Entraînement de la fonction cognitive et de la rééducation des membres supérieurs après un AVC à l’aide d’un système numérique d’entraînement professionnel

Summary

Le protocole actuel décrit comment le système de formation professionnelle numérique basé sur la RV améliore la réadaptation des patients atteints de troubles cognitifs et de dysfonctionnement des membres supérieurs après un AVC.

Abstract

La réadaptation post-AVC nécessite souvent une thérapie fréquente et intensive pour améliorer la récupération fonctionnelle. La technologie de réalité virtuelle (RV) a montré le potentiel de répondre à ces demandes en offrant des options thérapeutiques engageantes et motivantes. Le système de formation professionnelle numérique est une application de réalité virtuelle qui utilise des technologies de pointe, notamment les écrans tactiles, la réalité virtuelle et l’interaction homme-machine, pour offrir diverses techniques de formation pour les capacités cognitives avancées et les capacités de coordination œil-main. L’objectif de cette étude était d’évaluer l’efficacité de ce programme dans l’amélioration de la fonction cognitive et de la réadaptation des membres supérieurs chez les patients victimes d’un AVC. La formation et l’évaluation se composent de cinq modules cognitifs couvrant la perception, l’attention, la mémoire, le raisonnement logique et le calcul, ainsi qu’une formation à la coordination œil-main. Cette recherche indique qu’après huit semaines de formation, le système de formation professionnelle numérique peut améliorer considérablement la fonction cognitive, les compétences de la vie quotidienne, l’attention et les capacités d’autosoins chez les patients victimes d’un AVC. Ce logiciel peut être utilisé comme une aide à la réadaptation permettant de gagner du temps et d’être cliniquement efficace pour compléter les séances d’ergothérapie individuelles traditionnelles. En résumé, le système numérique de formation professionnelle est prometteur et offre des avantages financiers potentiels en tant qu’outil pour soutenir le rétablissement fonctionnel des patients victimes d’un AVC.

Introduction

L’incidence, la mortalité, le taux d’invalidité et la récidive associés à l’AVC ou à l’accident vasculaire cérébral sont élevés¹. À l’échelle mondiale, l’AVC a dépassé les tumeurs et les maladies cardiaques pour devenir la deuxième cause de décès, et c’est la principale cause en Chine². L’incidence et le fardeau social de l’AVC devraient augmenter considérablement dans les années à venir à mesure que la population vieillit. Les survivants d’un AVC peuvent continuer à présenter des déficiences sensorielles, motrices, cognitives et psychologiques³. Les effets d’un accident vasculaire cérébral peuvent inclure la paralysie d’un côté du corps, y compris le visage, les bras et les jambes, une affection connue sous le nom d’hémiplégie. Il s’agit de la séquelle la plus courante de l’AVC et elle a un impact significatif sur la qualité de vie des personnes⁴.

L’AVC constitue une menace importante pour la santé des gens. En raison de lésions du tissu cérébral, les accidents vasculaires cérébraux et l’hémiplégie peuvent entraîner un dysfonctionnement de la main, entraver les activités de la vie quotidienne des patients et diminuer leur qualité de vie⁵. La diminution de la fonction des membres supérieurs, en particulier des mains en tant que partie distale du corps, représente le défi le plus important dans la récupération des membres supérieurs6. Par conséquent, la rééducation fonctionnelle est cruciale. De plus, 20 à 80 % des patients victimes d’un AVC présentent des troubles cognitifs, entraînant des déficits de l’attention, de la mémoire, du langage et des capacités exécutives⁷.

Actuellement, la rééducation clinique de l’hémiplégie des membres supérieurs repose principalement sur une formation complète des membres supérieurs et diverses ergothérapies (par exemple, traitement de la boîte à miroir⁸, suspension⁹, stimulation électrique fonctionnelle¹⁰, entre autres). Récemment, la réalité virtuelle et les jeux vidéo interactifs sont apparus comme des méthodes de rééducation alternatives. Ces interventions peuvent faciliter la pratique à haute capacité et réduire les demandes de temps des thérapeutes¹¹. Les systèmes de réalité virtuelle ont rapidement évolué vers de nouveaux dispositifs commerciaux qui peuvent être utilisés pour améliorer la fonction cognitive et motrice des membres supérieurs chez les survivants d’un AVC¹². Malgré ces avancées, il reste encore des pistes inexplorées dans ce domaine.

