概要

脳卒中患者における上肢の機能回復のための二重上肢タスク指向ロボットシステムの応用

Published: October 11, 2024
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概要

この実験プロトコルは、上肢の機能障害を持つ脳卒中患者のためのデュアル上肢タスク指向ロボットシステムの使用を概説しています。この知見は、このシステムが脳卒中患者の上肢機能や日常生活動作を有意に改善できることを示しています。

Abstract

非常に反復的でタスク指向のトレーニングは、脳卒中患者の四肢機能の回復を促進することが示されています。さらに、両側の腕のトレーニングは、脳卒中生存者が上肢の機能を取り戻し、日常生活を改善するのに役立ちます。デュアル上肢タスク指向型ロボットシステムは、脳卒中患者の健康な側が、ロボットデバイスを使用して患側を運転して両側の腕のトレーニングを行うのを支援するように設計されています。また、患者が二重の上肢協調運動を行うようにガイドし、フォースフィードバックと人間とコンピューターの相互作用技術を使用してタスク指向の仮想ゲームに参加させることもできます。この研究は、脳卒中患者の上肢機能と日常生活動作を強化するシステムの有効性を評価することを目的としています。使用された評価方法には、運動誘発電位 (MEP)、片麻痺性上肢の機能テスト-香港 (FTHUE-HK)、Fugl-Meyer 評価上肢スケール (FMA-UE)、および修正バーセル指数 (MBI) が含まれていました。この研究の結果は、デュアル上肢タスク指向ロボットシステムが、6週間の治療後に脳卒中患者の皮質脊髄経路、上肢機能、および日常生活動作を大幅に改善できることを示しています。このシステムは、脳卒中生存者の上肢機能リハビリテーションの効果的な補助として役立ち、リハビリテーション療法士への依存を減らします。結論として、デュアル上肢タスク指向型ロボットシステムは、脳卒中後の四肢機能リハビリテーションのための新しい戦略を提供し、特定の社会的および経済的利益を提供するため、適用の大きな可能性を秘めています。

Introduction

脳卒中は障害の主な原因の 1 つであり、世界で 2 番目に多い死因です 1,2。脳卒中患者は、運動障害、感覚障害、認知障害など、さまざまな課題に直面することがよくあります3。上肢機能障害は、脳卒中後によく見られる問題であり、筋力低下、痙縮、片麻痺側の上肢の運動能力の低下を特徴としています4。脳卒中患者の70%以上に存在し、正常に回復するのは約5%に過ぎず、20%は上肢の能力をある程度回復すると報告されています5。人間の生活の半分以上は上肢の参加を必要としており6、脳卒中後の上肢機能障害は患者の日常生活動作深刻な影響を及ぼし7、生活の質8を著しく低下させ、経済的負担9を増大させる。したがって、上肢の機能リハビリテーションの効果的な方法を探求することが特に重要です。

脳卒中患者には、ミラー療法、拘束誘発運動療法、機能的電気刺激、その他の能動的または受動的なトレーニングなど、さまざまな臨床上肢リハビリテーション治療が一般的に利用されています3,10。近年、二国間腕のトレーニングがますます注目を集めています6,11,12。同側半球と対側半球の両方の感覚運動野間の神経接続性を強化することが実証されています12。このタイプのトレーニングは、半球間抑制の異常を修正し、脳機能ネットワークの再編成を促進し、最終的には上肢機能の改善につながります12,13。さらに、ロボット支援トレーニングは、患者が正確な手足の動きを一貫して実行し、タスク固有のトレーニングに従事するのを支援することも示されています14。このプロセスは、脳に実質的なフィードバック刺激を提供し、最終的に神経可塑性を高め、片麻痺患者の上肢機能の回復を助けます14,15。脳卒中患者に対するロボット支援型二重上肢トレーニングを活用した戦略に関する研究は、現在限られています。この研究では、ロボット支援トレーニングと両側上肢トレーニングを組み合わせるために、デュアル上肢タスク指向ロボットシステムを採用しました。このロボット装置は、脳卒中患者が適切な動きパターンで高い反復回数を繰り返す二重上肢タスク指向のトレーニングを実施するのを支援するために利用されました。本研究の目的は、脳卒中生存者の皮質脊髄経路、上肢機能、日常生活動作に対する本手法の効果を評価し、上肢機能リハビリテーションの革新的な戦略を見出すことを目指した。

Protocol

この研究(承認番号。JXEY-2020SW038)は、嘉興市第二病院の医療倫理委員会によって承認され、すべての参加者がインフォームドコンセントを提供しました。これは、無作為化単盲検対照試験を通じてプロトコルの実現可能性と有効性を評価することを目的としていました。2021年1月から12月の間に、嘉興市第二病院に入院した60人の脳卒中患者が登録されました。 <p cla…

Representative Results

この研究では、合計60人の脳卒中患者を対照群(n = 30)と実験群(n = 30)に分けました。年齢、性別、脳卒中の種類、疾患の期間、片麻痺の側面、およびその他の一般的な情報を2つのグループ間で比較したところ、統計学的に有意な差は見られず(P > 0.05)、比較可能性が示されました(表1)。実験群の患者は、デュアル上肢タスク指向ロボットシステムによるト?…

Discussion

バイラテラルトレーニングは、脳卒中患者の皮質間阻害を正常化し、脳機能ネットワークの再編成を促進し、最終的に上肢機能を強化することが示されています21。この研究では、デュアル上肢タスク指向ロボットシステムを利用した脳卒中患者の上肢機能トレーニングのプログラムを紹介します。このプログラムは、脳卒中患者の上肢機能のリハ?…

開示

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

嘉興市第二病院の患者様と医療スタッフの皆様、研究過程でのご支援とご協力に感謝いたします。

Materials

Dual upper limb task-oriented robotic system Auckland Tongji Rehabilitation Medical Equipment Research Center, Tongji Zhejiang College N/A The dual upper limb task-oriented robotic system can aid stroke patients in bilateral upper limb virtual game training by regulating force transmission between the healthy and affected upper limbs.
Magnetic stimulation therapy system Sichuan Junjian Wanfeng Medical Equipment Co.,Ltd. http://www.jjwf-med.com
This system can be used to measure the Motor evoked potential (MEP)
SPSS 25.0 IBM Version 25.0 https://www.ibm.com/support/pages/downloading-ibm-spss-statistics-25

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記事を引用
Sun, Y., Li, Y., Xu, D., Chen, L., Shen, J., Xu, D., Xu, H., Zhang, X., Gu, X., Fu, J. Application of a Dual Upper Limb Task-Oriented Robotic System for the Functional Recovery of the Upper Limb in Stroke Patients. J. Vis. Exp. (212), e67004, doi:10.3791/67004 (2024).

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