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Im Jahr 2020 waren die ungefähren Schlaganfallraten auf dem chinesischen Festland wie folgt: eine Prävalenzrate von 2,6 %, eine Inzidenzrate von 505,2 pro 100.000 Personen und eine Mortalitätsrate von 343,4 pro 1.00.000 Personen pro Jahr1. Diese schwächende Erkrankung führt bei 70 % bis 80 % der Patienten zu Funktionsstörungen, motorischen Beeinträchtigungen und Abhängigkeit2. Da das Gehen ein wesentlicher Bestandteil der menschlichen Bewegung ist, spielt es eine entscheidende Rolle für die unabhängige Übertragung, das physiologische Wohlbefinden und die allgemeine körperliche Aktivität3. Daher ist die Wiederherstellung des Gangbildes bei Schlaganfallpatienten ein wichtiges Ziel der Rehabilitation, da sie eine größere Unabhängigkeit gewährleistet. Während traditionelle Methoden die Gehfähigkeit nach einem Schlaganfall erleichtert haben, hat die technologiebasierte Therapie in den letzten Jahren erhebliche Fortschritte bei der Genesung von Schlaganfällen gemacht und intensivere Trainingsmodelle hervorgebracht2. Darüber hinaus können technologische Fortschritte in der Schlaganfallrehabilitation die Genesung von Schlaganfallüberlebenden weiter motivieren und fördern.
Die Therapie mit dem Exoskelett der unteren Gliedmaßen (EXO) ist ein vielversprechender und innovativer Ansatz zur Unterstützung von Patienten, die aufgrund von motorischen Defiziten in den unteren Gliedmaßen nicht gehen können3. Diese Therapie bietet ein hochdosiertes und hochintensives Trainingsprogramm, das eine frühere Mobilisation auf sicherere Weise ermöglicht. Jüngste Studien haben die potenziellen Vorteile dieser Therapie für Schlaganfallpatienten gezeigt, einschließlich Verbesserungen der Muskelkraft, des Gleichgewichts und der Gehfähigkeit4. Andere Studien, in denen Personen mit Rückenmarksverletzungen verglichen wurden, deuten darauf hin, dass sowohl das Exoskelett-Bewegungstraining als auch das aktivitätsbasierte Training die kardiovaskulären Indizes signifikant verbessern, wobei das Exoskelett-Bewegungstraining eine größere Wirksamkeit bei der Verbesserung der kardiologischen Reaktionen auf orthostatischen Stress und der Reduzierung der Herzfrequenz im Stehen zeigt5.
Das in dieser Studie verwendete robotergestützte Gangtrainingssystem soll Patienten bei der Gehrehabilitation unterstützen. Dieses robotische Exoskelett, das mit computergesteuerten Motoren an den Hüft- und Kniegelenken ausgestattet ist, ermöglicht es den Patienten, passiv oder aktiv unterstützt zu gehen und dabei verschiedenen programmierten Gangmustern zu folgen. Das System umfasst ein robotisches Gerüst, das die unteren Gliedmaßen des Patienten stützt und gleichzeitig kontrollierte Unterstützung und Widerstand beim Gehen bietet. Feedback-Mechanismen sind in das System integriert, um die Bewegungen des Patienten zu steuern und dem Arzt Echtzeitdaten zur Verfügung zu stellen, wodurch der motorische Lernprozess verbessert wird.
Body Weight-Supported Treadmill Training (BWSTT) ist ein unterstütztes Gehtrainingssystem, das einen Gurt zur teilweisen Unterstützung des Körpergewichts des Patienten und ein motorisiertes Laufband zur Erleichterung der Bewegung kombiniert6. Das in dieser Studie verwendete Gewichtsstützsystem verwendet eine Kombination aus Schlingen und Rahmen; Das System verteilt einen Teil des Körpergewichts des Patienten auf das Gerät und entlastet so effektiv das Gewicht während des Trainings. Dieses einstellbare Gewichtsunterstützungssystem ermutigt Schlaganfallpatienten mit abhängigen oder abnormalen Gangmustern, eine höhere Gangqualität zu erreichen. Der Patient kann eine bessere Selbsthilfekontrolle der betroffenen Extremität erreichen, indem er die Belastung der unteren Extremität auf der halbseitig gelähmten Seite reduziert. Darüber hinaus bietet der Gurt ein sicheres Mittel, um Stürze bei einer frühen und intensiven Mobilisation zu verhindern. BWSTT hat bei Schlaganfallpatienten ein bemerkenswertes Potenzial zur Förderung von Gleichgewichtsfähigkeiten, Ganggeschwindigkeit und Gehausdauer über ein breites Spektrum von funktionellen Gehniveaus gezeigt7.
