יישום מערכת רובוטית כפולת גפה עליונה מוכוונת משימה להחלמה תפקודית של הגפה העליונה בחולי שבץ מוחי

Summary

פרוטוקול ניסיוני זה מתאר את השימוש במערכת רובוטית מוכוונת משימה של גפיים עליונות כפולות עבור חולי שבץ עם תפקוד לקוי של הגפיים העליונות. הממצאים מצביעים על כך שמערכת זו יכולה לשפר באופן משמעותי את תפקוד הגפיים העליונות של חולי שבץ מוחי ואת פעילויות החיים היומיומיות.

Abstract

אימון חוזר מאוד ומוכוון משימה הוכח כמקדם את התאוששות תפקוד הגפיים בחולי שבץ. בנוסף, אימון זרועות דו-צדדי יכול לעזור לניצולי שבץ לחזור לתפקוד הגפיים העליונות ולשפר את הפעילות היומיומית שלהם. המערכת הרובוטית בעלת הגפיים העליונות הכפולות נועדה לסייע לצד הבריא של חולה השבץ להניע את הצד הפגוע לבצע אימון זרועות דו-צדדי באמצעות שימוש במכשיר רובוטי. זה יכול גם להנחות את המטופל בביצוע תנועות מתואמות של גפיים עליונות כפולות ולהפעיל אותו במשחק וירטואלי מונחה משימה באמצעות משוב כוח וטכנולוגיית אינטראקציה בין אדם למחשב. מחקר זה נועד להעריך את יעילות המערכת בשיפור תפקוד הגפיים העליונות ופעילויות היומיום בחולי שבץ. שיטות ההערכה בהן נעשה שימוש כללו פוטנציאל מעורר מוטורי (MEP), מבחן פונקציונלי עבור הגפיים העליונות המיפלגיות - הונג קונג (FTHUE-HK), סולם הערכת פוגל-מאייר בגפיים העליונות (FMA-UE), ומדד ברתל שונה (MBI). תוצאות המחקר מצביעות על כך שהמערכת הרובוטית הכפולה המכוונת למשימה של הגפה העליונה יכולה לשפר באופן משמעותי את המסלול הקורטיקוספינלי, תפקוד הגפיים העליונות ופעילויות היומיום בחולי שבץ לאחר 6 שבועות של טיפול. מערכת זו יכולה לשמש כתוספת יעילה לשיקום תפקודי בגפיים העליונות אצל מחלימי שבץ מוחי, ולהפחית את התלות במטפלים שיקומיים. לסיכום, המערכת הרובוטית המכוונת למשימה של הגפיים העליונות הכפולה מספקת אסטרטגיה חדשה לשיקום תפקודי של גפיים לאחר שבץ וטומנת בחובה פוטנציאל גדול ליישום, שכן היא מציעה יתרונות חברתיים וכלכליים מסוימים.

Introduction

שבץ מוחי הוא אחד הגורמים העיקריים לנכות וסיבת המוות השנייה בעולם ^1,2. חולי שבץ מתמודדים לעיתים קרובות עם אתגרים שונים, כגון ליקויים מוטוריים, חושיים וקוגניטיביים³. תפקוד לקוי של הגפה העליונה הוא בעיה נפוצה לאחר שבץ מוחי, המאופיינת בחולשת שרירים, ספסטיות ויכולת מוטורית מופחתת של הגפה העליונה בצד המיפלגי⁴. הוא מדווח כי הוא קיים ביותר מ -70% מחולי שבץ, ורק כ -5% מחלימים לנורמה, בעוד 20% חוזרים ליכולות מסוימות של הגפיים העליונות⁵. יותר ממחצית מחיי האדם מחייבים השתתפות של הגפיים העליונות⁶, ותפקוד לקוי של הגפיים העליונות לאחר שבץ מוחי פוגע קשות בפעילות היומיום של החולים⁷, מוריד משמעותית את איכות חייהם⁸ ומעלה את הנטל הכלכלי שלהם⁹. לכן, חשוב במיוחד לחקור שיטות יעילות לשיקום תפקודי בגפיים העליונות.

טיפולים קליניים שונים לשיקום הגפיים העליונות, כגון טיפול במראה, טיפול בתנועה הנגרמת על ידי אילוץ, גירוי חשמלי פונקציונלי ואימונים אקטיביים או פסיביים אחרים, משמשים בדרך כלל לחולי שבץ ^3,10. בשנים האחרונות, אימוני זרועות דו-צדדיים זכו לתשומת לב מוגברת ^6,11,12. הוא הוכח כמשפר את הקישוריות העצבית בין האזורים הסנסומוטוריים של המיספרה איפסילטרלית ונגדית¹². סוג זה של אימון מסייע לתקן חריגות בעיכוב בין-המיספריות, מאפשר ארגון מחדש של רשתות תפקודיות במוח, ובסופו של דבר מוביל לשיפור בתפקוד הגפיים העליונות^12,13. יתר על כן, אימון בעזרת רובוט הוכח גם כמסייע למטופלים לבצע באופן עקבי תנועות גפיים מדויקות ולעסוק באימון ספציפי למשימה¹⁴. תהליך זה מספק למוח גירוי משוב משמעותי, ובסופו של דבר מגביר את הגמישות המוחית ומסייע בשיקום תפקוד הגפיים העליונות אצל אנשים עם המיפלגיה^14,15. כיום קיים מחקר מוגבל על אסטרטגיות המשתמשות באימוני גפיים עליונות כפולות בסיוע רובוט עבור חולי שבץ. במחקר זה נעשה שימוש במערכת רובוטית מוכוונת משימה של גפיים עליונות כפולות כדי לשלב אימון בעזרת רובוט עם אימון דו-צדדי של הגפיים העליונות. המכשיר הרובוטי שימש לסיוע לחולי שבץ בביצוע אימון מוכוון משימה של גפיים עליונות כפולות עם חזרות גבוהות בתבנית תנועה נכונה. מטרת המחקר הייתה להעריך את ההשפעות של שיטה זו על המסלול הקורטיקוספינלי, תפקוד הגפיים העליונות ופעילויות היומיום של מחלימים משבץ, במטרה לגלות אסטרטגיות חדשניות לשיקום תפקודי בגפיים העליונות.

