JoVE Journal > Medicine
Summary
Abstract
Introduction
Protocol
Results
Discussion
Disclosures
Acknowledgements
Materials
References
עברית

Automatically Generated
Please note that all translations are automatically generated. Click here for the English version.
Medicine

חקירת ההשפעה של סוגים שונים של פעילות גופנית על התאוששות תפקודית בגפיים העליונות בחולים עם נזק להמיספרה הימנית בהתבסס על fNIRS

Published: February 09, 2024
doi:
10.3791/65996
, , , , , , , , ,
1Department of Occupational Therapy,China Rehabilitation Research Center, 2Faculty of Rehabilitation,Capital Medical University, 3College of Sports Health,Tianjin Institute of Physical Education, 4China Rehabilitation Science Institute

Summary

כאן, אנו חוקרים את ההשפעה של ריפוי בעיסוק פונקציונלי בשילוב עם תנועה אקטיבית או פסיבית בסיוע על תפקוד הגפיים העליונות של מטופלים עם נזק בהמיספרה הימנית וחוקרים את ההשפעה של ספקטרוסקופיה תפקודית כמעט אינפרא אדום על עיצוב מחדש של תפקוד המוח.

Abstract

לחקור את ההשפעות של ריפוי בעיסוק פונקציונלי (FOT) בשילוב עם סוגים שונים של פעילות גופנית על התאוששות תפקוד מוטורי בגפיים העליונות ועיצוב מחדש של תפקוד המוח בחולים עם נזק להמיספרה ימנית (RHD) על ידי ניתוח ספקטרוסקופיה תפקודית של אינפרא אדום קרוב (fNIRS). חולים (n = 32) עם RHD בבית החולים בייג’ינג בואי גויסו וחולקו באופן אקראי לקבלת FOT בשילוב עם תנועה פסיבית (N = 16) או FOT בשילוב עם תנועה אקטיבית בסיוע (N = 16). קבוצת התנועה הפסיבית (FOT-PM) קיבלה ריפוי בעיסוק פונקציונלי למשך 20 דקות ופעילות פסיבית למשך 10 דקות בכל מפגש, ואילו קבוצת התנועה האקטיבית המסייעת (FOT-AAM) קיבלה ריפוי בעיסוק פונקציונלי למשך 20 דקות וסיוע לפעילות גופנית אקטיבית למשך 10 דקות. שתי הקבוצות קיבלו טיפול תרופתי קונבנציונלי וטיפולי שיקום אחרים. הטיפול בוצע פעם ביום, 5 פעמים בשבוע במשך 4 שבועות. ההתאוששות של תפקוד מוטורי ופעילויות של חיי היומיום (ADL) הוערכה באמצעות הערכת פוגל-מאייר בגפיים העליונות (FMA-UE) ומדד ברתל שונה (MBI) לפני ואחרי הטיפול, והפעלת המוח של האזור המוטורי הדו-צדדי נותחה עם fNIRS. הממצאים הצביעו על כך ששילוב FOT עם AAM היה יעיל יותר מאשר FOT בשילוב עם PM בשיפור התפקוד המוטורי של הגפיים והאצבעות העליונות של חולי RHD, שיפור יכולתם לבצע פעולות יומיומיות והקלה על עיצוב מחדש של תפקוד המוח באזור המוטורי.

Introduction

נזק מוחי יכול להוביל לתפקוד תחושתי ומוטורי לקוי של הגפיים הנגדיות 1,2,3, להשפיע לרעה על השליטה המוטורית, הניידות והלמידה התפקודית של החולים בדרגות שונות4 ולכן להטיל עומסים כבדים על המשפחה והחברה5. עבור חולים עם נזק להמיספרה הימנית (RHD), מהירות ההתאוששות היא פחות משביעת רצון. עם זאת, ברוב המקרים RHD, הגפיים השמאליות הפגועות, להיות בצד הלא דומיננטי של הגוף, קיבלו תשומת לב מספקת מן המטופל ואת המטפלים. בהתחשב בכך שתפקוד לקוי של הגפיים העליונות והידיים משפיע קשות על היכולת לבצע פעולות יומיומיות ואיכות חיים, יש צורך בשיטה מתאימה יותר לשיפור ההשפעה השיקומית של תפקוד הגפיים העליונות בחולי RHD 6,7,8,9,10.