Spielbasierte Virtual-Reality-Trainingssysteme (VR) ermöglichen es Schlaganfallpatienten, mit Objekten und Ereignissen in einer realistischen Umgebung durch Freizeitcomputeranwendungen zu interagieren 6,8. Das in dieser Studie verwendete Virtual-Reality-System stützt sich nicht auf VR-Headsets, sondern bietet ein grundlegendes Virtual-Reality-Erlebnis, indem es Sensoren am Exoskelett verwendet, um die Bewegungen des Patienten in eine virtuelle Spielumgebung zu übertragen, die auf einem Bildschirm angezeigt wird und ein interaktives Virtual-Reality-Szenario simuliert. Dieses Trainingssystem, das ansprechender und inspirierender ist, erhöht die Präferenz und Adhärenz bei Schlaganfallüberlebenden, was möglicherweise zu signifikanteren Vorteilen im Vergleich zu herkömmlichem körperlichem Training während des gesamten zeitaufwändigen Genesungsprozesses führt. Darüber hinaus hat die VR-Rehabilitation als Ersatzintervention vielversprechende Ergebnisse bei der Verbesserung des Gangs, des Gleichgewichts, der kognitiven Kapazität und der Aktivitäten des täglichen Lebens durch das Angebot von Dual-Task-Training gezeigt8. Die aktuelle Studie zeigte, dass VR, wenn es als Ergänzung zum robotergestützten Bewegungstraining eingesetzt wird, sowohl das Gleichgewicht als auch den Gang bei chronischen Schlaganfallpatienten verbessert, was ihr Potenzial unterstreicht, funktionelle Verbesserungen bei ambulanten Personen mit Schlaganfall zu fördern9. Darüber hinaus haben andere Untersuchungen gezeigt, dass robotergestützte Rehabilitation, insbesondere wenn sie in VR integriert ist, die kognitive Erholung und das psychische Wohlbefinden bei Personen mit chronischem Schlaganfall verbessern kann10.
Die oben genannten therapeutischen Geräte können effektiv kombiniert werden, um ein individuelles Rehabilitationsprogramm zu erstellen, das auf die Bedürfnisse jedes Patienten zugeschnitten ist. VR-gestütztes BWSTT erscheint als Kombination machbar und vielversprechend. Untersuchungen deuten darauf hin, dass es die Beckenneigung reduzieren und das traditionelle Gangtraining übertreffen kann, insbesondere mit einem bescheidenen Eingriff, was Patienten mit früher Hemiparetik hilft11. Im Vergleich dazu wurde der Einsatz von VR-integrierten Exoskeletten für die Rehabilitation der unteren Extremitäten im Gegensatz zur Rehabilitation der oberen Extremitäten nur minimal erforscht12. Mirelman et al. zeigten die Wirksamkeit der Kombination von Exoskeletten mit VR und Videospielen für die Rehabilitation von Knöcheln und Füßen, was zu einer verbesserten Gehgeschwindigkeit, einer verbesserten paretischen motorischen Kontrolle des Knöchels, einem erhöhten maximalen Plantarflexionsmoment und einer größeren Krafterzeugung des Knöchels führte13.
Die Kombination eines Exoskeletts mit BWSTT und VR bietet einen umfassenden Ansatz für die Schlaganfallrehabilitation (siehe Abbildung 1). Diese integrierte Therapie kombiniert die Vorteile eines Exoskelett-gestützten Gangtrainings, der nicht-immersiven VR-Technologie und der einstellbaren Gewichtsunterstützung durch ein Laufband. Dieser Ansatz hat das Potenzial, die motorische Erholung, das Gleichgewicht und die allgemeinen funktionellen Ergebnisse bei Schlaganfallpatienten zu verbessern6. Während Rehabilitationsprotokolle, die diese Technologien nutzen, in verschiedenen Forschungsstudien untersucht wurden, wurde die Wirksamkeit der Kombination von Exoskelett-gestütztem BWSTT mit spielbasierter VR für die Dual-Task-Fähigkeit bei Schlaganfallüberlebenden selten untersucht. Daher zielt dieses Rehabilitationsprogramm darauf ab, die potenziellen Funktionen und Vorteile dieser Kombination bei der Verbesserung der Gehfähigkeit während der Schlaganfallerholung zu untersuchen.