Protocol

מחקר זה (אישור מס' JXEY-2020SW038) אושר על ידי ועדת האתיקה הרפואית של בית החולים השני של ג'יאשינג, כאשר כל המשתתפים נתנו הסכמה מדעת. מטרתו הייתה להעריך את ההיתכנות והיעילות של פרוטוקול באמצעות ניסוי אקראי, חד-סמיות ומבוקר. בין ינואר לדצמבר 2021 נרשמו 60 חולי שבץ שאושפזו בבית החולים השני של ג'יאשינג.

הערה: קריטריוני ההכללה כוללים: 1) אבחנה מאושרת של אוטם מוחי או דימום באמצעות טומוגרפיה ממוחשבת (CT) או הדמיית תהודה מגנטית (MRI), 2) נגע ראשון וחד צדדי עם משך מחלה של שבועיים עד 3 חודשים ומצב יציב, 3) גיל 25-75 שנים, 4) היעדר המיאנופסיה או הזנחה מרחבית חד צדדית, כמו גם ללא ליקויים חזותיים או שמיעתיים, 5) מודע, תואם ומסוגל להשתתף בטיפול שיקומי, 6) תפקוד חד צדדי ברור של הגפיים העליונות עם סולם אשוורת' שונה (MAS) דרגה ≤ 2¹⁶. קריטריוני ההחרגה כללו: 1) פגיעה גולגולתית קודמת או מחלות תוך גולגולתיות אחרות, 2) אוטם שריר הלב חמור, תעוקת חזה, מחלות כבד, כליות, ריאות או איברים חשובים אחרים, גידולים ממאירים וכו ', 3) היסטוריה קודמת של הפרעות פסיכיאטריות ואפילפסיה, 4) כאב חמור, חוסר תחושה או ליקויים חושיים אחרים בצד ההמיפלגי של הגפיים, 5) הגבלה משמעותית בתנועה בגפיים העליונות הדו-צדדיות.