Par conséquent, cette étude vise à étudier les effets de l’entraînement de réadaptation des membres supérieurs combiné à la réadaptation conventionnelle des membres supérieurs sur la fonction cognitive et motrice des membres supérieurs chez les patients victimes d’un AVC pendant la période de récupération de l’hémiparésie, s’étendant généralement sur les 6 à 24 premières semaines après l’AVC incident. De plus, nous examinerons son impact sur les capacités de la vie quotidienne. Cette recherche vise à fournir des preuves précieuses pour l’application clinique des interventions robotiques.

Protocol

Ce protocole d’étude a reçu l’approbation du comité d’éthique du premier hôpital affilié de l’Université du Zhejiang (numéro d’approbation IIT20210035C-R2), et le consentement éclairé a été obtenu de tous les participants. Une étude expérimentale utilisant la quasi-randomisation, le simple aveugle et un groupe témoin a été menée pour évaluer la faisabilité et l’efficacité du programme. 24 patients hospitalisés dans le service de médecine de réadaptation du premier hôpital affilié de l’Université du Zhejiang ont été invités à participer à cette expérience. Les critères d’inclusion comprenaient les patients victimes d’un AVC confirmés par tomodensitométrie (TDM) ou imagerie par résonance magnétique (IRM), âgés de 30 à 75 ans, 6 à 24 semaines après l’AVC, un score de l’échelle d’évaluation cognitive de Montréal (MoCA) <26¹³), un dysfonctionnement des membres supérieurs¹⁴, une hémiplégie unilatérale, un stade de Brunnstrom 3 à 6 pour la capacité assise¹⁵ et une coopération pour l’évaluation et le traitement. Les critères d’exclusion comprenaient des antécédents de troubles cognitifs, de dysfonctionnement d’organes majeurs, de déficience visuelle ou auditive, de comportement mental anormal ou d’utilisation d’antipsychotiques, de spasticité sévère (échelle d’Ashworth 3-4)¹⁶ et de subluxation de l’épaule ou de douleurs sévères aux membres supérieurs.

