tag 30 Minuten routinemäßiges ergotherapeutisches Training erhalten, das kognitives Funktionstraining und Funktionstraining der oberen Gliedmaßen umfasst. Bestätigen Sie außerdem, dass sie sich über einen Zeitraum von 8 Wochen täglich 30 Minuten dem digitalen Berufsbildungssystem gewidmet haben.
- Stellen Sie sicher, dass die Patienten in der Kontrollgruppe täglich 1 Stunde lang eine routinemäßige Ergotherapie (OT) in Verbindung mit einer konventionellen medikamentösen Therapie erhalten.
- Implementieren Sie routinemäßiges kognitives Funktionstraining, das auf die Arten der kognitiven Beeinträchtigung der Patienten zugeschnitten ist, indem Sie die folgenden Schritte ausführen:
HINWEIS: Sowohl Kontroll- als auch Versuchsgruppe von Patienten erhalten diese Schulungen.- Bei Gedächtnisstörungen: Leiten Sie die Patienten an, sich an Aktivitäten wie dem Diskutieren von Bildern, dem Rezitieren von Absätzen, Pfadgedächtnisübungen und dem Abrufen von Lebenshandlungen zu beteiligen.
- Bei Aufmerksamkeitsstörung: Weisen Sie die Patienten an, an Eye-Tracking-Training, Nummernklassifizierungsübungen und ähnlichen Bilderkennungstrainings teilzunehmen.
- Bei Dyskalkulie: Bitten Sie die Patienten, einfache Additions- und Subtraktionsübungen mit Zahlen unter 50 durchzuführen, zusammen mit Aktivitäten wie Einkaufs- und Finanzsimulationstraining.
- Bei visuell-räumlichen Störungen: Führen Sie Patienten durch Aktivitäten wie Holzstapeln, Lösen von Puzzles, Zeichnen und Drehen von Objekten.
- Bei exekutiver Dysfunktion: Führen Sie Patienten bei Aktivitäten wie Origami, Handherstellung, Malen, Blumengießen und anderen.
- Für Denk- und Argumentationsstörungen: Leiten Sie Patienten bei der Klassifizierung von Gegenständen, der Anordnung von Zahlen, der Simulation von Supermarkteinkäufen und dem Übergang vom allgemeinen Denken zum spezifischen Denken an.
- Weisen Sie die Patienten an, sich an konventionellen funktionellen Übungen der oberen Gliedmaßen zu beteiligen, die passive und dominante Bewegungen jedes Gelenks der oberen Extremität umfassen. Dazu gehören Aktivitäten wie Rollentraining, Extraktion der oberen Gliedmaßen, Werfen und Fangen des Balls sowie Kontrolltraining für Schulter-, Ellbogen- und Handgelenksbewegungen.
- Dazu gehören außerdem Unterarmpronation und Supination, Fingerfeinbewegungen und Koordinationsflexibilitätstraining, wie z. B. die Verwendung einer Pinnwand und Schrauben.
HINWEIS: Das Dressing- und Stripping-Training, die Anwendung von Selbsthilfegeräten und andere Übungen zur Verbesserung der Fähigkeit zu Aktivitäten des täglichen Lebens sollten sich in erster Linie auf die betroffene Seite konzentrieren, wobei die gesunde Seite angemessen einbezogen wird, um das Training der betroffenen Seite zu unterstützen. Alle Versuchsschritte werden im Rehabilitationsraum der Station durchgeführt. Die erwähnte Schulung wird an 5 Tagen in der Woche für eine Dauer von 8 Wochen durchgeführt.
- Dazu gehören außerdem Unterarmpronation und Supination, Fingerfeinbewegungen und Koordinationsflexibilitätstraining, wie z. B. die Verwendung einer Pinnwand und Schrauben.
2. Ausbildungsprozess des digitalen Berufsbildungssystems
HINWEIS: Nur die Versuchsgruppe erhält diese Schulungen.
- Weisen Sie den Patienten an, vor dem Gerät zu stehen oder zu sitzen (Abbildung 1) und stellen Sie das Display auf eine geeignete Höhe und einen geeigneten Neigungswinkel ein, damit die Hände des Patienten den Bildschirm leicht berühren können.
- Erstellen Sie für jeden Patienten ein individuelles Profil, einschließlich seines vollständigen Namens, seines Alters, seiner Krankenhausidentifikationsnummer, seiner Diagnose und anderer relevanter medizinischer Details.