1. עיצוב הלימודים

1. חלקו באופן אקראי חולים (n = 60) שעמדו בקריטריונים שצוינו לשתי קבוצות: קבוצת ניסוי (n = 30) וקבוצת ביקורת (n = 30).
2. בקשו ממרפאה בעיסוק מיומנת להשלים את ההערכות התפקודיות הבאות, שלא הייתה מודעת למטלות הקבוצתיות לפני ואחרי תקופת טיפול של 6 שבועות.
   1. פוטנציאל מעורר מנוע (MEP):
      1. Elicit MEPs בחולים המשתמשים במערכת טיפול בגירוי מגנטי בעקבות ההנחיות שנקבעו על ידי Groppa et ^al.17.
      2. במהלך הבדיקה, מקמו את המטופל מול המכשיר בצורה יציבה ונוחה והניחו את רפידות אלקטרודות ההקלטה על החוטף pollicis brevis ועל תהליך הגלוסקמה של מפרק שורש כף היד.
      3. לאחר מכן, מרכזו את סליל הגירוי המגנטי מעל קליפת המוח המוטורית בצד הפגוע של המוח, כאשר ידית הסליל ממוקמת בזווית של 45° למישור הקשת.
      4. בצע גירוי של אזור קליפת המוח המוטורית 10 פעמים בעוצמה של 100% ורשום את נוכחותם או היעדרם של פוטנציאלים מוטוריים, יחד עם ההשהיה והמשרעת שלהם.
         הערה: בשל חוסר היכולת לזהות פוטנציאלים מוטוריים מעוררים בכל החולים, השוואה וניתוח יסודיים של ההשהיה והמשרעת של הפוטנציאלים המעוררים בין שתי קבוצות החולים לא הייתה אפשרית. לכן, המחקר נועד לקבוע את נוכחותם או היעדרם של MEPs ולהשוות את אחוז MEPs הניתנים לגילוי בין שתי קבוצות של חולים. אחוז גבוה יותר של MEPs הניתנים לגילוי מצביע על פוטנציאל גדול יותר לשיפור מסלולים קורטיקוספינליים בחולי שבץ.
   2. בצע בדיקה תפקודית עבור הגפיים העליונות hemiplegic - הונג קונג (FTHUE-HK).
      1. השתמש בסולם כדי להעריך את תפקוד הגפה העליונה של המטופל, הכולל 12 משימות, כגון הנחת היד על הברך וכריכת סמרטוט.
         הערה: יש להשלים כל משימה תוך 3 דקות וניתן לנסות אותה עד 3 פעמים בלבד. הסולם כולל 7 רמות, כאשר רמות גבוהות יותר מעידות על תפקוד טוב יותר של הגפיים העליונות¹⁸.
   3. השתמש בסולם הערכת פוגל-מאייר בגפיים העליונות (FMA-UE).
      1. השתמש בסולם זה כדי להעריך את התפקוד המוטורי של הכתף, המרפק, האמה, שורש כף היד והיד.
         הערה: ציון 0 מציין חוסר יכולת לבצע את התנועה שצוינה, ציון 1 מציין השלמה חלקית וציון 2 מציין השלמה מלאה. לסולם יש ציון מקסימלי של 66 נקודות, כאשר ציונים גבוהים יותר מצביעים על תפקוד מוטורי טוב יותר של הגפיים העליונות¹⁹.
   4. חישוב מדד Barthel שונה (MBI).
      1. השתמש בסולם זה כדי להעריך את ביצועי המטופל בפעילויות של חיי היומיום.
         הערה: הסולם מורכב מ -10 פריטים, כולל אכילה, הלבשה, רחצה וכו ', עם ציון מקסימלי של 100 נקודות. ציון גבוה יותר מצביע על עצמאות רבה יותר בחיי היומיום של המטופל²⁰.
3. ודא כי כל החולים מקבלים תרופות קונבנציונליות, כולל תרופות נגד יתר לחץ דם, אנטי סוכרתיים, מווסתי שומנים וכו ', המותאמות למצבם האישי.
   הערה: בחירת התרופות לחולי שבץ מבוססת על נסיבותיהם הייחודיות ועשויה להיות שונה ממטופל אחד למשנהו.
4. לאשר כי כל החולים קיבלו פיזיותרפיה שגרתית, ריפוי בעיסוק עבור האמה והיד, ופעילויות של אימון חיי היומיום במשך 6 שבועות.
5. יש לוודא שהמטופלים בקבוצת הביקורת קיבלו ריפוי בעיסוק שגרתי המכוון לתפקוד הגפיים העליונות למשך שעה ביום למשך 6 שבועות.
   הערה: הריפוי בעיסוק השגרתי המתמקד בתפקוד הגפיים העליונות כולל אימון שליטה מוטורית למפרקי הכתף והמרפק, אימון גלגיליות, אימון חישוקים ואימון הושטת יד לחפצים.
6. יש לאשר כי המטופלים בקבוצת הניסוי קיבלו ריפוי בעיסוק שגרתי המכוון לתפקוד הגפיים העליונות למשך 30 דקות ביום, בנוסף לאימון מערכת רובוטית מונחית משימה של גפיים עליונות כפולות במשך 30 דקות ביום במשך 6 שבועות.

2. אימון מערכת רובוטית מונחית משימה בגפיים העליונות כפולות

הערה: רק חולי שבץ בקבוצת הניסוי קיבלו אימונים אלה.

