Robotske rokavice za rehabilitacijo roke po možganski kapi: kaj kažejo klinične raziskave?
Pregled strokovne literature in kliničnih raziskav
Robotske rokavice in robotski sistemi za rehabilitacijo roke predstavljajo eno od področij nevrorehabilitacije, kjer se klasična terapija dopolnjuje z intenzivnim, ponovljivim in merljivim gibanjem. V zbirki literature podjetja SYREBO je zbran izbor raziskav, ki obravnavajo robotsko asistirano rehabilitacijo po možganski kapi ter nekatere sorodne tehnologije.
V nadaljevanju so ugotovitve prevedene in uredniško povezane v slovenski strokovno-poljudni blog. Pomembno: zbirka ni sistematični pregled literature. Študije se razlikujejo po napravi, populaciji, odmerku terapije, merilnih orodjih in kakovosti dokazov. Zato rezultatov različnih naprav ni mogoče samodejno pripisati posamezni robotski rokavici.
Zakaj je rehabilitacija roke po možganski kapi tako zahtevna?
Po možganski kapi so lahko prizadeti moč, gibljivost, koordinacija, zaznavanje in sposobnost izvajanja funkcionalnih prijemov. Roka ima pri vsakodnevnih opravilih posebno vlogo: hranjenje, oblačenje, osebna higiena, prijemanje predmetov in pisanje zahtevajo usklajeno delovanje številnih sklepov in mišic. Prav zato je cilj rehabilitacije pogosto ne le povečanje mišične moči, temveč izboljšanje uporabnosti roke pri konkretnih nalogah.
Kaj lahko doda robotska terapija?
Robotski sistemi lahko terapevtu pomagajo izvajati veliko število ponovitev, zagotavljajo pasivno, aktivno ali aktivno-asistirano gibanje ter omogočajo bolj standardiziran odmerek vadbe. Pri nekaterih sistemih lahko naprava pomaga pri iztegu ali upogibu prstov, pri drugih pa spremlja gibanje in zagotavlja prilagojeno silo. Namen ni nujno nadomestiti terapevta, temveč omogočiti več ponovitev in bolj nadzorovano vadbo.
Kaj kažejo raziskave ?
1. Syrebo in zrcalna terapija v subakutni fazi po možganski kapi
V raziskavi, izvedeni v Shanghai Third Rehabilitation Hospital, so bili bolniki v subakutni fazi po možganski kapi razdeljeni v opazovalno in kontrolno skupino. Obe skupini sta prejemali konvencionalno rehabilitacijo, opazovalna skupina pa je dodatno uporabljala Syrebo Hand Rehabilitation System štiri tedne.
Po zdravljenju se je v opazovalni skupini pomembno izboljšal rezultat FMA-UE (P=0,024) in rezultat za roko FMA-UE hand (P=0,046). Pri primerjavi napredka med skupinama sta bili razliki pri FMA-UE (P=0,038) in FMA-UE hand (P=0,048). Avtorji so zaključili, da je mogoče robotsko zrcalno terapijo uporabiti kot podporno tehnologijo pri rehabilitaciji roke.
Pri interpretaciji je treba upoštevati, da gre za eno raziskavo z omejenim vzorcem in da je treba rezultate potrditi z večjimi, neodvisnimi raziskavami.
Slika 1. Syrebo – raziskava z zrcalno terapijo: opis protokola in rezultatov. Vir: priložena zbirka Clinical Research Collection, str. 5.
2. Robotsko asistirano usmerjeno izvajanje prijemov
V raziskavi 35 bolnikov po možganski kapi so robotsko asistirano vadbo prijemanja primerjali s vadbo, pri kateri je pri prijemih pomagal terapevt. Po zdravljenju so se v eksperimentalni skupini izboljšali rezultati posameznih komponent Fugl-Meyerjeve ocene roke, vključno z upogibanjem in iztegovanjem sklepov ter nekaterimi funkcionalnimi prijemi. Avtorji so zaključili, da je robotsko asistirano usmerjeno treniranje učinkovito za funkcijo prijemanja.