- Wählen Sie das geeignete Trainingsprogramm basierend auf dem kognitiven Beeinträchtigungstyp des Patienten und der verbleibenden Muskelkraft der oberen Extremitäten. Legen Sie Parameter für jedes Programm fest, z. B. Trainingsdauer, Schwierigkeitsgrad und linke oder rechte Seite (Abbildung 2).
- Erklären und demonstrieren Sie die richtige Operationsmethode für jedes Programm, um sicherzustellen, dass der Patient den Zweck des Trainings vollständig versteht.
- Führen Sie kognitives Funktionstraining durch.
- Befolgen Sie bei Patienten mit Gedächtnisstörungen den unten beschriebenen Trainingsprozess.
HINWEIS: Wenn der Patient eine Gedächtnisstörung hat, können Therapeuten aus den folgenden Trainingsverfahren wählen: "Rapid Matching Training", "Memory Matrix Training" und "Card Memory Training".- Rapid Matching Training: Klicken Sie auf Bilder auf dem Bildschirm und bitten Sie den Patienten, sich an das vorherige Bild zu erinnern. Bitten Sie dann den Patienten, auf die Schaltfläche Symbol zu klicken, um zu bestätigen, ob das aktuelle Bild mit dem vorherigen übereinstimmt.
- Gedächtnismatrix-Training: Klicken Sie hier, um drei helle Quadrate an verschiedenen Stellen auf der Bildschirmmatrix blinken zu lassen. Klicken Sie dann, um alle Quadrate abzudunkeln , und bitten Sie den Patienten, auf die hellen Quadrate zu klicken.
- Kartengedächtnistraining: Klicken Sie, um zwei Bilder auf dem Bildschirm anzuzeigen, und drehen Sie sie dann um. Weisen Sie den Patienten an, die Zielkarte zu finden, die mit der auf dem Bildschirm angezeigten übereinstimmt.
- Führen Sie bei Patienten mit Aufmerksamkeitsstörung den folgenden Trainingsprozess durch.
HINWEIS: Wählen Sie für Patienten mit Aufmerksamkeitsstörung aus den folgenden Trainingsverfahren: "Reaktionsfähigkeitstraining", "Farbanpassungstraining", "Whack-A-Mole-Spiel" und "Kartengedächtnistraining".- Reaktionsfähigkeitstraining: Wenn ein Kuchen über den Cartoon-Avatar fällt, weisen Sie den Patienten an, schnell auf die Schaltfläche "Fangen " zu klicken, um zu verhindern, dass der Kuchen den Kopf trifft.
- Farbanpassungstraining: Wenn sich der Ball über der Bahn in der Nähe der Mitte des Kreises befindet, führen Sie den Patienten an, auf die entsprechende Farbe zu klicken, damit der Ball je nach Schwierigkeitsgrad zwei oder vier Schläge springt.
- Whack-A-Mole-Spiel: Führen Sie ein Spiel ein, in dem der Bösewicht das Land durchquert oder das Erdhörnchen seinen Kopf herausstreckt. Weisen Sie den Patienten an, zu klicken und den Bösewicht oder das Erdhörnchen zu schlagen, um Spielpunkte zu sammeln.
- Kartengedächtnistraining: Karteninformationen anzeigen, die Karte umdrehen und ihre Position ändern. Bitten Sie den Patienten, die Zielkarte gemäß den angegebenen Anforderungen erneut zu finden und anzuklicken.
- Führen Sie für Patienten mit Rechen- und Urteilsstörungen den folgenden Trainingsprozess durch.
HINWEIS: Wenn der Patient eine Beeinträchtigung des Rechnens und des Urteilsvermögens hat, sollten Therapeuten Programme wie "Schere-Stein-Papier", "Training für arithmetisches Denken", "Sortier- und Auswahltraining" und "Angelspiel" wählen.- Schere-Stein-Papier: Zeigen Sie eine Links-Rechts-Geste auf dem Bildschirm an und bitten Sie den Patienten, ein schnelles Urteil zu fällen, indem Sie klicken, um festzustellen, ob die linke Hand gewinnt, die rechte Hand gewinnt oder es ein Unentschieden ist.