1. הפעל את ציוד המערכת הרובוטית, הפעל את מסך המחשב של המערכת, פתח את אפליקציית ULCOT Rehab והיכנס לממשק הראשי של המערכת.
2. במהלך ההדרכה הראשונית, לחץ על הירשם כדי ליצור תיק אישי לכל מטופל, הכולל בעיקר שם, מין, גיל, מספר מקרה, אבחון, צד מושפע ותכנים רפואיים רלוונטיים אחרים.
3. לחץ על Login בממשק הראשי של המערכת, בחר את המטופל הזקוק לאימון מתוך הרשימה והזן את ממשק מערכת ההדרכה עבור אותו מטופל.
4. לסייע למטופל למקם את עצמו מול המכשיר הרובוטי, תוך הבטחת מרחק בטוח ונוח.
5. לחץ על התאמה בממשק של מערכת אימון המטופל כדי להיכנס לממשק התאמת פרמטר הציוד ולהגדיר את הפרמטרים המתאימים למטופל.
   הערה: אין צורך להגדיר פרמטרים לכל אימון. עם הכניסה לממשק מערכת האימון של המטופל, המערכת מתאימה את עצמה באופן אוטומטי לפרמטרים שנקבעו במהלך האימון הקודם של המטופל. לאחר מכן המטפל יכול לשנות את הפרמטרים המתאימים בהתאם למטרות הטיפוליות. אם אין צורך בשינויים בפרמטרים, המשתמש יכול ללחוץ על הדרכה בממשק מערכת ההדרכה כדי לגשת לממשק הגדרת תוכנית ההדרכה.
   1. לחץ על + או - כדי להגדיל או להקטין את גובה הפלטפורמה במודול התאמת גובה הפלטפורמה . התאם את גובה פלטפורמת הציוד בהתאם לגובה המטופל.
   2. לחץ על + או - כדי להגדיל או להקטין את זווית ההטיה של זרוע הרובוט של המערכת במודול התאמת זווית הטיית הזרוע . התאימו את זווית ההטיה של הזרוע הרובוטית בהתאם למטרות אימון כיפוף הכתפיים וההארכה של המטופל (ככל שהמטרה גבוהה יותר, כך הזווית גדולה יותר).
   3. לחץ על + או - כדי להגדיל או להקטין את הזווית בין שתי זרועות הרובוט במודול התאמת זווית הזרוע . התאימו את הזווית בין הזרועות הרובוטיות בהתאם למטרות אימון החטיפה והחטיפה של הגפיים העליונות של המטופל (ככל שהמטרה גבוהה יותר, כך הזווית גדולה יותר).
6. לחץ על הדרכה בממשק מערכת אימון המטופל כדי להיכנס לממשק הגדרת תוכנית ההדרכה.
   1. בחר תוכנית אימונים מתאימה המבוססת על המצב התפקודי של הגפה העליונה של המטופל. כאשר הגפה העליונה בצד המיפלגי אינה מסוגלת לתמרן באופן פעיל את הידית המכנית דרך טווח התנועה המלא, בחר בתוכנית האימונים בסיוע.
   2. לעומת זאת, אם הגפה העליונה בצד ההמיפלגי מסוגלת לתמרן באופן פעיל את הידית המכנית כדי להשלים את טווח התנועה המלא, בחר בתוכנית אימוני ההתנגדות.
7. להסביר ולהדגים את שיטות האימון של הפריטים שנבחרו וליידע את אמצעי הזהירות הרלוונטיים כדי להבטיח שהמטופלים ידעו כיצד לבצע את האימון בצורה בטוחה ומדויקת.
8. עזרו למטופל לקבע את ידיו על הידיות בקצה שתי הזרועות הרובוטיות (איור 1).
9. בצע אימון מערכת רובוט מונחה משימה בגפיים העליונות כפולות.
   1. עבור מטופלים שאינם מסוגלים לתפעל באופן פעיל את הידית המכנית כדי להשיג טווח תנועה מלא בצד ההמיפלגי של הגפה העליונה, לחץ על סיוע בממשק הגדרת תוכנית האימון כדי להיכנס לממשק מצב האימון בסיוע.
      הערה: המטפל יכול לבחור משחק טיסה באוויר או משחק פינג פונג עבור המטופל במצב אימון בסיוע. יש לציין כי המטופלים יכולים לבחור רק משחק אחד בכל אימון.
      1. הגדר את הזמן ל- 30 דקות במודול זמן האימון , ובחר את הרמה שנקבעה עבור המטופל במודול רמת סיוע .
         הערה: מצב זה מציע 6 רמות סיוע, כאשר רמה 6 המערבת את הגפה העליונה הפגועה מונעת הן על ידי הרובוט והן על ידי הגפה העליונה הבריאה במהלך אימון גפיים עליונות דו-צדדיות. מצד שני, רמה 1 כרוכה בכך שהגפה העליונה הפגועה משתתפת באימון גפיים עליונות דו צדדיות ישירות ללא כוח חיצוני. האימון מתחיל ברמה 6, והמטופל יכול להתקדם לשלב הבא לאחר השגת ציון מלא בכל רמה. ברגע שהמטופל משיג ציון אימון מלא ברמת סיוע 1, הוא נחשב מוכן לאימון במצב התנגדות.
      2. לחץ על Air Flying או Ping-Pong, ולאחר מכן לחץ על התחל כדי להיכנס לממשק המשחק.
      3. משחק טיסה אווירית: הנחו את המטופל לשלוט במטוס וירטואלי המוצג על מסך המחשב על ידי תמרון הגפה העליונה הפגועה דרך הצד הבריא בעזרת מכשיר רובוטי, מה שמאפשר למטופל לייעל את מאמציו בהנחיית המטוס הווירטואלי לאורך מסלול הטיסה הייעודי ובו זמנית לכידת מטבעות זהב וירטואליים (איור 2).
