Summary

Kognitives Funktions- und Rehabilitationstraining der oberen Extremitäten nach einem Schlaganfall mit einem digitalen Berufstrainingssystem

Published: December 29, 2023
doi:

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.

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 Univ…

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) …

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, räumlic…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

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

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).
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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).

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