3. Robotska rehabilitacija in moč prijema
Več raziskav v zbirki obravnava moč prijema in ščipanja. Hwang, Seong in Son so v prospektivni randomizirani klinični raziskavi pri bolnikih v subakutni do kronični fazi pokazali, da je bila moč prijema in ščipanja pri skupini z daljšim obdobjem aktivne robotske terapije pomembneje izboljšana kot pri skupini, ki je aktivno robotsko terapijo prejela šele v drugi polovici protokola.
Pinter in sodelavci so v manjši raziskavi sedmih bolnikov po možganski kapi poročali o povečanju moči prizadete roke z 7,26 na 11,87 (P<0,05) po standardizirani robotski vadbi prstov. Gre za eksplorativno raziskavo z zelo majhnim vzorcem, zato je rezultat predvsem spodbuda za nadaljnje raziskave.
4. Povečanje aktivnega obsega gibanja
Raziskava razvoja sistema HEXORR je pokazala, da je aktivna pomoč omogočila povečanje aktivnega obsega gibanja za približno 43 ± 5 % pri prstih in 24 ± 6 % pri palcu. Pomemben element te raziskave je bil, da je naprava uporabniku še vedno omogočala aktivno sodelovanje. To podpira koncept »assistance-as-needed«, kjer robot ne opravi celotnega giba namesto uporabnika, ampak pomaga toliko, kolikor je potrebno.
Slika 2. HEXORR – aktivna pomoč in povečanje obsega gibanja. Vir: priložena zbirka, str. 17.
5. Vpliv na funkcionalna vsakodnevna opravila
Posebej zanimivi so rezultati raziskave HERO Grip Glove pri 11 osebah s hudo okvaro roke po možganski kapi. Uporaba robotske rokavice je bila povezana z izboljšanjem iztega prstov, obsega gibanja, moči prijema in ščipanja ter izvedbe nalog, kot so prijem steklenice, uporaba vilice in manipulacija predmetov.
Objavljena raziskava poroča o statistično pomembnih izboljšavah pri nekaterih nalogah in meritvah; pri tem pa gre za majhen vzorec 11 udeležencev. Raziskava je pomembna predvsem zato, ker ocenjuje ne le laboratorijskih meritev, temveč tudi sposobnost uporabe prizadete roke pri vsakodnevnih opravilih.
Slika 3. HERO Grip Glove – funkcionalne naloge z in brez robotske pomoči. Vir: priložena zbirka, str. 20; raziskava Yurkewich et al.
6. Gibljivost prstov in fina motorika
Prospektivna multicentrična raziskava Turolle in sodelavcev je pri 15 osebah s kronično možgansko kapjo spremljala učinke robotske rehabilitacije. Rezultat testa devetih zatičev (Nine-Hole Peg Test) se je po zdravljenju izboljšal, raziskovalci pa so poročali o pomembnem izboljšanju gibljivosti prstov.
Tudi pilotna raziskava Steina in sodelavcev je pokazala izvedljivost robotske vadbe pri kronični hemiplegiji. Pri nekaterih udeležencih se je število uspešno nameščenih zatičev povečalo, pri tistih, ki so že na začetku lahko namestili vseh devet, pa se je skrajšal čas izvedbe.
7. Bolečina in edem zapestja
Raziskava Borbonija in sodelavcev je preučevala, ali lahko pasivno robotsko gibanje poleg standardne rehabilitacije vpliva na bolečino in edem. V raziskavi so bili vključeni bolniki z akutno možgansko kapjo, robotska mobilizacija pa je bila izvajana dvakrat dnevno dva tedna. Analiza je pokazala pomembno zmanjšanje edema zapestja in bolečine pri skupini z delno paralizo v primerjavi s skupino s popolno paralizo. Avtorji pa so opozorili, da zmanjšanje bolečine ni doseglo praga najmanjše klinično pomembne razlike.
Slika 4. Robot-assisted rehabilitation – edem in bolečina zapestja. Vir: priložena zbirka, str. 22.