      4. משחק פינג-פונג: בעזרת הרובוט, הורו למטופל להשתמש בצד הלא מושפע כדי להניע את הגפה העליונה בצד הפגוע כדי לשלוט במחבט טניס השולחן הווירטואלי ולהזיז את המחבט כדי לתפוס את הפינג-פונג המעופף (איור 3).
   2. עבור מטופלים המסוגלים לתפעל באופן פעיל את הידית המכנית כדי להשיג טווח תנועה מלא בצד המיפלגי של הגפה העליונה, לחץ על התנגדות בממשק הגדרות תוכנית האימונים כדי לגשת לממשק מצב אימון התנגדות.
      הערה: במצב אימון התנגדות, המשתתפים יכולים לבחור מבין חמישה משחקים זמינים: טיסה אווירית, טניס שולחן, גשר וכביש, הרמת משקולות, ו התאמת פופ. ניתן לבחור משחק אחד בלבד לכל אימון.
      1. הגדר את הזמן ל- 30 דקות במודול זמן אימון , ובחר את רמות ההתנגדות של הצד הבריא והצד הפגוע, בהתאמה, במודולים רמה בריאה ורמה מושפעת.
         הערה: במצב אימון התנגדות, ניתן להגדיר באופן אינדיבידואלי רמות התנגדות לצדדים הבריאים והמושפעים של המטופל בהתבסס על כוח שרירי הגפיים העליונות. הרמות נעות בין 1 (ההתנגדות הנמוכה ביותר) ל-10 (ההתנגדות הגבוהה ביותר). הטיפול הראשוני כלל בחירה של התנגדות ברמה 1, כאשר המטופלים הורשו להתקדם לרמה שלאחר מכן עם השגת ציון מושלם בכל רמת אימון.
      2. במודולים כיוון התנגדות צד בריא וכיוון התנגדות צד מושפע, בחר את כיוון ההתנגדות המצוין על ידי המערכת עבור הצד הבריא של המטופל והצד הפגוע של הגפה העליונה במהלך אימון התנגדות, בהתאמה.
         הערה: כיוון ההתנגדות נבחר עבור המטופל בהתאם למטרת התרגיל, כולל דחיפה ומשיכה.
      3. בחר את משך הזמן שיש להחזיק את היעד במודול זמן החזקה .
         הערה: הזמן נקבע על פי תפקוד הגפיים העליונות של המטופל, הנע בין 1 ל -10 שניות. ככל שהזמן ארוך יותר, כך הוא הופך למאתגר יותר. אם זמן ההחזקה שנקבע הוא 10 שניות וציון האימון מושלם, רמת ההתנגדות תעלה באימון הבא. משחקי Air Flying ו-Ping-Pong אינם כוללים שלב זה.
      4. לחץ כדי לבחור אחד מהמשחקים הבאים: טיסה אווירית, טניס שולחן, ברידג' וכביש, הרמת משקולות והתאמת פופ. נקישה התחלה כדי להיכנס לממשק המשחק.
      5. משחק טיסה אווירית: להנחות את המטופל לשלוט במטוס הווירטואלי על ידי התנגדות הזרוע הרובוטית הן על הגפיים העליונות הבריאות והן על הגפיים העליונות, מה שמאפשר למטופל לייעל את מאמציו בהכוונת המטוס הווירטואלי לאורך מסלול הטיסה המיועד תוך לכידת מטבעות זהב וירטואליים בו זמנית.
      6. משחק פינג פונג: הנחו את המטופל לשלוט במחבט טניס השולחן הווירטואלי על ידי התנגדות הזרוע הרובוטית הן על הגפיים העליונות הבריאות והן על הגפיים העליונות הפגועות והזיזו את המחבט כדי לתפוס את הפינג פונג המעופף.
      7. משחק ברידג' ודרך: בקשו מהמטופל לשלוט בשני הקצוות של גשר עץ על המסך על-ידי התנגדות להתנגדות שנותנת הזרוע הרובוטית על הגפיים העליונות הבריאות והמושפעות, הזיזו שתי פלטפורמות סולם בגבהים שונים, והחזיקו אותן למשך זמן מסוים כדי לאפשר לדמות הווירטואלית לעבור (איור 4).
      8. משחק הרמת משקולות: בקש מהמטופל לשלוט בקצוות משקולת הרמת המשקולות המוצגת על מסך על ידי התנגדות להתנגדות שנותנת הזרוע הרובוטית על שני הבריאים
         והגפיים העליונות הפגועות, התאמת המיקום שלהן כדי להגיע למקום המטרה על-ידי שינוי המרחק ושמירה על תנוחה זו למשך זמן מוגדר (איור 5).
      9. משחק התאמת פופ: תן למטופל לשלוט בשני וירטואליים
         אצבעות הממוקמות בקצה השמאלי והימני של המסך על ידי התנגדות להתנגדות הניתנת על ידי הזרוע הרובוטית הן על הגפיים העליונות הבריאות והן על הגפיים העליונות הפגועות, בחרו פריטים זהים מהעמודה השמאלית והימנית של התמונות באמצעות האצבעות הווירטואליות ושמרו על מיקום זה למשך זמן
         משך זמן מוגדר (איור 6).
         הערה: המערכת בודקת אם התמונות שנבחרו משני הצדדים זהות; אם כן, התמונות שנבחרו יבוטלו. אם הם אינם תואמים, המטופל מתבקש לבחור מחדש.

