Robot phục hồi chức năng - Thiết bị điện cơ học trong tập luyện chi trên ngoại biên

Giới thiệu

Cải thiện chức năng ở chi trên sau khi đột quỵ tiếp tục là một thách thức trong phục hồi chức năng thần kinh. Các bài tập cụ thể và lặp đi lặp lại với sự trợ giúp của robot đã được chứng minh là hữu ích trong việc học lại các mô hình vận động sinh lý ở tứ chi. Robot ngón tay điện cơ học (AMADEO) đã được phát triển để áp dụng các nguyên tắc này để cải thiện chức năng bàn tay và các kỹ năng vận động tinh. Hệ thống AMADEO bao gồm thiết bị chỉnh hình ngón tay / bàn tay, bàn máy tính có thể điều chỉnh chiều cao, hệ thống cảm biến để đo lực đẳng cự và phần mềm tích hợp có chứa một số mô-đun trị liệu. Phần mềm thiết kế các bài tập để giúp di chuyển ngón tay cái và các ngón tay còn lại; hoặc liên tiếp hoặc đồng thời, các động tác gấp hoặc duỗi có thể được lập trình trong tầm vận động định sẵn để tập luyện bắt chước động tác cầm nắm.

Phương pháp

36 bệnh nhân đột quỵ (27 nhồi máu, 9 xuất huyết não) được chia ngẫu nhiên thành ba nhóm điều trị (A = tập luyện với sự hỗ trợ Amadeo chủ động , B = tập luyện với sự hỗ trợ Amadeo thụ động, C = kỹ thuật giãn cơ tăng dần Jacobsen). Các bệnh nhân được đánh giá sau mười tuần (hai tuần cơ bản, bốn tuần can thiệp, đánh giá vào tuần thứ mười). AMADEO đã thử nghiệm lực cản ở bốn tốc độ (2, 20, 40 và 200 mm mỗi giây), lực gấp và duỗi kháng lại lực cản của ngón tay được cài đặt trước (R = 40N mỗi ngón tay). Tầm vận động (ROM) được đo thụ động. Thử nghiệm tìm hiểu hoạt động tay (Action research arm test –. ARAT) (ARAT) có vai trò lượng giá chức năng chi trên và thang điểm đánh giá đột quỵ Chedoke-McMaster để đánh giá phục hồi lâm sàng.

Các kết quả

Sự khác biệt giữa các nhóm được đánh giá bằng test ANOVA cho dữ liệu liên tục và test Mann-Whitney U trong trường hợp dữ liệu đếm được. Nếu muốn so sánh hiệu quả điều trị  giữa nhiều nhóm, có thể dùng  Student t test với phương pháp Bonferoni điều chỉnh giá trị p và test Wilcoxon.

Sức cơ khi gấp ngón tay cải thiện đáng kể ở nhóm A (p = 0,048), nhưng không cải thiện ở nhóm B (p = 0,058) và nhóm C (p = 0,269) từ đầu đến cuối nghiên cứu. Sức cơ khi duỗi ngón tay không cải thiện ở bất kỳ nhóm nào (nhóm A: p = 0.284; nhóm B: p = 0.298; nhóm C: p = .859) (Hình 1). Ở tốc độ thấp thì lực cản lớn hơn tốc độ cao. Lực cản được đo trong 2 mm mỗi giây cho thấy sự cải thiện đáng kể từ đầu đến cuối nghiên cứu (p = 0,024) và trong giai đoạn tập luyện AMADEO (p = 0,040) ở nhóm B. Không tìm thấy sự khác biệt có ý nghĩa thống kê đối với ba vận tốc chuyển động còn lại (20, 40 và 200 mm mỗi giây) (Hình 2). Tầm vận động vẫn không thay đổi ở mỗi ngón tay. Thử nghiệm tìm hiểu hoạt động tay (ARAT) cho thấy sự cải thiện đáng kể về chức năng của các ngón tay ở các nhóm có  tập luyện với AMADEO (nhóm A: p = 0,043; nhóm B: p = 0,028), nhưng không cải thiện đáng kể ở nhóm C (p = 0,080) từ đầu đến cuối nghiên cứu. Thang điểm đánh giá đột quỵ Chedoke-McMaster (phần 1: cánh tay) cho thấy sự cải thiện đáng kể ở nhóm C (p = 0,047) trong giai đoạn tập luyện và trong phần 2 (bàn tay) cải thiện đáng kể ở nhóm B (p = 0,046) trong toàn bộ thời gian nghiên cứu.