טיפול גופני הוא שיטה חשובה כדי לעזור לחולים לשחזר את תפקוד הגפיים שלהם. לשיקום מוקדם של חולים עם פגיעה מוחית, משתמשים בדרך כלל בשיטות אימון של תנועה פסיבית (PM) ותנועה אקטיבית בסיוע (AAM). AAM כרוך בפעילות של מפרקים ספציפיים שהושלמו באמצעות שילוב של כוח השרירים שלהם וסיוע חיצוני11. המפתח הוא שהמטופל ישתתף באופן פעיל בשיקום בסיוע. המוכנות של המוח האנושי להפעיל יכולה לעזור לעורר ולשלב את המערכת המוטורית במחזור השליטה המוטורית. מחקרים רבים הראו כי AAM יכול לגרום לשינויים נוירופלסטיים, ובכך להוביל להתאוששות תפקודית מוגברת בחולים 12,13.

ספקטרוסקופיה פונקציונלית של אינפרא אדום קרוב (fNIRS) היא טכניקת הדמיה המבוססת על עקרונות אופטיים. על פי המתאם בין היחלשות האור ברקמה לבין ריכוזים שונים של חומרים סופגי אור, fNIRS יכול לנתח כמותית שינויי ריכוז בהמוגלובין מחומצן ובהמוגלובין לא מחומצן ברקמת המוח, ובכך לנטר את הפעילות התפקודית של קליפת המוח14. מחקרים רבים הראו כי fNIRS הוא אמצעי חשוב לניטור חמצון המוח ומטבוליזם האנרגיה לאחר פגיעה בהמיספרה המוחית 15,16,17. לכן, fNIRS עשויה להיות שיטת ניטור מתאימה לחקר שינויים בקליפת המוח הקשורים להתאוששות תפקוד מוטורי בגפיים העליונות לאחר פגיעה בהמיספרה המוחית.

האותות המוטוריים המיוצרים על ידי שיטות קלט חושי שונות ומצבי ההתאמה של קליפת המוח החושית שונים18,19. הגירויים החושיים המיוצרים על ידי תנועות פסיביות ואקטיביות קשורים קשר הדוק ליציבות התפיסה וליכולת לבנות ייצוגים מדויקים של סביבתו, המנחים את התנהגותושל האדם 20 . מחקר זה נועד לחקור את ההשפעות של אופני פעילות גופנית שונים על שיקום מוקדם של הגפיים העליונות והפעלת המוח בחולים עם פגיעות בחצי המוח על ידי ניתוח נתוני fNIRS ולספק אסטרטגיות מדעיות לשיקום מקיף של חולים בעתיד.

מטרת מחקר זה הייתה לחקור את ההשפעות של FOT בשילוב עם סוגים שונים של פעילות גופנית על תפקוד הגפיים העליונות ועיצוב מחדש של המוח בחולי RHD. שיערנו כי FOT-AAM יעיל יותר מ-FOT-PM בשיפור תפקוד הגפיים העליונות והפעלת המוח בחולי RHD.