3. הליך מעקב

1. השתמש בתוכנה סטטיסטית כדי לנתח את נתוני ההערכה שנאספו, ולקבוע שיטות ניתוח מתאימות בהתבסס על סוג הנתונים.
2. להבהיר את משמעות תוצאות הנתונים ולהעריך את ההשפעה של אימון מערכת רובוטית מונחית גפיים עליונות כפולות על תפקוד הגפיים העליונות בחולי שבץ.

Results

60 חולי שבץ חולקו לקבוצת ביקורת (n = 30) ולקבוצת ניסוי (n = 30) עבור מחקר זה. בהשוואת גיל, מין, סוג שבץ, משך המחלה, צד המיפלגיה ומידע כללי אחר בין שתי הקבוצות, לא נמצאו הבדלים מובהקים סטטיסטית (P > 0.05), המעידים על יכולת ההשוואה ביניהם (טבלה 1). חולים בקבוצת הניסוי, שעברו הכשרה עם מערכת רובוטית מוכוונת משימה כפולה בגפיים העליונות, הראו שיפור גדול יותר ב- MEPs, FMA-UE, FTHUE-HK ו- MBI בהשוואה לאלה שקיבלו טיפול קונבנציונלי.

לאחר 6 שבועות של אימון, יחס הזיהוי של פוטנציאלים מוטוריים מעוררים (MEPs) בקבוצת הניסוי עלה על זה של קבוצת הביקורת (P < 0.05) (טבלה 2). לאחר תקופת ההכשרה, שתי קבוצות החולים הציגו שיפור ב- FTHUE-HK בהשוואה לרמות לפני הטיפול (P < 0.05), כאשר קבוצת הניסוי הראתה שיפור בולט יותר מאשר קבוצת הביקורת (P < 0.05) (טבלה 3). יתר על כן, שיפורים בציוני FMA-UE ו- MBI נצפו בשתי קבוצות החולים בהשוואה לרמות לפני הטיפול (P < 0.05), כאשר קבוצת הניסוי חוותה שיפורים משמעותיים יותר מאשר קבוצת הביקורת (P < 0.05) (טבלה 4). ממצאים אלה מדגישים את יעילותה של המערכת הרובוטית בעלת המשימה של הגפיים העליונות הכפולות בקידום התאוששות תפקוד הגפיים העליונות בחולי שבץ.

הניתוח הסטטיסטי נערך באמצעות תוכנה מתאימה, כאשר רמת מובהקות נקבעה על P < 0.05 למבחן דו-זנבי. נתוני המדידה אומתו כך שהם נצמדים להתפלגות נורמלית ומציגים שונות הומוגנית. מבחני t זוגיים שימשו להשוואות בתוך קבוצות לפני ואחרי הטיפול במשתנים רציפים המתפלגים בדרך כלל, בעוד ששני מבחני t בלתי תלויים שימשו להשוואות בין קבוצות. נתוני הספירה הוערכו באמצעות מבחן χ2, משתני דירוג בתוך קבוצות הוערכו באמצעות מבחן Wilcoxon signed-rank, וניתוח בין קבוצות בוצע באמצעות מבחן Mann-Whitney.

איור 1: מערכת רובוטית מונחית משימה של הגפה העליונה הכפולה. מערכת זו מסייעת לחולי שבץ מוחי באימון דו-צדדי של הגפיים העליונות כדי לקדם את התאוששות תפקוד הגפיים העליונות. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.

איור 2: משחק טיסה אווירית. בעזרת הרובוט, המטופל מונחה לשלוט במטוס הווירטואלי על מסך המחשב כדי לגרום למטוס הווירטואלי לטוס לאורך נתיב הטיסה שנקבע. במקביל, המטוס הווירטואלי לוכד את מטבעות הזהב הווירטואליים. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.

איור 3: משחק פינג-פונג. בעזרת הרובוט, המטופל מונחה לשלוט במחבט טניס השולחן הווירטואלי ולהזיז את המחבט כדי לתפוס את הפינג פונג המעופף. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.

איור 4: משחק גשר וכביש. המטופל מונחה לשלוט בשני הקצוות של גשר העץ על המסך ולהזיז אותו במרחקים שונים. שני הסולמות בגבהים שונים צריכים להיות מחוברים ומתוחזקים למשך פרק זמן מסוים, כך שהנבל הווירטואלי יוכל לעבור בצורה חלקה. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.

איור 5: משחק הרמת משקולות. על המטופל לשלוט בשני הקצוות של משקולת הרמת המשקולות על המסך, להזיז אותה למרחקים שונים, ללחוץ על המשקולת למיקום המטרה ולהחזיק אותה למשך הזמן שצוין. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.

איור 6: משחק התאמת פופ. המטופל צריך לשלוט בשתי האצבעות הווירטואליות בקצה השמאלי והימני של המסך דרך הצד הבריא והצד הפגוע. הגפיים העליונות צריכות להשתמש באצבעות וירטואליות כדי לבחור את אותם פריטים בעמודות השמאלית והימנית של התמונות ולשמור על מיקום זה למשך הזמן שצוין. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.

קבוצה	n	סקס (n)		גיל (x ± s, y )	מהלך המחלה (x ± s, d)	סוג הקו (n)		הצד המיפלגי (n)
		זכר	נקבה			איסכמי	דימום	שמאל	ימין
קבוצת בקרה (n = 30)	30	16	14	56.70±7.60	38.77±15.71	14	16	14	16
קבוצת ניסוי (n = 30)	30	17	13	57.17±6.93	39.47±16.23	17	13	17	13
P		>0.05		>0.05	>0.05	>0.05		>0.05

טבלה 1. מאפיינים בסיסיים בין שתי הקבוצות. הוא משווה באופן מקיף את המאפיינים הבסיסיים של קבוצות הבקרה והניסוי. זה כולל נתונים דמוגרפיים וקליניים, המבטיחים השוואה בין קבוצות.

קבוצה	n	טיפול מקדים		לאחר הטיפול
		תגובה	אין תגובה	תגובה	אין תגובה
קבוצת בקרה (n = 30)	30	8	22	10	20
קבוצת ניסוי (n = 30)	30	7	23	18	12
P		>0.05		<0.05

טבלה 2. השוואה בין תגובת חברי הפרלמנט האירופי בין שתי הקבוצות. הוא מדגים את ההשפעה של מערכת רובוטית מוכוונת משימה של גפיים עליונות כפולות על מסלולים קורטיקוספינליים בחולי שבץ.