- Arithmetisches Argumentationstraining: Weisen Sie den Patienten an, die Rechenaufgabe auf dem Bildschirm zu berechnen und mit der Zahl zu vergleichen, indem Sie die Schaltfläche "Größer als", "Kleiner als" oder "Gleich " auswählen. Erhöhen Sie den Schwierigkeitsgrad der Rechenaufgabe mit dem Schwierigkeitsgrad der Einstellung.
- Sortier- und Kommissioniertraining: Bitten Sie den Patienten, die entsprechende Art und Menge von Artikeln aus der Liste gemäß den Anforderungen in der oberen linken Ecke auszuwählen und anzuklicken.
- Angelspiel: Weisen Sie den Patienten an, auf den Bildschirm zu klicken, um eine bestimmte Art und Anzahl von Fischen zu fangen und Spielpunkte zu erzielen.
- Führen Sie bei Patienten mit visuospatialer Störung die folgenden Trainingseinheiten durch.
HINWEIS: Die folgenden Trainingsverfahren sind für Patienten mit visuell-räumlicher Störung geeignet: "Einseitiges Neglect-Training", "Puzzle-Training", "Bildkombinationstraining".- Einseitiges Vernachlässigungstraining: Klicken Sie entsprechend den Videoanweisungen , um den schwimmenden roten Fisch mit den Fingern zu kontrollieren und so viele Fische wie möglich zu fressen.
- Puzzle-Training: Klicken Sie auf die zerbrochenen Teile des Puzzles und bringen Sie sie in die richtige Position , damit sie wieder ein vollständiges Bild ergeben.
- Bildkombinationstraining: Wählen Sie links aus verschiedenen Formen und Farben geeignete Bilder aus und platzieren Sie sie an der richtigen Position rechts , um sie zu kombinieren und ein bestimmtes Muster zu bilden.
- Führen Sie bei Patienten mit exekutiver Dysfunktion die folgenden Trainingseinheiten durch.
HINWEIS: Patienten mit exekutiver Dysfunktion können das Programm "Virtual Kitchen" wählen. Patienten können den Produktionsprozess von "Rührtomate und Ei" unter Anleitung des Systems nach und nach virtuell abschließen. Spezifische Schritte sind wie folgt:- Bereiten Sie Lebensmittel vor: Weisen Sie den Patienten an, virtuell (auf dem Bildschirm) den Wasserhahn aufzudrehen, die Tomaten zu reinigen, die Tomaten in Stücke zu schneiden und auf den Teller zu legen. Dann die Eier in die Schüssel geben und umrühren.
- Kochen: Weisen Sie die Patienten an , den Herd anzuheizen, das Speiseöl einzufüllen, die geschlagenen Eier einzuschenken und dann die Tomaten hinzuzufügen.
- Servieren Sie die Gerichte: Führen Sie den Patienten nach Abschluss der Zubereitung an, die Hitze auszuschalten und das gekochte Gericht auf den Teller zu geben.
- Führen Sie bei Patienten mit Denk- und Argumentationsstörungen Folgendes durch.
HINWEIS: Wenn der Patient Schwierigkeiten beim Benennen und Konzeptionellen hat, wählen Sie zwischen "Benennungstraining", "Kartengedächtnisübung" und "Objektdifferenzierungstraining".- Benennungstraining: Leiten Sie Patienten an, das richtige Bild unter mehreren Bildern zu finden und darauf zu klicken, basierend auf den Anforderungen an Textinformationen und Ton, oder wählen Sie den richtigen Namen des Elements aus und klicken Sie darauf.
- Kartengedächtnisübung: Bitten Sie die Patienten, unter den Karten, die auf dem Bildschirm erscheinen, diejenige zu finden und anzuklicken , die mit der in der Hand des Cartoon-Mannes in der oberen rechten Ecke übereinstimmt.
- Objektdifferenzierungstraining: Bitten Sie die Patienten, unter mehreren Spalten von Formen, die auf dem Bildschirm erscheinen, diejenige zu identifizieren und anzuklicken, die einzigartig ist und sich von den anderen unterscheidet.
- Befolgen Sie bei Patienten mit Gedächtnisstörungen den unten beschriebenen Trainingsprozess.
- Führen Sie funktionelles Training der oberen Gliedmaßen durch.
- Trainieren Sie die Patienten mit Hilfsübungen oder einhändigen Übungen.