1. Conception de l’étude

1. Répartissez tous les patients dans le groupe témoin et le groupe expérimental (12 dans chaque groupe) selon la méthode² de la table de nombres aléatoires.
   REMARQUE : Avant l’expérience, les évaluations suivantes ont été effectuées par un ergothérapeute expérimenté pour tous les patients : l’évaluation cognitive de Montréal (MoCA)¹³, l’échelle d’évaluation des membres supérieurs de Fugl-Meyer (FMA-UE)¹⁴ et l’indice de Barthel modifié (MBI)¹⁷.
2. Vérifier et confirmer que les patients du groupe expérimental ont suivi un traitement médicamenteux conventionnel, y compris des médicaments antihypertenseurs, antidiabétiques, antiplaquettaires, hyporégulateurs, etc., tels que prescrits par leurs médecins respectifs.
   1. De plus, assurez-vous qu’ils reçoivent 30 minutes de formation de routine en ergothérapie chaque jour, comprenant un entraînement de la fonction cognitive et un entraînement de la fonction des membres supérieurs. De plus, confirmez qu’ils ont consacré 30 minutes par jour au système numérique de formation professionnelle pendant une durée de 8 semaines.
      REMARQUE : Le terme « traitement médicamenteux conventionnel » fait référence aux médicaments standard prescrits pour les soins post-AVC, et les médicaments spécifiques peuvent varier selon les patients et les cliniques.
3. S’assurer que les patients du groupe témoin reçoivent une ergothérapie de routine pendant 1 heure par jour, en conjonction avec un traitement médicamenteux conventionnel.
4. Mettez en œuvre un entraînement de routine des fonctions cognitives adapté aux types de déficience cognitive des patients en suivant les étapes ci-dessous :
   REMARQUE : Le groupe témoin et le groupe expérimental de patients reçoivent ces formations.
   1. Pour le dysfonctionnement de la mémoire : Guidez les patients à s’engager dans des activités telles que discuter d’images, réciter des paragraphes, des exercices de mémoire de chemin et se rappeler des intrigues de vie.
   2. Pour le dysfonctionnement de l’attention : Demandez aux patients de participer à une formation au suivi oculaire, à des exercices de classification des nombres et à une formation similaire à la reconnaissance d’images.
   3. Pour la dyscalculie : Demandez aux patients d’effectuer des exercices simples d’addition et de soustraction impliquant des nombres inférieurs à 50, ainsi que des activités telles que le shopping et la formation à la simulation financière.
   4. Pour les troubles visuospatiaux : Guidez les patients à travers des activités telles que l’empilement de bois, la résolution de puzzles, le dessin et le retournement d’objets.
   5. Pour le dysfonctionnement exécutif : Dirigez les patients dans des activités telles que l’origami, la fabrication à la main, la peinture, l’arrosage des fleurs et autres.
   6. Pour le dysfonctionnement de la pensée et du raisonnement : Guider les patients dans la classification des articles, l’organisation des nombres, la simulation des courses au supermarché, la progression du raisonnement général au raisonnement spécifique.
5. Demandez aux patients de s’engager dans des exercices fonctionnels conventionnels du membre supérieur, englobant des mouvements passifs et dominants de chaque articulation du membre supérieur. Cela comprend des activités telles que l’entraînement au rouleau, l’extraction des membres supérieurs, le lancer et l’attrapé du ballon et l’entraînement au contrôle des mouvements de l’épaule, du coude et du poignet.
   1. De plus, incluez la pronation et la supination de l’avant-bras, les mouvements fins des doigts et l’entraînement à la flexibilité de la coordination, comme l’utilisation d’une planche à broches et le vissage.
      REMARQUE : L’entraînement à l’habillage et au strip-tease, l’application d’équipement d’auto-assistance et d’autres exercices visant à améliorer la capacité des activités de la vie quotidienne doivent principalement se concentrer sur le côté affecté, avec une incorporation appropriée du côté sain pour aider à l’entraînement du côté affecté. Toutes les étapes expérimentales sont effectuées dans la salle de rééducation du service. La formation mentionnée est effectuée 5 jours par semaine pendant une durée de 8 semaines.

2. Processus de formation du système numérique de formation professionnelle

NOTE : Seul le groupe expérimental reçoit ces formations.