קבוצה		FTHUE-HK (M(P25, P75))
קבוצת בקרה (n = 30)	טיפול מקדים	3(2,3)
	לאחר הטיפול	3(3,4)*
קבוצת ניסוי (n = 30)	טיפול מקדים	3(2,3)
	לאחר הטיפול	4(3,5)*#
*P < 0.05, בהשוואה לטיפול מקדים; #P < 0.05, בהשוואה לקבוצת הביקורת

טבלה 3. השוואה של FTHUE-HK בין שתי הקבוצות. הוא מתאר את ההשפעה של המערכת הרובוטית מונחית המשימה של הגפיים העליונות על תפקוד הגפיים העליונות בחולי שבץ.

קבוצה		FMA-UE (x ± שניות)	MBI (x ± שניות)
קבוצת בקרה (n = 30)	טיפול מקדים	25.33±11.72	44.27±13.21
	לאחר הטיפול	34.63±13.06*	51.03±12.55*
קבוצת ניסוי (n = 30)	טיפול מקדים	25.93±11.87	44.93±14.10
	לאחר הטיפול	42.37±15.20*#	59.73±14.63*#
*P < 0.05, בהשוואה לטיפול מקדים; #P < 0.05, בהשוואה לקבוצת הביקורת

טבלה 4. השוואה של FMA-UE ו- MBI בין שתי הקבוצות. הוא ממחיש את ההשפעה של המערכת הרובוטית מוכוונת המשימה של הגפה העליונה על תפקוד הגפיים העליונות ועל פעילויות היומיום של חולי שבץ.

Discussion

אימון דו-צדדי הוכח כמנרמל עיכוב בין-קורטיקלי בחולי שבץ, מקל על ארגון מחדש של הרשת התפקודית במוח, ובסופו של דבר משפר את תפקוד הגפיים העליונות²¹. מחקר זה מציג תוכנית לאימון תפקודי של הגפיים העליונות בחולי שבץ באמצעות מערכת רובוטית מוכוונת משימה של גפיים עליונות כפולות. התוכנית משלבת תנועה דו-צדדית של הגפיים העליונות, פעילויות מונחות משימה ואימון בעזרת רובוט כדי לשפר את שיקום תפקוד הגפיים העליונות בחולי שבץ.

מספר שלבים מרכזיים מצדיקים תשומת לב ביישום אימון המערכת הרובוטית מונחית המשימה של הגפיים העליונות הכפולות. ראשית, על המטפל להתאים באופן מיידי את זווית ההטיה של הזרוע הרובוטית ואת הזווית בין שתי הזרועות בהתבסס על המצב התפקודי של הגפה העליונה של המטופל והמטרות הטיפוליות. שנית, יש לבחור במדויק את רמת הסיוע או ההתנגדות שמספקת המערכת בהתאם לחוזק שרירי הגפיים העליונות של המטופל. כאשר ציון האימון של המטופל מגיע למקסימום, יש להתאים אותו לרמה הבאה ללא דיחוי. שלישית, במצב אימון התנגדות, המטפל צריך לקבוע את רמות ההתנגדות הן עבור הצד הבריא והן עבור הצד הפגוע, כמו גם את כיוון ההתנגדות (כולל דחיפה ומשיכה), בהתאם לכוח השרירים של הגפיים העליונות של המטופל בכל צד.

אימון המערכת הרובוטית מונחה המשימה של הגפיים העליונות כולל תנועות של הגפיים העליונות על פני מישורים וכיוונים שונים. עם זאת, מעבר אקראי בין מטוסים אלה וכיוונים במהלך האימון אינו אפשרי, שכן כל מתג מחייב הפסקת האימון הנוכחי כדי לחדש את המערכת. כמה חוקרים השתמשו בשני רובוטים זהים כדי לסייע לחולים באימון גפיים עליונות דו-צדדיות על פני שלושה ממדים⁴. בעוד שגישה זו מאפשרת למטופלים לעסוק בכיווני תנועה מרובים במהלך האימון, היא מציבה אתגרים בהעברה יעילה של כוחות בין הגפיים הבריאות והפגועות. ככל שהמערכת הרובוטית מונחית המשימות של הגפה העליונה הכפולה משתכללת בשלבים הבאים, חיוני לשפר את דרגות חופש התנועה של הזרוע הרובוטית כדי להתאים לאימון התנועה הרב-כיווני של הגפה העליונה. בנוסף, חיוני לטפל בסוגיית תנועות הגו המפצות שחלק מהמטופלים מפגינים במהלך האימון עם המערכת הרובוטית מוכוונת המשימה של הגפיים העליונות הכפולות. תנועות פיצוי כאלה יכולות לצמצם את טווח התנועה של הגפיים העליונות ועלולות להוביל להתפתחות דפוסי תנועה לקויים. כדי למתן את ההשפעה של בעיה זו, מטפלים צריכים להזכיר מיד למטופלים לשמור על תנוחת ישיבה נכונה ולדבוק בדפוסי תנועה נכונים במהלך האימון.