Protocol

מחקר זה היה ניסוי אקראי מבוקר חד-סמיות ואושר על ידי ועדת האתיקה של מרכז המחקר לשיקום סין (CRRC-IEC-RF-SC-005-01) ונרשם ברישום הניסויים הקליניים הסיני (MR-11-23-023832). 1. משתתפים בהתבסס על ספרותקיימת 21, השתמש בציוני הערכת פוגל-מאייר המדווחים בגפיים העליונות (FMA-UE) של קבוצת הניסוי וקבוצת הביקורת לאחר 4 שבועות של טיפול כסטנדרט לחישוב גודל המדגם. עבור גודל אפקט משוער של 0.28, רמת בדיקה (α) של 0.05, התפלגות דו-צדדית עבור ערך Z וחזקה של 0.8, גודל המדגם המחושב הוא 28. בהנחה של נשירה של 10%, גודל המדגם הסופי הדרוש הוא 32. גייסו מטופלים מהמחלקה לריפוי בעיסוק במרכז לחקר השיקום בסין. בחר חולים על פי קריטריוני ההכללה הבאים: אבחון של פגיעה המיספרית ימנית ראשונה (RHD); זמן התחלה בתוך 3 חודשים; גיל בין 18 ל -75 שנים; ציון בחינת מצב מיני-מנטלי (MMSE)22> 20; Brunnstrom שלב I או II23 עבור הגפה העליונה ואת היד; וימניות. לא לכלול חולים עם דיכאון ברור, חרדה או מחלות פיזיות קשות בו זמנית ואלה שלא שיתפו פעולה עם ההכשרה לא נכללו. כלול רק משתתפים שחתמו על טופס הסכמה מדעת לפני המחקר. תרשים זרימת הגיוס מוצג באיור 1. 2. אקראיות והקצאה הקצאה אקראית של החולים העומדים בקריטריוני הניסוי לקבוצת הניסוי (EG) ולקבוצת הביקורת (CG). הקצה מטפל שאינו מעורב בהערכת הנושא או בבחירתו לבצע את הליך האקראיות עם מחולל נתונים אקראי במחשב (https://www.randomizer.org/). 3. התערבות תן לשתי הקבוצות טיפול תרופתי קונבנציונלי ושיקום קונבנציונלי. תן לכל המטופלים 20 דקות של ריפוי בעיסוק פונקציונלי (FOT) ו -10 דקות של סוגים שונים של תרגילי גפיים עליונות (EG ביצע תנועה בסיוע פעיל וה- CG ביצע תנועה פסיבית) מדי יום במשך סך של 30 דקות ביום, 5 ימים בשבוע במשך 4 שבועות. כדי להבטיח את עקביות ההתערבות, בחר מטפל אחד שיבצע את כל ההתערבויות ויציע הכשרה טרום מחקרית לאותו מטפל. ריפוי בעיסוק פונקציונלי (FOT):הערה: המטופל משתמש במפרקים metacarpophalangeal ו interphalangeal של האצבע הפגועה כדי לבצע תנועות אחיזת אצבע מונע על ידי הכפפה בצד בריא.בקש מהמטפל להזיז באופן פסיבי את הכתף, המרפק, פרק כף היד, האגודל והאצבעות של הגפה הפגועה למשך כדקה. לאחר התנועות הפסיביות, הנחו את המטופל להשתמש באיבר וביד שלא נפגעו כדי להפעיל את האיבר והיד הפגועים לביצוע פעולות כגון דחיפת גליל קצף, הרמת יתד עץ, הרמת מקלות עץ קטנים והחזקת כדור. בחרו שתיים עד שלוש פעילויות לכל אימון בהתאם למצבו של המטופל. סיוע לתנועה פעילה (AAM)בחר מכשיר אימון שיקומי עבור היד כי יהיה מאומן. המכשיר נועד לסייע למטופל לבצע תנועות פסיביות או אקטיביות. בחר מצב מראה חכמה והגדר את השעה ל- 10 דקות. שאלו את המטופל על רגשותיו ובחרו מבין רמות 1-10 בהתאם לניסיונו ולסובלנותו של המטופל. לאחר מכן לחץ על לחצן התחל . כאשר היד הלא מושפעת מבצעת אחיזה רצונית, הורו למטופל להתבונן בתנועה ולנסות לתפוס עם היד הפגועה בעזרת הכפפה (איור 2A). כאשר היד הלא מושפעת נפתחת מרצון, הנחו את המטופל להתבונן בתנועה ולנסות לפתוח את אצבעות היד הפגועה בעזרת הכפפה (איור 2B)הערה: כאשר היד שאינה מושפעת אוחזת, החיישנים על הכפפה שאינה מושפעת אינם יכולים לזהות את אות האור החסום, והכפפה בצד שאינו מושפע