Enhancing Upper Words Rehabilitation Robot을 통한 뇌졸중 후 상지 기능 및 운동 능력 향상

요약

이 프로토콜은 4가지 모드를 통해 지능적인 피드백을 제공하는 상지 재활 로봇을 설명합니다. 이러한 모드는 상지 기능과 유연성을 향상시켜 환자의 삶의 질을 향상시킵니다.

초록

일반적으로 뇌졸중으로 알려진 뇌혈관 사고는 심각한 상지 장애로 이어지는 만연한 신경학적 사건을 나타내며, 이로 인해 개인의 일상 생활 활동에 깊은 영향을 미치고 삶의 질을 저하시킵니다. 뇌졸중 후 상지 회복을 위한 전통적인 재활 방법은 치료사와 환자의 피로, 단일 훈련 방법론에 대한 의존, 지속적인 동기 부여 부족 등의 한계로 인해 종종 방해를 받습니다. 이러한 문제를 해결하기 위해 이 연구에서는 지능형 피드백 모션 제어를 사용하여 치료 결과를 개선하는 상지 재활 로봇을 소개합니다. 이 시스템은 운동 중 경련 움직임의 감지를 기반으로 힘 피드백의 방향과 크기를 동적으로 조정할 수 있는 기능으로 구별되어 맞춤형 치료 경험을 제공합니다. 이 시스템은 4가지 트레이닝 모드, 관절 운동 범위의 지능적인 평가, 트레이닝 프로그램을 개인화할 수 있는 기능을 갖추고 있습니다. 또한 포괄적인 안전 조치와 결합된 몰입형 대화형 게임 경험을 제공합니다. 이러한 다각적인 접근 방식은 전통적인 재활 프로토콜을 넘어 참가자의 참여와 관심을 높일 뿐만 아니라 편마비 환자의 상지 기능과 일상 생활 활동에서 상당한 개선을 보여줍니다. 이 시스템은 상지 재활의 고급 도구를 대표하며, 정확성, 개인화 및 상호 작용 참여의 시너지 조합을 제공하여 뇌졸중 생존자가 사용할 수 있는 치료 옵션을 확대합니다.

서론

뇌졸중은 뇌혈관의 막힘 또는 파열로 인한 급성 신경학적 사건으로 확인되며, 뇌 순환을 방해^{하며1 전} 세계적으로 두 번째 주요 사망 원인이자 장기 장애의 주요 원인으로 꼽힌다. 뇌졸중 발병 후 첫 날에 생존자의 최대 80%가 상지 기능 장애를 경험하며, 30%-66%는 6개월 후에도 여전히 어려움을 겪고 있습니다². 1년 후, 상지 장애가 있는 사람들은 불안감이 고조되고 삶의 질이 저하되며 행복감이 감소한다고 보고한다³. 또한, 뇌졸중 후 16개월까지 병원 재활이 필요한 편마비 환자의 약 60%만이 기본적인 일상 활동에서 기능적 독립성을 달성하며, 감각, 운동 및 시각 장애를 앓고 있는 사람들은 간병인의 지원에 훨씬 더 의존한다⁴. 또한, 상지 기능 장애는 손의 활용도를 저해하며, 특히 신체 작업 중 약화된 굴곡근과 신전근의 근육 긴장이 증가하여 두드러진다⁵.

다양한 재활 노력에도 불구하고, 뇌졸중 생존자의 상지 부상을 효과적으로 해결하는 것은 만만치 않은 과제이다⁶. 고강도의 반복적인 과업....