8. Robotska rehabilitacija kot dopolnitev klasični terapiji
Randomizirana raziskava Ranzanija in sodelavcev je primerjala robotsko nevrokognitivno terapijo roke s konvencionalno terapijo enakega odmerka. Po štirih tednih je bila sprememba FMA-UE v robotski skupini primerljiva s kontrolno skupino; raziskava je zato pokazala, da je bil robotski pristop glede motoričnega okrevanja ne-inferioren glede na uporabljeno konvencionalno terapijo.
To je pomembno za razumevanje vloge robotike: cilj ni nujno dokazati, da je robot vedno boljši od terapevta. V klinični praksi je lahko njegova vrednost v tem, da terapevtu pomaga zagotoviti več ponovitev, standardiziran odmerek in aktivno sodelovanje bolnika.
Slika 5. Neurokognitivna robotska rehabilitacija – sprememba FMA-UE. Vir: priložena zbirka, str. 24.
Kaj lahko iz teh raziskav sklepamo – in česa ne?
· Robotska rehabilitacija roke ima podporo v več kliničnih in pilotnih raziskavah, ki poročajo o izboljšanju različnih vidikov funkcije roke.
· Najpogosteje spremljani izidi vključujejo Fugl-Meyer Assessment, Box and Block Test, Action Research Arm Test, Nine-Hole Peg Test, moč prijema in ščipanja ter ocene vsakodnevnih aktivnosti.
· Učinki niso enotni za vse naprave in vse bolnike. Raziskave uporabljajo različne robote, protokole in populacije.
· Majhni vzorci in kratko trajanje nekaterih raziskav omejujejo moč zaključkov.
· Ena od raziskav v zbirki je neobjavljena interna raziskava Shanghai Tenth People's Hospital; takšnega vira ni mogoče obravnavati enako kot recenziran članek.
· Raziskava Osuagwu et al. iz leta 2020 obravnava kronično poškodbo vratne hrbtenjače in ne možganske kapi, zato jo je treba razumeti kot soroden dokaz o uporabi mehke robotske rokavice, ne kot neposreden dokaz učinkovitosti po možganski kapi.
Zakaj je pomembna aktivna udeležba bolnika?
Skupna nit številnih pristopov je aktivno sodelovanje uporabnika. Robot lahko zagotovi podporo pri gibu, vendar je za motorično učenje pomembno, da pacient poskuša izvesti gib, prejema senzorične informacije in gib ponavlja. Raziskave različnih robotskih sistemov zato vse pogosteje poudarjajo aktivno-asistirano terapijo namesto popolnoma pasivnega premikanja.
Kaj to pomeni za sodobno nevrorehabilitacijo?
Dokazi iz zbirke podpirajo uporabo robotskih tehnologij kot dopolnilnega orodja v rehabilitaciji roke. Največja praktična vrednost je lahko v možnosti izvajanja velikega števila ponovitev, prilagajanja pomoči sposobnostim posameznika in vključevanja funkcionalnih nalog. Pri izbiri naprave pa so pomembni faza po možganski kapi, stopnja motorične prizadetosti, spastičnost, aktivna gibljivost, sposobnost sodelovanja ter cilji terapije.
Viri in literatura
1. Wang C, Jia J, et al. Chinese Journal of Stroke. 2021;16(3):224–229. Raziskava Syrebo zrcalne terapije v subakutni fazi po možganski kapi.
2. Chen W, Xia Y, Xi Y, et al. The effect of hand movement observation training on the language function of stroke patients with aphasia. Chinese Journal of Rehabilitation Medicine. 2014;29(2):141–144.
3. Shanghai Tenth People's Hospital. Syrebo hand function rehabilitation robot – raziskava navedena kot 'not yet published' v priloženi zbirki.