רוב שיטות האימון הדו-צדדיות המסורתיות של הגפיים העליונות כוללות יד בריאה האוחזת ביד הפגועה או מחברת את שתי הידיים באמצעות מכשיר (למשל, מקל עץ). לעומת זאת, אימון המערכת הרובוטית מונחה המשימה של הגפיים העליונות הכפולות שנעשה בו שימוש במחקר זה מציע יתרונות משמעותיים. מחקרים מצביעים על כך שהתאוששות תפקוד הגפיים בחולי שבץ מוחי משופרת על ידי אימון שיקומי מדויק וחוזר על עצמו²². עם זאת, לאחר שבץ, חולים לעתים קרובות מפגינים כוח שרירים מופחת בגפה הפגועה ותפקוד מוטורי מופחת באיבר הבריא^23,24. כתוצאה מכך, במהלך אימון הגפיים העליונות הדו-צדדי המסורתי, זה הופך להיות מאתגר עבור המטופלים לשמור על דפוסי תנועה נורמליים ברציפות ובאופן חוזר ונשנה לאורך תקופות ממושכות. יתר על כן, כדי לבצע תנועה מסוימת, הגפה העליונה הבריאה עשויה להפעיל כוח רב בעוד הגפה העליונה הפגועה מפעילה כוח מינימלי, ובכך לפגוע במעורבות המלאה של הגפה הפגועה. אימון המערכת הרובוטית מונחה המשימה של הגפה העליונה הכפולה יכול לווסת את הכוח המועבר מהגפה העליונה הבריאה לגפה הפגועה בהתבסס על כוח השרירים של הגפה העליונה הפגועה של המטופל, ובכך להקל על השתתפות הדרגתית ומובנית של הגפה הפגועה. אימון זה משתמש גם בסיוע רובוטי כדי לאפשר לחולים לבצע תנועות חוזרות ומדויקות מאוד, אשר הוכח כמספק משוב מתמיד למוח, אשר מקדם ארגון מחדש תפקודי ובסופו של דבר משפר את תפקוד הגפיים^14,22. בנוסף, המשחקים הווירטואליים המשולבים באימון המערכת הרובוטית מונחית המשימה של הגפה העליונה הכפולה הם מוכווני משימה, ומחקרים הוכיחו כי אימון כזה יכול לשפר את תפקוד הגפיים העליונות ואת היכולת לבצע פעולות יומיומיות בחולי שבץ מוחי^25,26.

במחקר זה, MEPs בחולים התבססו אך ורק על נוכחות או היעדר MEP לזיהוי. החלטה זו התקבלה מכיוון שניתוח השוואתי מקיף של חביון ומשרעת MEP לא היה אפשרי, מכיוון שלא ניתן היה לזהות MEP בחלק מהחולים. המחקר כלל חולים עם משכי מחלה משתנים הנעים בין שבועיים לשלושה חודשים, מה שעלול להשפיע על התוצאות עקב הבדלים בהחלמה ספונטנית. קריטריוני בחירת המטופל התמקדו אך ורק בסוג השבץ ובמצב הצידי המיפלגי מבלי לקחת בחשבון את אזורי הנגע המוחי הספציפיים, ובכך השפיעו על ניתוח השוואתי של יעילות. בנוסף, ישנן מגבלות נוספות שזוהו במחקר זה. ראשית, חולים עם טונוס שרירים גבוה (MAS > 2) לא נכללו בניסוי, מכיוון שמצבם עלול להשפיע על תוצאות האימונים. שנית, הערכת יעילות הניסוי נערכה רק עד 6 שבועות לאחר ההתערבות, ללא נתוני מעקב ארוכי טווח. שלישית, כל המשתתפים היו בתוך 3 חודשים מתחילת המחלה, מה שמשאיר אי ודאות לגבי היעילות של גישת אימון זו עבור חולים מעבר לסימן 3 חודשים. יתר על כן, גודל המדגם של המחקר היה קטן, מה שהדגיש את הצורך במחקר עתידי עם מדגם גדול ומגוון יותר. בתגובה לנושאים שהוזכרו לעיל, ניישם שיפורים ואופטימיזציות נוספים בשלבים הבאים של המחקר.

לסיכום, המערכת הרובוטית הכפולה המכוונת למשימה של הגפיים העליונות הראתה הבטחה בשיפור תפקוד הגפיים העליונות ופעילויות היומיום של חולי שבץ. גישה זו מצדיקה אימוץ רחב יותר במסגרות קליניות לשיקום תפקודי בגפיים העליונות לאחר שבץ.

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
מערכת רובוטית מוכוונת משימה כפולה בגפיים העליונות	מרכז המחקר לציוד רפואי לשיקום אוקלנד טונג'י, מכללת טונגג'י ג'ה-ג'יאנג	N/A	המערכת הרובוטית מוכוונת המשימה של הגפה העליונה הכפולה יכולה לסייע לחולי שבץ באימון משחק וירטואלי דו-צדדי בגפיים העליונות על ידי ויסות העברת הכוח בין הגפיים העליונות הבריאות והפגועות.
מערכת טיפול בגירוי מגנטי	סצ'ואן ג'ונג'יאן וואנפנג ציוד רפואי ושות', בע"מ	http://www.jjwf-med.com	ניתן להשתמש במערכת זו כדי למדוד את הפוטנציאל המעורר של המנוע (MEP)
SPSS 25.0	IBM	גרסה 25.0	https://www.ibm.com/support/pages/downloading-ibm-spss-statistics-25