תופעל לאחיזה. כאשר היד הלא מושפעת נפתחת, החיישנים על הכפפה הלא מושפעת מזהים אות אור ומפעילים את הכפפה על היד הלא מושפעת להיפתח. חזור על התהליך הנ”ל באופן מחזורי במשך 10 דקות, ולאחר מכן הציוד יסיים את תהליך האימון באופן אוטומטי. תנועה פסיבית (PM)בקש מהמטופל להשתמש באותו מכשיר כדי לבצע אחיזה פסיבית ופתיחת ידיים. הניחו את הכפפה המתאימה על היד הפגועה. בחר מצב פסיבי, הגדר את הזמן ל -10 דקות, התאם את העוצמה מרמות 1-10 בהתאם לתחושות המטופל ולאחר מכן לחץ על לחצן התחל. הנחו את המטופל להישאר רגוע ולסגור ולפתוח את היד הפגועה בעזרת הכפפה (איור 2C). בקש מהמטופל להמשיך במשך 10 דקות, ולאחר מכן המכשיר יסיים את האימון באופן אוטומטי. 4. הערכה יש לבצע את ההערכות הקליניות על ידי מטפל אחר מבלי להיות עיוור למשימות קבוצתיות. בקש ממטפל זה להעריך כל מטופל פעמיים: פעם אחת לפני ההתערבות ופעם אחת מיד לאחר 4 שבועות ההתערבות.אסוף מידע בסיסי על מטופלים, כולל גיל, מין וסוג הפציעה. להעריך את התפקוד המוטורי בגפיים העליונות לפני ואחרי התערבות באמצעות הערכת פוגל-מאייר לגפיים העליונות (FMA-UE)24. בנוסף, השתמש ברכיב פרק כף היד של FMA (FMA-WH) כדי להעריך את תפקוד היד של מטופלים. הערך את היכולת לבצע פעילויות יומיומיות באמצעות מדד Barthel שונה (MBI)25. עקוב אחר ההפעלה של אזורים מוטוריים ראשוניים במהלך משימות מוטוריות פסיביות באמצעות fNIRS. איסוף נתונים פונקציונלי של ספקטרוסקופיה תת-אדומה קרובההשג מערכת דימות תפקודי של המוח מסוג אינפרא-אדום קרוב שבאמצעותה ניתן לאסוף את נתוני fNIRS. מערכת כזו משתמשת בשלושה אורכי גל של אור תת-אדום קרוב (780, 805 ו-830 ננומטר) כדי לעקוב אחר שינויים בריכוז האוקסיהמוגלובין (Δ[Oxy-Hb]) והדאוקסיהמוגלבין (Δ[Deoxy-Hb]) ובריכוז ההמוגלובין הכולל (Δ[Hb]); קצב הדגימה שלו הוא 13 הרץ. על פי מערכת 10-20 הבינלאומית, מקם 4 פולטי מקור אור ו -4 גלאים על קליפת המוח המוטורית הראשונית הדו-צדדית (M1), עם סך של 20 ערוצים. ראו איור 3 למיקומים הספציפיים. הליך משימהלבצע את הערכת fNIRS ב-5 ניסויים רצופים בפרדיגמה מודולרית (מנוחה [15 שניות]-מטלה [30 שניות]-מנוחה [15 שניות]), כמתואר בשלבים 4.1.6.2-4.1.6.9 (ראה איור 4). פתח את ממשק המחשב fNIRS והזן את המידע הבסיסי של המטופל. לאחר מכן, בחר את סידור optode 2X4(R), 2X4(L). בחר את פרדיגמת המשימות 15-30-15 , והגדר את זמן ההערכה ל – 5. הניחו את מכשיר מערכת האינפרא אדום הקרוב על המטופל בהתאם לפריסת האופטודות. התאימו את מיקומם של הפולטים והגלאים, והסירו בזהירות את השיער כך שהאופטודות יהיו במגע הדוק עם הקרקפת. לאחר השלמת ההתאמה, לחץ על בסדר לחצן. עבור אל ממשק התאמת האותות האוטומטי של המערכת, לחץ על המתנה וכוונן את כל הערוצים כך שיוצגו בירוק (אות טוב). הניחו את הכפפה על היד הפגועה של המטופל. בחר במצב תרגיל פסיבי . מכיוון שתדירות האימונים תשתנה עם הכוח, בחר את הכוח הממוצע, כלומר 5 הילוכים, עבור כל נושא במהלך המבחן. לחץ על לחצן התחל בממשק המחשב fNIRS. בצע את המשימה בשלושה שלבים. מדוד שלב מנוחה ראשוני של 15 שניות, ספירה לאחור מ 15 שניות עד 0 שניות. במהלך תהליך זה, הנחו את המטופל לשבת בשקט בכיסא, לשמור על שקט ולנסות לא לחשוב על דברים אחרים, כך שהמוח יהיה