1. Demandez au patient de se tenir debout ou de s’asseoir devant l’appareil (Figure 1) et ajustez l’écran à une hauteur et à un angle d’inclinaison appropriés, permettant aux mains du patient de toucher facilement l’écran.
2. Créez un profil individualisé pour chaque patient, y compris son nom complet, son âge, son numéro d’identification d’hospitalisation, son diagnostic et d’autres détails médicaux pertinents.
3. Sélectionnez le programme d’entraînement approprié en fonction du type de déficience cognitive du patient et de la force musculaire restante des membres supérieurs. Définissez des paramètres pour chaque programme, tels que la durée de l’entraînement, le niveau de difficulté et le côté gauche ou droit (Figure 2).
4. Expliquer et démontrer la méthode de fonctionnement correcte pour chaque programme afin de s’assurer que le patient comprend parfaitement le but de la formation.
5. Effectuer un entraînement des fonctions cognitives.
   1. Pour les patients souffrant de dysfonctionnement de la mémoire, suivez le processus d’entraînement mentionné ci-dessous.
      REMARQUE : Si le patient présente un dysfonctionnement de la mémoire, les thérapeutes peuvent choisir parmi les procédures d’entraînement suivantes : « Entraînement rapide », « Entraînement de la matrice de mémoire » et « Entraînement de la mémoire de carte ».
      1. Entraînement rapide : Cliquez sur les images à l’écran et demandez au patient de se souvenir de l’image précédente. Demandez ensuite au patient de cliquer sur le bouton Icône pour confirmer si l’image actuelle correspond à la précédente.
      2. Entraînement de la matrice de mémoire : Cliquez pour faire clignoter trois carrés lumineux à différents endroits de la matrice de l’écran. Ensuite, cliquez pour assombrir tous les carrés et demandez au patient de cliquer sur les carrés lumineux.
      3. Entraînement à la mémoire de carte : Cliquez pour afficher deux images à l’écran, puis retournez-les . Demandez au patient de trouver la carte cible qui correspond à celle affichée à l’écran.
   2. Pour les patients souffrant de dysfonctionnement de l’attention, effectuez le processus d’entraînement suivant.
      REMARQUE : Pour les patients souffrant de dysfonctionnement de l’attention, choisissez parmi les procédures d’entraînement suivantes : « Entraînement à la capacité de réaction », « Entraînement à la correspondance des couleurs », « Jeu de la taupe » et « Entraînement à la mémoire de cartes ».
      1. Entraînement à la capacité de réaction : Lorsqu’un gâteau tombe au-dessus de l’avatar du dessin animé, demandez au patient de cliquer rapidement sur le bouton de capture pour éviter que le gâteau ne frappe la tête.
      2. Entraînement à la correspondance des couleurs : Lorsque la balle au-dessus de la piste est proche du centre du cercle, guidez le patient pour qu’il clique sur la couleur correspondante pour faire rebondir la balle, soit deux ou quatre battements selon la difficulté.
      3. Jeu Whack-A-Mole : Introduisez un jeu où le méchant traverse le pays ou le gopher sort la tête. Demandez au patient de cliquer et de frapper le méchant ou le gopher pour gagner des points de jeu.
      4. Entraînement de la mémoire de carte : affichez les informations de la carte, retournez la carte et modifiez sa position. Demandez au patient de trouver et de cliquer à nouveau sur la carte cible en fonction des exigences spécifiées.
   3. Pour les patients ayant des troubles de la numératie et du jugement, effectuez le processus de formation suivant.
      REMARQUE : Lorsque le patient a des troubles de la numératie et du jugement, les thérapeutes doivent choisir des programmes tels que « Pierre-Papier-Ciseaux », « Entraînement au raisonnement arithmétique », « Entraînement au tri et à la cueillette » et « Jeu de pêche ».
      1. Pierre-Papier-Ciseaux : Affichez un geste de la main gauche-droite à l’écran et demandez au patient de porter un jugement rapide, en cliquant pour déterminer si la main gauche gagne, la main droite gagne ou s’il y a égalité.
      2. Entraînement au raisonnement arithmétique : Demandez au patient de calculer le problème arithmétique à l’écran et de le comparer au nombre, en sélectionnant le bouton supérieur à, inférieur ou égal . Augmentez la difficulté du problème arithmétique avec le niveau de difficulté du décor.
      3. Formation au tri et au prélèvement : Demandez au patient de choisir et de cliquer sur le type et la quantité appropriés d’articles dans la liste en fonction des exigences dans le coin supérieur gauche.
      4. Jeu de pêche : Après l’information de l’invite, demandez au patient de cliquer sur l’écran pour attraper un type et un nombre spécifiques de poissons afin de gagner des scores de jeu.
   4. Pour les patients présentant des troubles visuospatiaux, effectuez les séances d’entraînement suivantes.
      REMARQUE : Les procédures d’entraînement suivantes conviennent aux patients présentant des troubles visuospatiaux : « Entraînement à la négligence unilatérale », « Entraînement aux puzzles », « Entraînement à la combinaison d’images ».
      1. Entraînement à la négligence unilatérale : Cliquez sur les invites vidéo pour contrôler le poisson rouge nageant avec les doigts et manger autant de poissons que possible.
      2. Formation au puzzle : Cliquez et placez les pièces cassées du puzzle dans la bonne position afin qu’elles forment à nouveau une image complète.
      3. Entraînement à la combinaison d’images : Sélectionnez des images appropriées parmi différentes formes et couleurs à gauche et placez-les dans la bonne position à droite pour combiner et former un motif spécifique.
