改善本体感觉功能?试试机器人辅助的感觉运动训练

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2020年12月29日



原标题:A robot-assisted sensorimotor training program can improve proprioception and motor function in stroke survivors

机器人辅助感觉运动训练可以改善脑卒中患者的本体感觉和运动功能

编译:郭振

摘要

卒中患者的本体感觉缺陷很常见,这与运动恢复较慢、上肢运动功能较差和自理能力降低有关。躯体感觉反馈增强本体感觉应能增强中风后的运动控制,但现有证据尚不明确。这项研究评估了机器人辅助的、以躯体感觉为重点的训练对亚急性和慢性卒中患者本体感觉敏锐度和运动能力的影响。本研究论证了机器人辅助卒中患者体感康复训练的可行性。

介绍

•   高达65%的卒中患者表现出躯体感觉障碍,导致肌肉张力、反射异常以及运动和位置感改变。本体感觉缺陷的大小与上肢损伤的严重程度、功能依赖和较长的住院时间密切相关。因此,恢复本体感觉功能可能是促进卒中后运动恢复的间接途径。

•   本体感觉训练的目的是提升运动能力。然而,对脑卒中后感觉运动功能的本体感觉训练的有效性还没有定论。

•   康复机器人运用增强的振动触觉反馈(VTF)有效地增强了健康成年人的腕部本体感觉和运动学习,但对于卒中患者的评估十分有限,在训练过程中,通过对训练手臂施加皮肤VTF来增强本体感觉运动反馈。

方法

•   纳入标准:脑卒中发生超过3个月,受试者受影响较重的一侧腕关节在阻力最小的重力消除位置达到最小20°主动活动范围(ROM)

•   排除标准:1)非脑卒中;2)简易智力状态检查(MMSE)得分低于23分;3)改良Ashworth量表中大于1+的肌张力明显增加;4)其他可能影响上肢感觉运动功能的疾病;5)无法感知VTF;6)缺乏可用于确认中风诊断的磁共振成像(MRI)记录。

•   实验设计:在第一天,所有参与者都完成了基线测试,随后进行了一次干预。第二天包括完成第二次干预和后测。第二天后评估保留率。

参与者前臂上的振动器指示虚拟球的位置和相对于监视器上目标的运动

实验方案

•   参与者的目标是通过进行持续的小幅度手腕外展/内收动作,将虚拟球定位到表面的目标区域。腕屈伸和前臂旋前旋后运动受阻。当虚拟球在目标区域停留5秒时,试验就完成了。

•   参与者完成两次24分钟的训练,每天一次。两次训练都以5分钟的熟悉阶段开始,然后继续进行三个8分钟的训练。在熟悉阶段,参与者学会在表面滚动的球的视觉反馈存在的情况下,将VTF和球与目标的距离联系起来。一旦参与者能够熟练地完成视觉任务,就会被要求闭上眼睛完成任务。

结果与讨论

•   11名脑卒中参与者中有8名(73%)完成了我们为期两天的本体感觉运动训练,这需要准确的手腕运动,他们的手腕本体感觉敏锐度平均提高了30%。重要的是,这些感官敏锐度的提高持续了两天。结果表明,即使是短暂的体感训练也能对亚急性和慢性期卒中患者有好处。

•   在这项研究中,中风患者在未经训练的追踪任务中,空间运动错误的中位数减少了22%,表明运动的空间准确性可以提高。这意味着以躯体感觉为重点的运动训练可以改善本体感觉功能,从而在未经训练的运动任务中也能转化为功能改善。虽然中风患者在目前的研究中显示出总体中位数的下降,但可能需要更长的治疗剂量才能在未经训练的运动功能方面获得显著改善。

结论

短期的机器人辅助感觉运动训练增加了振动-触觉反馈,改善了亚急性和慢性中风患者的本体感觉敏锐度。与感觉运动训练相关的运动功能的改善很可能会转移到相同自由度内未经训练的动作上。这项研究证明了一个概念,机器人辅助的感觉运动训练加上增强的体感运动反馈可以改善亚急性和慢性中风患者的本体感觉功能。尽管在未经训练的运动错误中有很大的统计效应,但这种方法改善运动功能的有效性还没有完全明确,需要更大样本的临床试验。此外,最佳训练剂量和持续时间尚不清楚。我们在这里表明,增强体感反馈的机器人感觉运动训练是可行的,可以用于临床实践,作为现有方法的补充。

参考文献:

Elangovan N , Yeh I L , Holst-Wolf J , et al. A robot-assisted sensorimotor training program can improve proprioception and motor function in stroke survivors[J]. 2019.

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