A Rehabilitation Program of Exoskeleton-assisted Body Weight-Supported Treadmill Training with Non-immersive Virtual Reality for Stroke Patients

Zhengwei Chen; Qing Li; Yi Zheng; Houqiang Zhang; Lixia Chen

doi:10.3791/67342

Program rehabilitacyjny treningu na bieżni wspomaganego masą ciała wspomaganego egzoszkieletem z ...

JoVE Journal
Medicine

A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.

JoVE Journal Medicine

A Rehabilitation Program of Exoskeleton-assisted Body Weight-Supported Treadmill Training with Non-immersive Virtual Reality for Stroke Patients

Program rehabilitacyjny treningu na bieżni wspomaganego masą ciała wspomaganego egzoszkieletem z niewciągającą rzeczywistością wirtualną dla pacjentów po udarze

Full Text

1,350 Views

06:00 min

May 16, 2025

DOI: 10.3791/67342-v

Zhengwei Chen¹, Qing Li¹, Yi Zheng¹, Houqiang Zhang¹, Lixia Chen¹

¹Department of Rehabilitation Medicine,Peking Union Medical College Hospital

Please note that some of the translations on this page are AI generated. Click here for the English version.

Overview

This study investigates the combination of exoskeleton-assisted treadmill training and game-based virtual reality to enhance dual-task capability in stroke survivors. The approach aims to improve both physical recovery and cognitive engagement during rehabilitation.

Key Study Components

Area of Science

Neuroscience
Rehabilitation
Stroke Recovery

Background

Stroke survivors often face challenges in balance and task performance during rehabilitation.
Maintaining patient engagement is crucial for effective recovery.
Combining physical and cognitive training may enhance rehabilitation outcomes.
Existing methods may not fully address the needs of stroke patients in early recovery.

Purpose of Study

To explore the efficacy of a combined rehabilitation approach.
To assess improvements in walking capability and balance.
To provide preliminary evidence for future randomized control trials.

Methods Used

Exoskeleton-assisted treadmill training was utilized.
Game-based virtual reality was integrated into the training sessions.
Patient performance was measured using the Berg Balance Scale and Timed Up and Go test.
Data was collected over a four-week treatment period.

Main Results

Berg Balance Scale scores increased significantly.
Timed Up and Go test times showed improvement, though not statistically significant.
Functional Independence Measure scores reflected a positive trend.
The combined approach may enhance both physical and cognitive rehabilitation.

Conclusions

Combining exoskeleton training with VR may improve rehabilitation outcomes.
Further research is needed to validate these findings.
This approach supports the integration of multimodal technologies in stroke rehabilitation.

Frequently Asked Questions

What is the main focus of this study?

The study focuses on the efficacy of combining exoskeleton-assisted treadmill training with game-based virtual reality for stroke rehabilitation.

How does the combined approach benefit stroke survivors?

It enhances both physical recovery and cognitive engagement, potentially improving balance and task performance.

What measurements were used to assess patient progress?

The Berg Balance Scale and Timed Up and Go test were used to evaluate improvements in balance and mobility.

What were the main findings of the study?

The study found significant improvements in balance scores and positive trends in functional independence.

Is further research planned based on these findings?

Yes, the study provides preliminary evidence to guide future randomized control trials.

What challenges do stroke patients face during rehabilitation?

Patients often struggle with maintaining engagement and managing fatigue and attention deficits during intensive sessions.

Skuteczność połączenia treningu na bieżni wspomaganego przez egzoszkielet z wirtualną rzeczywistością opartą na grze na temat możliwości wykonywania dwóch zadań u osób, które przeżyły udar, nie została jeszcze zbadana. Dlatego ten program rehabilitacyjny ma na celu zbadanie potencjalnych funkcji i zalet tej kombinacji w zwiększaniu zdolności chodzenia podczas rekonwalescencji po udarze.

Zbadaliśmy, czy połączenie treningu na bieżni wspomaganego egzoszkieletem z VR opartym na grach może poprawić wydajność zadań i równowagę u osób, które przeżyły udar podczas wczesnej rehabilitacji. Utrzymanie zaangażowania pacjenta podczas intensywnych sesji pozostaje wyzwaniem, zwłaszcza we wczesnej fazie rekonwalescencji po udarze, kiedy zmęczenie i deficyty uwagi są powszechne. Nasze badanie sugeruje, że to połączone podejście może pomóc pacjentom po udarze lepiej radzić sobie z równowagą podczas chodzenia. Takie podejście zwiększa zarówno regenerację fizyczną, jak i zaangażowanie poznawcze, zapewniając bogatsze i skuteczniejsze doświadczenie rehabilitacji. Nasze odkrycia wspierają integrację technologii multimodalnych w rehabilitacji po udarze mózgu i dostarczają wstępnych dowodów, które pokierują przyszłymi randomizowanymi badaniami kontrolnymi.