   5. Pour les patients souffrant de dysfonction exécutive, organisez les séances de formation suivantes.
      REMARQUE : Les patients souffrant de dysfonctionnement exécutif peuvent choisir le programme « Virtual Kitchen ». Les patients peuvent progressivement terminer le processus de production de « tomates et œufs brouillés » virtuellement sous la direction du système. Les étapes spécifiques sont les suivantes :
      1. Préparez les aliments : Demandez au patient d’ouvrir virtuellement (à l’écran) le robinet, de nettoyer les tomates, de les couper en morceaux et de les placer sur l’assiette. Ensuite, mettez les œufs dans le bol et remuez-les.
      2. Cuisson : Demandez aux patients d’allumer le poêle, de verser l’huile de cuisson, de verser les œufs battus, puis d’ajouter les tomates.
      3. Servir les plats : Une fois terminé, guidez le patient pour qu’il éteigne le feu et transfère le plat cuit dans l’assiette.
   6. Pour les patients présentant un dysfonctionnement de la pensée et du raisonnement, procédez comme suit.
      REMARQUE : Si le patient a des difficultés de dénomination et de conception, choisissez entre « Entraînement à la dénomination », « Exercice de mémoire de cartes » et « Entraînement à la différenciation des objets ».
      1. Formation à la dénomination : Guidez les patients pour qu’ils trouvent et cliquent sur la bonne image parmi plusieurs images en fonction des exigences de l’information textuelle et sonore, ou choisissez et cliquez sur le nom correct de l’élément en fonction des invites d’information sur l’image.
      2. Exercice de mémoire de cartes : Parmi les cartes qui apparaissent à l’écran, demandez aux patients de trouver et de cliquer sur celle qui est la même que celle dans la main de l’homme de dessin animé dans le coin supérieur droit.
      3. Entraînement à la différenciation des objets : Parmi plusieurs colonnes de formes apparaissant à l’écran, demandez aux patients d’identifier et de cliquer sur celle qui est unique et différente des autres.
6. Effectuer un entraînement fonctionnel des membres supérieurs.
   1. Entraînez les patients avec des exercices auxiliaires ou des exercices à une main.
      REMARQUE : Si le membre affecté n’est pas en mesure de terminer l’entraînement seul, demandez à la main saine de tenir le membre affecté et de terminer l’entraînement auxiliaire. Une fois que le membre affecté a retrouvé un certain niveau de force musculaire, un entraînement à une main peut être initié. Les procédures d’entraînement suivantes conviennent aux exercices auxiliaires ou aux exercices à une main : « Exercice de dessin », « Voyage musical », « Marcher dans le labyrinthe ».
      1. Exercice de dessin : Selon les invites de chemin apparaissant à l’écran, demandez aux patients de dessiner des lignes ou des contours spécifiques du motif. Le système générera automatiquement une belle image. Au fur et à mesure que la difficulté augmente, envisagez de laisser le chemin disparaître et demandez au patient de tracer le tableau de mémoire.
      2. Voyage musical : Demandez au patient d’effacer les carrés gris à l’écran en synchronisation avec le rythme de la musique, en les transformant en carrés colorés. Cela procure une expérience intensément agréable.
      3. Marcher dans le labyrinthe : Demandez au patient de tenir la petite balle dans le labyrinthe et de guider la balle à travers le labyrinthe pour atteindre le point final où se trouve le diamant.
   2. Entraînez les patients avec des exercices de coordination à deux mains.
      REMARQUE : Si le membre affecté a une bonne force musculaire, un entraînement de coordination à deux mains peut être initié. Choisissez des procédures telles que « Balle d’équilibre », « Jeu d’alimentation des poissons », « Pratique du tir à l’arc » et « Entraînement à la coordination des réactions ».
      1. Balle d’équilibre : Demandez au patient de placer ses poings gauche et droit aux deux extrémités de la poutre d’équilibre, qui a une petite boule bleue dessus. Demandez-leur de maintenir l’équilibre et d’empêcher la balle de rouler d’un côté ou de l’autre.
      2. Jeu d’alimentation des poissons : Demandez aux patients de tenir la nourriture d’une main et de cliquer sur le petit poisson nageant à l’écran de l’autre main pour terminer la tâche d’alimentation des poissons.
      3. Pratique du tir à l’arc : Guidez le patient pour qu’il place une main sur l’arc et l’autre sur la flèche, en cliquant et en contrôlant la flèche pour qu’elle frappe parfaitement le centre de la cible.
      4. Entraînement à la coordination des réactions : Laissez les mains droite et gauche des patients maintenir le marteau enfoncé et cliquer pour frapper la balle jaune alternativement, comme au ping-pong, pour entraîner la coordination et la capacité de réaction du patient.
         REMARQUE : À la fin de la formation pour chaque procédure, l’instrument fournit automatiquement une analyse des résultats de la formation, les stockant dans le dossier exclusif du patient. Le thérapeute évalue l’effet d’entraînement du patient en comparant les résultats à chaque fois (Figure 3 et Figure 4).
7. Au fur et à mesure que la fonction du patient se rétablit, demandez au thérapeute de recombiner régulièrement le programme d’entraînement, en ajustant la difficulté et la durée de la procédure en fonction des performances du patient.
   REMARQUE : Tout au long de la période de formation, le thérapeute supervise l’ensemble du processus d’entraînement du patient, écoute patiemment les besoins du patient, assiste le patient lorsqu’il rencontre des difficultés et offre des éloges et des encouragements lorsqu’il réussit les tâches de formation.