HINWEIS: Wenn die betroffene Extremität nicht in der Lage ist, das Training alleine zu absolvieren, lassen Sie die gesunde Hand die betroffene Extremität halten und absolvieren Sie das Hilfstraining. Sobald die betroffene Extremität wieder ein gewisses Maß an Muskelkraft erlangt hat, kann mit dem einhändigen Training begonnen werden. Für Hilfsübungen oder einhändige Übungen eignen sich folgende Trainingsverfahren: "Zeichenübung", "Musikalische Reise", "Walking The Maze".- Zeichenübung: Weisen Sie die Patienten entsprechend den auf dem Bildschirm angezeigten Pfadaufforderungen an, bestimmte Linien oder Umrisse des Musters zu zeichnen. Das System generiert automatisch ein schönes Bild. Wenn der Schwierigkeitsgrad zunimmt, sollten Sie den Weg verschwinden lassen und den Patienten bitten, das Bild aus dem Gedächtnis zu skizzieren.
- Musikalische Reise: Lassen Sie den Patienten graue Quadrate auf dem Bildschirm synchron zum Rhythmus der Musik löschen und sie in bunte Quadrate verwandeln. Dies sorgt für ein intensives Genusserlebnis.
- Walking The Maze: Weisen Sie den Patienten an, sich an der kleinen Kugel im Labyrinth festzuhalten und die Kugel durch das Labyrinth zu führen, um den Endpunkt zu erreichen, an dem sich der Diamant befindet.
- Trainieren Sie die Patienten mit beidhändigen Koordinationsübungen.
HINWEIS: Wenn die betroffene Extremität über eine gute Muskelkraft verfügt, kann ein zweihändiges Koordinationstraining eingeleitet werden. Wählen Sie Verfahren wie "Balancierball", "Fischfütterungsspiel", "Bogenschießen" und "Reaktionskoordinationstraining".- Balance Ball: Lassen Sie den Patienten seine linke und rechte Faust auf beide Enden des Schwebebalkens legen, auf dem sich eine kleine blaue Kugel befindet. Weisen Sie sie an, das Gleichgewicht zu halten und zu verhindern, dass der Ball von beiden Seiten rollt.
- Fischfütterungsspiel: Weisen Sie die Patienten an, das Futter mit einer Hand gedrückt zu halten und mit der anderen Hand auf den kleinen Fisch zu klicken, der auf dem Bildschirm schwimmt, um die Fischfütterungsaufgabe abzuschließen.
- Bogenschießen: Führen Sie den Patienten an, eine Hand auf den Bogen und die andere auf den Pfeil zu legen, klicken und steuern Sie den Pfeil , damit er perfekt ins Schwarze trifft.
- Reaktionskoordinationstraining: Lassen Sie die rechte und linke Hand der Patienten den Hammer gedrückt halten und klicken, um die gelbe Kugel abwechselnd zu schlagen, ähnlich wie beim Tischtennisspiel, um die Koordination und Reaktionsfähigkeit des Patienten zu trainieren.
HINWEIS: Nach Abschluss des Trainings für jedes Verfahren liefert das Gerät automatisch eine Analyse der Trainingsergebnisse und speichert sie in der exklusiven Patientenakte. Der Therapeut bewertet den Trainingseffekt des Patienten, indem er die Ergebnisse jedes Mal vergleicht (Abbildung 3 und Abbildung 4).
- Trainieren Sie die Patienten mit Hilfsübungen oder einhändigen Übungen.
- Wenn sich die Funktion des Patienten erholt, bitten Sie den Therapeuten, das Trainingsprogramm regelmäßig neu zu kombinieren und den Schwierigkeitsgrad und die Dauer des Eingriffs an die Leistung des Patienten anzupassen.
HINWEIS: Während der gesamten Ausbildungszeit überwacht der Therapeut den gesamten Trainingsprozess des Patienten, hört geduldig auf die Bedürfnisse des Patienten, unterstützt den Patienten bei Schwierigkeiten und lobt und ermutigt ihn nach erfolgreichem Abschluss der Trainingsaufgaben.
3. Follow-up-Verfahren
- Führen Sie nach 8 Wochen Behandlung eine Neubewertung aller Patienten mit MoCA, FMA-UE und MBI durch. Diese Neubewertung wird von demselben Ergotherapeuten durchgeführt.
- Analysieren Sie die gesammelten Daten aus den Bewertungen vor und nach dem Training statistisch, um die Signifikanz der Ergebnisse zu bestimmen.