4. Fu Z, Jiang R, Pan C, et al. Effects of Robot-assisted Task-oriented Training on Hand Function after Stroke. Chinese Journal of Rehabilitation Theory and Practice. 2017;23(3):338–344.https://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0316633
5. Osuagwu BAC, Timms S, Peachment R, et al. Home-based rehabilitation using a soft robotic hand glove device leads to improvement in hand function in people with chronic spinal cord injury: a pilot study. J NeuroEngineering Rehabil. 2020;17:40. DOI: 10.1186/s12984-020-00660-y.https://doi.org/10.1186/s12984-020-00660-y
6. Hwang CH, Seong JW, Son DS. Individual finger synchronized robot-assisted hand rehabilitation in subacute to chronic stroke: a prospective randomized clinical trial of efficacy. Clin Rehabil. 2012;26(8):696–704. DOI: 10.1177/0269215511431473.https://doi.org/10.1177/0269215511431473
7. Pinter D, Pegritz S, Pargfrieder C, et al. Exploratory study on the effects of a robotic hand rehabilitation device on changes in grip strength and brain activity after stroke. Top Stroke Rehabil. 2013;20(4):308–316. DOI: 10.1310/tsr2004-308.https://doi.org/10.1310/tsr2004-308
8. Schabowsky CN, Godfrey SB, Holley RJ, Lum PS. Development and pilot testing of HEXORR: Hand EXOskeleton Rehabilitation Robot. J NeuroEngineering Rehabil. 2010;7:36. DOI: 10.1186/1743-0003-7-36.https://doi.org/10.1186/1743-0003-7-36
9. Turolla A, Daud Albasini OA, Oboe R, et al. Haptic-Based Neurorehabilitation in Poststroke Patients: A Feasibility Prospective Multicentre Trial for Robotics Hand Rehabilitation. Comput Math Methods Med. 2013:895492. DOI: 10.1155/2013/895492.https://doi.org/10.1155/2013/895492
10. Stein J, Bishop L, Gillen G, et al. Robot-assisted exercise for hand weakness after stroke: a pilot study. Am J Phys Med Rehabil. 2011;90(11):887–894. DOI: 10.1097/PHM.0b013e3182328623.https://doi.org/10.1097/PHM.0b013e3182328623
11. Yurkewich A, Kozak IJ, Hebert D, et al. Hand Extension Robot Orthosis (HERO) Grip Glove: enabling independence amongst persons with severe hand impairments after stroke. J NeuroEngineering Rehabil. 2020;17:33. DOI: 10.1186/s12984-020-00659-5.https://doi.org/10.1186/s12984-020-00659-5
12. Borboni A, Villafañe JH, Mullè C, et al. Robot-Assisted Rehabilitation of Hand Paralysis After Stroke Reduces Wrist Edema and Pain: A Prospective Clinical Trial. J Manipulative Physiol Ther. 2017;40(1):21–30. DOI: 10.1016/j.jmpt.2016.10.003.https://doi.org/10.1016/j.jmpt.2016.10.003
13. Ranzani R, Lambercy O, Metzger JC, et al. Neurocognitive robot-assisted rehabilitation of hand function: a randomized control trial on motor recovery in subacute stroke. J NeuroEngineering Rehabil. 2020;17:115. DOI: 10.1186/s12984-020-00746-7.https://doi.org/10.1186/s12984-020-00746-7
14. Villafañe JH, Taveggia G, Galeri S, et al. Efficacy of Short-Term Robot-Assisted Rehabilitation in Patients With Hand Paralysis After Stroke: A Randomized Clinical Trial. Hand (N Y). 2018;13(1):95–102. DOI: 10.1177/1558944717692096.https://doi.org/10.1177/1558944717692096
15. Zhu X, He H, Ding M. Application of self-made anti-convulsive gloves in rehabilitation nursing of stroke patients with hemiplegia. Chinese Journal of Modern Nursing. 2013;19(25):3144–3146.
16. Zeng L, Zhang Y, Chen J. Application of self-made inflatable anti-convulsive gloves in hand function rehabilitation of stroke patients with hemiplegia. Journal of Nursing Science. 2015;30(21):1001–4152 [bibliografski zapis, kot je naveden v priloženi zbirki].
Komentarji