3. Procédures de suivi

1. Après 8 semaines de traitement, procéder à une réévaluation de tous les patients à l’aide du MoCA, FMA-UE et MBI. Cette réévaluation est effectuée par le même ergothérapeute.
2. Analyser statistiquement les données recueillies lors des évaluations avant et après l’entraînement pour déterminer l’importance des résultats.
   NOTE : Des méthodes statistiques appropriées ont été utilisées, en fonction de la normalité de la distribution des données, pour évaluer l’impact du système numérique de formation professionnelle sur la récupération des fonctions cognitives et motrices.

Results

Dans cette étude, 24 patients ont été recrutés présentant un dysfonctionnement des membres supérieurs combiné à divers types de troubles cognitifs à la suite d’un AVC. Les types de troubles cognitifs observés comprenaient l’amnésie, l’agnosie, le dysfonctionnement exécutif, les troubles attentionnels, entre autres. Aucune différence statistiquement significative n’a été observée entre les deux groupes en termes de sexe, d’âge, de durée de la maladie et de type d’AVC (P > 0,05), comme l’indique le tabl...

Discussion

Un système de réadaptation en réalité virtuelle a été mis en œuvre pour soutenir le rétablissement des patients victimes d’un AVC, en utilisant la dernière technologie d’écran tactile multipoint pour améliorer l’engagement, l’immersion, l’interactivité et la conceptualisation de la formation. Ce système fournit un entraînement interactif au contrôle moteur des membres supérieurs qui intègre la vision, l’ouïe et le toucher. Il comprend également des modules d’entraînement à la réadaptation ciblant la mémoire, l’attention,...

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
Système de formation professionnelle numérique FlexTable	Guangzhou Zhanghe Intelligent Technology Co., Ltd.	Observation de l’effet de rééducation de l’entraînement cognitif numérique de l’OT sur les patients victimes d’un AVC présentant une fonction d’attention diminuée	système d’entraînement au fonctionnement numérique FlexTable utilise la dernière technologie d’écran multi-touch, la réalité virtuelle et la technologie d’interaction homme-machine, intègre une variété de méthodes d’entraînement et fournit une formation numérique avancée de la fonction cérébrale et de la coordination œil-main
SPSS 25.0	IBM		https://www.ibm.com/support/pages/downloading-ibm-spss-statistics-25