HINWEIS: Je nach Normalität der Datenverteilung wurden geeignete statistische Methoden eingesetzt, um die Auswirkungen des digitalen Berufsbildungssystems auf die Wiederherstellung der kognitiven und motorischen Funktionen zu bewerten.
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Representative Results
In diese Studie wurden 24 Patienten mit Funktionsstörungen der oberen Extremitäten in Kombination mit verschiedenen Arten von kognitiven Beeinträchtigungen nach einem Schlaganfall aufgenommen. Zu den beobachteten Arten von kognitiven Beeinträchtigungen gehörten unter anderem Amnesie, Agnosie, exekutive Dysfunktion, Aufmerksamkeitsstörungen. Es wurden keine statistisch signifikanten Unterschiede zwischen den beiden Gruppen in Bezug auf Geschlecht, Alter, Krankheitsdauer und Art des Schlaganfalls (P > 0,05) gefunden, wie in Tabelle 1 beschrieben. Die Versuchsgruppe, die sich einer Rehabilitation der oberen Extremitäten mit dem digitalen Berufsbildungssystem unterzog, zeigte größere Verbesserungen bei FMA-UE14, MoCA13 und MBI17 im Vergleich zur konventionellen Therapie (Tabelle 2).
Nach der Trainingsphase zeigte die Experimentalgruppe eine signifikante Verbesserung der MoCA-Scores (P < 0,05), während die Kontrollgruppe keine signifikanten Unterschiede zeigte (P > 0,05). Darüber hinaus war die Verbesserung in der Versuchsgruppe ausgeprägter als in der Kontrollgruppe (P < 0,05) (Tabelle 2). In Bezug auf die FMA-Werte der oberen Extremitäten zeigte die Versuchsgruppe nach 8 Wochen Training eine signifikante Verbesserung (P < 0,05), mit einem bemerkenswerten Unterschied in der Verbesserung im Vergleich zur Kontrollgruppe (P < 0,05) (Tabelle 2). In Bezug auf die BI-Scores zeigten beide Gruppen signifikante Verbesserungen im Vergleich zu vor der Intervention (P < 0,05), und die Verbesserung in der Experimentalgruppe unterschied sich signifikant von der in der Kontrollgruppe (P < 0,05) (Tabelle 2). Diese Ergebnisse unterstreichen die Wirksamkeit des digitalen Berufstrainingssystems bei der Verbesserung der kognitiven Fähigkeiten und der oberen Extremitäten der Patienten und übertreffen die traditionelle Rehabilitationstherapie bei kognitiven Verbesserungen.
Die statistischen Analysen wurden mit einer statistischen Software (siehe Materialtabelle) durchgeführt, wobei das Signifikanzniveau auf einen zweiseitigen P < 0,05 festgelegt wurde. Die parametrische Analyse unter der Annahme von Datennormalität und Varianzhomogenität verwendete den t-Test für unabhängige Stichproben, um Unterschiede zwischen Gruppen in Skalenwerten zu vergleichen.
Abbildung 1: Digitales Berufsbildungssystem. Der Bildschirm des Systems ist in einer ergonomisch geeigneten Höhe und einem ergonomisch geeigneten Winkel für Schlaganfallpatienten im Sitzen oder Stehen positioniert und fördert so das interaktive Engagement für Rehabilitationsübungen. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.
Abbildung 2: Spielinhalt und Anwendung des kognitiven VR-Schemas für die oberen Extremitäten. Diese Abbildung veranschaulicht grafisch verschiedene Aufgaben innerhalb des Spiels, die jeweils sorgfältig auf bestimmte kognitive und motorische Fähigkeiten ausgerichtet sind. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.
Abbildung 3: Analyse der Trainingsergebnisse des Bogenschießens - die Anzahl der Ringe pro getroffenem Ziel. Diese Abbildung bietet eine statistische Aufschlüsselung der Leistungen der Teilnehmer innerhalb des Bogenschießspiels und visualisiert die Anzahl der pro Ziel getroffenen Ringe über mehrere Sitzungen hinweg. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.