   

Hình 1: Bệnh nhân sau đột quỵ tập luyện với hệ thống Amadeo

 

Hình 2. Sự hồi phục sức cơ cả ba nhóm. Sự cải thiện có ý nghĩa thống kê ở nhóm A từ đầu đến cuối nghiên cứu (p = 0,048), nhưng không có ở hai nhóm còn lại.

Không có sự cải thiện có ý nghĩa thống kê về sức cơ

khi duỗi ngón tay trong cả ba nhóm.

 

Hình 3. Sự phục hồi sức cản của ngón tay bên liệt:

cột đen biểu thị lực cản của ngón tay khi di chuyển ở tốc độ  2 mm/s

cột xám đậm biểu thị lực cản của ngón tay khi di chuyển ở tốc độ  20 mm/s

cột xám nhạt biểu thị lực cản của ngón tay khi di chuyển ở tốc độ 40 mm/s

cột trăng biểu thị lực cản của ngón tay khi di chuyển ở tốc độ 200 mm/s.

Sau khi đo, thấy rằng sức cản lớn hơn với tốc độ chậm hơn. Những cải thiện có ý nghĩa thống kê thấy ở nhóm B với tốc độ 2 mm/s từ đầu đến cuối nghiên cứu

(p = 0,024) và trong giai đoạn tập luyện với  AMADEO (p = 0,040).
 

Hình 4. Sự hồi phục về chức năng của cánh tay (a) và bàn tay (b) được đánh giá qua Thang điểm đánh giá đột quỵ Chedoke-McMaster. Cột đen biểu thị cho nhóm A,

Cột xám biểu thị cho nhóm B và Cột trắng biểu thị cho nhóm C.

Nhóm C có sự cải thiện có ý nghĩa thống kê về chức năng cánh tay trong giai đoạn tập luyện (a) và nhóm B có sự cải thiện có ý nghĩa thống kê về chức năng của bàn tay từ đầu đến cuối nghiên cứu (b; dấu sao ở trên các cột)

Hình 5: Sự phục hồi  chức năng ngón tay (Thử nghiệm tìm hiểu hoạt động tay)

trong cả ba nhóm: có sự cải thiện có ý nghĩa thống kê về chức năng trong cả hai nhóm tập luyện với AMADEO (nhóm A: p = 0,043; nhóm B: p = 9.028)

 

Thảo luận

Tập luyện ngón tay chủ động với hệ thống AMADEO dường như có hiệu quả trong việc cải thiện sức cơ gấp ngón tay ở bệnh nhân đột quỵ. Sức cơ khi gấp cao hơn có thể là do trương lực cơ cao hơn trong các động tác gấp và hoạt động của toàn bộ chi trên tăng lên trong quá trình kiểm tra sức cơ. Nếu không cải thiện sức cơ khi duỗi ngón tay trong bất kỳ nhóm nào, đó là một đặc điểm quan trọng trong việc cải thiện tốt chức năng ngón tay trong đột quỵ. Ở tốc độ thấp thì lực cản lớn hơn so với tốc độ cao, trái ngược với định nghĩa về thử nghiệm lâm sàng của Lance. Giải thích cho sự mẫu thuẫn này là do sự khác nhau về mô mềm (gân, dây chằng và khớp), dẫn đến tăng độ cứng. Lực cản tăng có ý nghĩa với tốc độ di chuyển chậm ở nhóm B. Bệnh nhân đột quỵ trong nhóm này đã tiến hành tập luyện mà không tập trung vào cử động ngón tay và không có bất kỳ phản hồi trực quan nào. Tuy nhiên, những yếu tố này có thể rất quan trọng để thiết lập lại các kiểu vận động mới và kiểm soát tình trạng tăng trương lực bệnh lý, đặc biệt là trong các chuyển động kết thúc của chi trên. Mặc dù không có sự cải thiện đáng kể nào về chức năng chi trên khi đánh giá bằng phương pháp ARAT trong giai đoạn tập luyện AMADEO, nhưng bệnh nhân đột quỵ vẫn cải thiện đáng kể chức năng của cánh tay / bàn tay từ đầu đến cuối nghiên cứu. Do đó, tập luyện AMADEO giúp cải thiện chức năng bàn tay trong các giai đoạn muộn của quá trình phục hồi chức năng. Hệ thống AMADEO là một thiết bị điện cơ học mới có thể xác định các thông số động học của vận động chủ động và thụ động của từng ngón tay, tập luyện lặp đi lặp lại và đánh giá sau khi can thiệp bằng vật lý.

Andreas Mayr1,2, Alexander Kollreider3, David Ram3, Leopold Saltuari1,2
1Hospital Hochzirl, Department of Neurology, Hochzirl, Austria
2Research Department for Neurorehabilitation, Bolzano, Italy
3Tyromotion, Graz, Austria
(Lược dịch)

MzA5 1 0