[Narrator] Aby rozpocząć, obróć oba uchwyty ramienia robota w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara, aby je poluzować. Wyciągnij egzoszkielet na zewnątrz, aby oczyścić pas startowy bieżni i stworzyć miejsce dla pacjenta. Poprowadź pacjenta na pas startowy bieżni od tylnej rampy do przodu. W przypadku pacjentów, którzy nie są w stanie chodzić, należy pomóc im wejść z wózkiem inwalidzkim i ustawić ich z przodu. Opuść wiązkę przewodów układu zawieszenia za pomocą pilota zdalnego sterowania. Wyreguluj uprząż tak, aby znajdowała się równo z tyłem głowy pacjenta lub nieco poniżej niego, aby zapewnić prawidłowe ustawienie. Następnie odpiąć uprząż, aby rozpocząć opatrywanie pacjenta. Jeśli pacjent stoi, przyłóż odpiętą uprząż do tułowia od tyłu. I zapnij paski wokół tułowia i ud. Upewnij się, że wszystkie paski są wygodnie napięte. Jeśli pacjent porusza się na wózku inwalidzkim, unieś lekko tułów z oparcia. Nawlecz odpiętą uprząż wokół tułowia i wygodnie zabezpiecz paski. Owiń paski na nogi wokół ud i zapnij je. Teraz podnieś system podtrzymywany ciężarem, aby ustawić pacjenta w pozycji stojącej. Użyj pilota, aby dostosować redukcję masy w razie potrzeby i obserwuj dane na ekranie urządzenia. Lekko podnieś pacjenta, upewniając się, że jego stopy nie zwisają. Jeśli pacjent porusza się na wózku inwalidzkim, stopniowo podnoś go do pozycji stojącej za pomocą systemu zawieszenia. Po ustawieniu się w pozycji pionowej zdejmij wózek inwalidzki z pasa startowego. W razie potrzeby dostosuj redukcję masy za pomocą pilota. Zresetuj egzoszkielet, popychając go do środka z otwartej pozycji. Następnie obróć oba uchwyty zgodnie z ruchem wskazówek zegara, aby włączyć urządzenie unieruchamiające. Naciśnij złożony i zawieszony egzoszkielet, aby przesunąć go z konfiguracji siedzącej do stojącej. Następnie poinstruuj pacjenta, aby oparł się o podparcie tułowia egzoszkieletu i bezpiecznie przymocował pasy kotwiczące klatkę piersiową wokół klatki piersiowej pacjenta. Dostosuj wysokość egzoszkieletu, aby wyrównać oś ruchową ramion ze stawami biodrowymi i kolanowymi pacjenta. Następnie zabezpiecz paski na uda i łydki, zapewniając dokładne i bezpieczne dopasowanie. W celu działania egzoszkieletu uruchom oprogramowanie sterujące na komputerze. Wprowadź do systemu podstawowe informacje o pacjencie. Dostosuj parametry leczenia w oprogramowaniu. Ustaw prędkość chodu na 1,5 kilometra na godzinę, czas trwania na 20 minut i zastosuj domyślne ustawienia ruchomości stawów zarówno dla bioder, jak i kolan. Następnie kliknij Start, aby rozpocząć terapię. Następnie uruchom na komputerze oprogramowanie do treningu i oceny chodu ZEPU. Wybierz opcję gry, aby aktywować tryb treningowy VR. Prowadź pacjenta podczas ruchu wspomaganego egzoszkieletem. Kiedy jedna noga jest w fazie wymachu, poinstruuj pacjenta, aby aktywnie ją kontrolował. Kiedy noga jest gotowa do napędu, poinstruuj pacjenta, aby mocno ją popchnął i wykonał zgięcie biodra. Wynik w skali równowagi Berga wykazał statystycznie istotny wzrost z 43,88 do 48,38 po czterech tygodniach leczenia. Czas testu Timed Up and Go skrócił się z 21,88 sekundy do 17,63 sekundy, co wskazuje na poprawę bez istotności statystycznej. Wynik Miary Niezależności Funkcjonalnej wzrósł z 92,75 do 98,75, odzwierciedlając klinicznie pozytywny trend, choć nie istotny statystycznie.

View the full transcript and gain access to thousands of scientific videos

Explore More Videos

Medycyna wydanie 219 egzoszkielet wspomaganie wagi rzeczywistość wizualna rehabilitacja dwuzadaniowe udar mózgu