프로토콜

이 연구는 중국 저장대학교 제1부속병원 윤리위원회의 승인을 받았으며, 모든 연구 프로토콜은 헬싱키 선언의 원칙에 따라 공식화되었습니다. 모든 환자는 이 연구에 참여하기 위해 서면 동의서를 제공했습니다. 이 연구는 2023년 1월부터 2023년 6월까지 저장대학교 제일부속병원 재활병동에 입원한 상지 편마비 환자 24명을 모집했다. 선정 기준은 다음과 같습니다: 신경 영상(CT 또는 MRI)으로 확인된 첫 번째 허혈성 또는 출혈성 뇌졸중, 발병 후 6개월 이내의 45-75세, 상지 운동 기능 장애 및 편측 편마비(상지에 대한 Fugl-Meyer 평가, FMA-UE ≤40)^12,13, 수정된 Ashworth 척도 ≤2¹⁴, MMSE(Mini-Mental State Examination) >20(적절한 인지 기능을 나타냄)¹⁵, 기저 질환이 잘 통제되고 정보에 입각한 동의서에 서명된 임상적으로 안정적인 상태. 제외 기준은 불안정한 두개내 상태, 인지 및 언어 장애, 어깨 아탈구, 어깨/팔꿈치/손목 운동 장애, 심한 경련(Ashworth 3-4) 및 시각 장애였습니다. 이 연구에 사용된 로봇과 소프트웨어의 세부 ....

결과

총 24명의 환자가 등록되어 대조군 또는 실험군에 무작위로 배정되었습니다(표 1). 성별, 연령, 질병 지속 기간 또는 뇌졸중 유형에 대해서는 두 그룹 간에 통계적으로 유의한 차이는 없었다(P > 0.05). 8주간의 상지 훈련 후, 상지 운동 기능을 평가하기 위해 FMA-UE(Fugl-Meyer Assessment for Upper Extremity)¹² 를 사용했으며, BRS-Arm(Brunnstrom Recovery Stage for Arm)¹⁶ 및 BRS-Hand(Brunnstrom Recovery Stage for Hand)를 사용하여 상지 회복 단계를 평가했습니다. MBI(Modified Barthel Index)¹⁷ 는 환자의 일상 생활 능력을 평가하는 데 사용되었습니다.

재활 훈련 후 두.......

토론

선행 연구²⁰을 바탕으로 본 연구는 상지 재활을 위한 로봇 훈련과 뇌졸중 후 회복을 위한 기존 치료 방법을 결합하여 통합 접근 방식을 채택합니다. 현재 연구 결과는 이러한 통합이 상지 운동 기능을 실질적으로 향상시키고 일상 생활 활동(ADL)을 수행하는 능력을 개선하여 전통적인 재활 기술만으로 달성한 결과를 능가한다는 것을 시사합니다.

이 연구는 가상 환경 내에서 로봇 개입의 효과를 조사합니다. Hondori et al.은 손 재활을 위해 웹캠 기반의 컬러 마커 추적을 사용하는 시스템을 개발했지만, 외부 마커에 대한 의존도, 핸드 트래킹 정밀도 등의 한계에 부딪혔다²¹. 마찬가지로, Cipresso et al. 및 Avola et al.은 VR 기반 재활을 위해 Kinect 및 적외선 깊이 카메라를 사용했는데, 이는 게임의 다양성과 헤드 마운트 디스플레이의 불편함으로 인해 제한되었습니다

재료

이 논문에 사용된 재료 목록

이름	회사	카탈로그 번호	댓글
상지 재활 로봇 [푸리에 M2]	상하이 푸리에 인텔리전스, 중국	ArmMotus M2	상지 지능형 힘 피드백 모션 제어 훈련 시스템 [M2]는 상하이 푸리에 인텔리전스가 독자적으로 개발 한 차세대 상지 지능형 힘 피드백 재활 로봇 훈련 시스템입니다. 포스 피드백과 같은 핵심 기술을 기반으로 하는 이 교육 시스템은 환자가 미리 결정된 동작을 완료할 때 환자의 힘과 경련 여부를 감지한 다음 장치 자체의 파워 어시스트 또는 저항을 변경하여 상지 운동 기능 장애를 개선할 수 있습니다. 목표 지향적 훈련을 통해 M2는 게임에 훈련을 부여하고 환자의 열정을 높이며 환자 상지의 대근육 운동 기능과 인지 기능을 보다 효과적으로 운동합니다.
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