Abbildung 4: Analyse der Trainingsergebnisse des Bogenschießens Karte der aktiven Bereiche. Die Farbverläufe stellen Bereiche mit hoher und niedriger Aktivität dar und geben Einblick in die Genauigkeit und die Schwerpunkte der Versuche der Teilnehmer und dienen so als visuelles Werkzeug zur Beurteilung der motorischen Kontrolle und Koordination während des gesamten Trainings. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.
| Gruppe | n | Geschlecht (n) | Alter (x±s, y ) | Krankheitsverlauf (x±s, d) | Art des Hubs (n) | Hemiplegische Seite (n) | |||||
| Männlich | Weiblich | Ischämisch | Hämorrhagische | Links | Rechts | ||||||
| Kontrollgruppe (n = 12) | 12 | 6 | 6 | 50,50 ± 5,50 | 37.08 ± 11.48 | 7 | 5 | 7 | 5 | ||
| Experimentelle Gruppe (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 | ||||||
Tabelle 1. Basismerkmale zwischen den beiden Gruppen. Es präsentiert einen umfassenden Vergleich der Ausgangsmerkmale zwischen der Kontroll- und der Versuchsgruppe. Dazu gehören demografische und klinische Daten, die die Vergleichbarkeit zwischen den Gruppen gewährleisten und den Randomisierungsprozess verifizieren, wodurch die Robustheit der anschließenden Analyse bestätigt wird.
| Gruppe | Moca | FMA-UE | MBI | |
| Kontrollgruppe (n = 12) | Pro Behandlung | 18.25 ± 2.42 | 31.83 ± 6.26 | 57,42 ± 7,37 |
| Nachbehandlung | 19,0 ± 3,16 | 35,58 ± 5,04 | 64,33 ± 6,51 * | |
| Experimentelle Gruppe (n = 12) | Pro Behandlung | 18.33 ± 2.34 | 32,42 ± 5,84 | 57,33 ± 9,50 |
| Nachbehandlung | 22.00 ± 2.92 **# | 40,67 ± 6,72**# | 71,42 ± 9,63 **# | |
| *P < 0,05 im Vergleich zur Vorbehandlung; #P < 0,05 im Vergleich zur Kontrollgruppe | ||||
Tabelle 2. Vergleich von MoCA-, FMA-UE- und MBI-Werten zwischen zwei Gruppen vor und nach dem Training (x ± s). *P < 0,05 im Vergleich zur Vorbehandlung. #P < 0,05 im Vergleich zur Kontrollgruppe. Die statistisch signifikanten Werte werden hervorgehoben, um die Auswirkungen des VR-basierten Trainingsregimes auf kognitive und motorische Funktionen zu verdeutlichen und die relevanten Verbesserungen der Fähigkeiten der Teilnehmer nach dem Training aufzuzeigen.
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Discussion
Ein Virtual-Reality-Rehabilitationssystem wurde implementiert, um die Genesung von Schlaganfallpatienten zu unterstützen, wobei die neueste Multi-Touchscreen-Technologie verwendet wurde, um das Trainingsengagement, die Immersion, die Interaktivität und die Konzeptualisierung zu verbessern. Dieses System bietet ein interaktives Training der motorischen Kontrolle der oberen Extremitäten, das Sehen, Hören und Tasten integriert. Es umfasst auch Rehabilitationstrainingsmodule, die auf Gedächtnis, Aufmerksamkeit, räumliche Wahrnehmung, Computer, Hand-Auge-Koordination und virtuelle Aufgaben abzielen und ein personalisiertes kognitives Training bieten. Darüber hinaus verbessert die digitale Rehabilitation die kognitive Erholung und die Erholung der oberen Gliedmaßen durch angereicherte virtuelle Aktivitäten des täglichen Lebens (ADL) und kognitives Training18,19.
Der derzeitige Ansatz zur Rehabilitation der kognitiven Funktionen nach einem Schlaganfall umfasst typischerweise computergestütztes Training und Ergotherapie, manchmal ergänzt durch Methoden wie hyperbare Sauerstofftherapie und transkranielle Elektrostimulation20. Im Gegensatz dazu bietet das hier beschriebene VR-basierte Trainingssystem ein hochintensives, repetitives und hochreproduzierbares motorisches Training21. Das System passt den Schwierigkeitsgrad des Spiels intelligent an den Rehabilitationsfortschritt eines Patienten an und passt die Aufgaben an ein hochintensives Training an. Darüber hinaus sind Virtual-Reality-Spiele zu jeder Zeit und an jedem Ort zugänglich, sodass Patienten häufiger an Rehabilitationstrainings teilnehmen und eine höhere Anzahl von Wiederholungen erreichen können.
Im Vergleich zu bestehenden VR-Geräten zeichnet sich das digitale Berufsbildungssystem als personalisiertere und flexiblere Rehabilitationsoption aus, die die Bemühungen und die Aufmerksamkeit der Patienten auf verbesserte Ergebnisse konzentriert. Die aktive Beteiligung der Patienten ist während der Neuroplastizität, des motorischen Lernens und der Rehabilitation von entscheidender Bedeutung. Es wurde festgestellt, dass die Kombination einer Reha-Therapie mit freiwilliger Bewegung der Patienten die Wiederherstellung verlorener motorischer Fähigkeiten fördert22,23. Diese virtuelle Rehabilitation bietet Vorteile in Bezug auf Motivation, Sicherheit und Anpassung und ermöglicht gleichzeitig die Überwachung und Analyse der Leistung der Benutzer während des Trainings. Auswertungen mit einer 7-stufigen Likert-Skala haben positive Ergebnisse gezeigt, die auf eine verbesserte Akzeptanz, Erwartungseffektivität, Zufriedenheit und Stabilität des VR-Systemshinweisen 24. Basierend auf dem Feedback von Ergotherapeuten und Personen mit kognitiver Beeinträchtigung deuten die Ergebnisse darauf hin, dass dieses Trainingssystem sowohl machbar als auch nutzbar ist.
Das Virtual-Reality-Gerät kann die Aufgabenwiederholungen (Intensität) erhöhen, indem es den Spaß steigert, um das Engagement für bestimmte Aufgaben zu fördern. Im Vergleich zu bestehenden VR-Geräten bietet das digitale Berufsbildungssystem ein vielfältigeres Angebot an kognitiven und Aktivitäten des täglichen Lebens (ADL) Trainingsspielen. Kostengünstige virtuelle Rehabilitationssysteme können als Ergänzung zur konventionellen Rehabilitation dienen, die eine reduzierte direkte Überwachung erfordern. Der Einsatz von Bewegungssensoren zusammen mit VR-Systemen ermöglicht es Rehabilitationsfachkräften, die Funktionen der Patienten digital zu bewerten und zu verfolgen25. Die Rehabilitation auf Basis eines digitalen Trainingssystems ist ein vielversprechendes Instrument, das es Patienten ermöglicht, aktiv an Rehabilitationsplänen teilzunehmen und eine bessere Wiederherstellung der motorischen Funktionen zu erreichen.
Es gibt jedoch noch offene Fragen, wie z. B. die Identifizierung der Hauptnutznießer der Virtual-Reality-Rehabilitation, die Bewertung der Auswirkungen immersiver vs. nicht-immersiver Erfahrungen und die Bestimmung der effektivsten Feedback-Mechanismen26. Virtual Reality kann auch in neue therapeutische Modalitäten wie Gehirn-Computer-Schnittstellen und nichtinvasive Hirnstimulation integriert werden, um die Neuroplastizität zu verbessern und die Genesungsergebnisse zu verbessern27. Die Studie stieß auf Einschränkungen, darunter Herausforderungen im Zusammenhang mit der Gestenerkennung, der Notwendigkeit präziser Bewegungswinkel- und Timing-Anpassungen basierend auf den motorischen Fähigkeiten der Patienten und der Notwendigkeit einer sorgfältigen Umsetzung von Schwellenwerten6. Darüber hinaus schränkt die relativ kleine Stichprobengröße die Verallgemeinerbarkeit der Ergebnisse ein.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass das kognitive Funktionstraining durch ein digitales Rehabilitationssystem die Kognition, die motorische Funktion der oberen Extremitäten und die ADL-Fähigkeiten bei Schlaganfallpatienten signifikant verbessert. Dieser Ansatz birgt ein erhebliches Potenzial für die klinische Rehabilitation und könnte in Zukunft auf weitere Schlaganfall-Rehabilitationszentren ausgeweitet werden. Darüber hinaus ermöglicht die Vielseitigkeit dieser Methode ihre Anwendung in verschiedenen Rehabilitationsbereichen, einschließlich der Traumabewältigung und der Behandlung neurodegenerativer Erkrankungen.
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Disclosures
Die Autoren haben erklärt, dass mit dieser Studie keine Interessenkonflikte oder finanziellen Offenlegungen verbunden sind.
Acknowledgments
Wir danken den Patienten und dem Gesundheitspersonal des First Affiliated Hospital der Zhejiang University School of Medicine für ihre Unterstützung und Zusammenarbeit während dieser 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 |
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