במצב רגוע. כאשר הזמן סופר לאחור עד 0 שניות, לחץ על לחצן התחל של התקן היד. ידו הפגועה של המטופל תתחיל בתנועות אחיזה ופתיחה פסיביות בעזרת הכפפה. בשלב זה, המחשב יתחיל לספור לאחור מ -30 שניות, המהווה את משך התנועה הפסיבית. כאשר הספירה לאחור מגיעה ל-0 שניות, לחץ על לחצן עצור במכשיר היד כדי לסיים את התרגיל. תדירות האחיזה והפתיחה נקבעת על ידי המכשיר; 3 מחזורי אחיזה ופתיחה יושלמו 3 פעמים במהלך משימת 30 שניות. התחל עוד 15 שניות מנוחה כמתואר קודם. כאשר מרווח זמן זה חלף, מבחן המנוחה-משימה-מנוחה הראשון מסתיים. חזור על מבחן המנוחה-משימה-מנוחה לעיל 5 פעמים, ולאחר מכן סיים את מבחן fNIRS. ניתוח נתונים אינפרא אדום קרוב:לצורך ניתוח זה, השתמש בתוכנת ניתוח הנתונים המותקנת במערכת fNIRS, כמתואר להלן. בטל את הנתונים החריגים הנגרמים על-ידי תוצרי תנועה חמורים בכל הערוצים והנתונים שהושמטו.הערה: כאשר פרוטוקול זה בוצע, 1 חריג ב- EG, חריג אחד ב- CG ו- 2 מקרים של נתונים שנפלו ב- CG בוטלו. השליכו את כל הערוצים עם תוצרי תנועה ברורים. בצע ממוצע שכבת-על של הערוצים השמאלי והימני (10 ערוצים לכל צד) בנפרד. השתמש במסנן פסים (0.01-0.08 הרץ) כדי להסיר רכיבי רעש עם תנודות תקופתיות ברורות באות, כולל רעש מכני ורעש פיזיולוגי. סוגי רעש פיזיולוגי שיש לסלק כוללים קצב לב (כ 1 הרץ), נשימה (כ 0.2-0.3 הרץ), גלי מאייר (כ 0.1 הרץ), ותנודות פיזיולוגיות בתדר נמוך מאוד (<0.01 הרץ). קח את 15 השניות לפני ואחרי תחילת משימת הניסוי כקו הבסיס, וקח בלוק (מנוחה [15 שניות]-משימה [30 שניות]-מנוחה [15 שניות]) כיחידת הבדיקה. מניחים את חמשת הבלוקים ולוקחים את הממוצע. השתמשו בשיטת סביצקי-גולאי להחלקה. הגדר את מספר נקודות ההחלקה ל- 5 ואת מספר זמני ההחלקה ל- 126. לאחר עיבוד מראש, לחשב את הערכים אינטגרליים ו centroid. השתמש במבחן שפירא-וילק (שפירא-וילק, SW) כדי לבחון את נורמליות הערכים הצנטרואידיים, הערכים האינטגרליים וההבדלים ביניהם לפני ואחרי התערבות בשתי הקבוצות; שקול את הנתונים המופצים בדרך כלל אם ערך P המתקבל הוא >0.05. השתמש במבחן t מדגם בלתי תלוי כדי להשוות את הנתונים בין שתי הקבוצות לפני ואחרי ההתערבות. השתמש במבחן t מדגם זוגי כדי להשוות את הערכים הצנטרואידים והערכים האינטגרליים בשתי הקבוצות לפני ואחרי ההתערבות. 5. סטטיסטיקה השתמש ב- SPSS לניתוח סטטיסטי. בדוק את תקינות הנתונים באמצעות מבחן SW. השווה את הנתונים הכלליים של החולים בכל קבוצה באמצעות הבדיקה המדויקת של פישר או מבחן t מדגם בלתי תלוי. הנתונים ההתנהגותיים הושוו בין קבוצות ובתוך קבוצות באמצעות ANOVA חוזר ותוארו כממוצע ± סטיית תקן.

Representative Results

בסיסיתמאוקטובר 2021 עד יוני 2023 גייסנו 35 מטופלים, 32 מהם סיימו בסופו של דבר את המחקר; אף מטופל לא חווה תופעות לוואי במהלך הניסוי. לגבי הסימפטומים הקליניים של שתי קבוצות החולים (טבלה 1), הגילאים הממוצעים של EG ו- CG היו 53.19 ± 10.72 ו- 55.88 ±- 12.32 שנים (P = 0.515), בהתאמה. לא היו הבדלים משמעותיים במין, סוג המחלה, ציוני FMA-UL או ציוני MBI (P > 0.05). לפני ההתערבות, ציוני FMA-WH של כל החולים בשתי הקבוצות היו 0 נקודות. ל-FMA-UL יש משמעות קלינית גבוהה והוא יכול להעריך באופן יעיל ואמין מעורבות של הגפיים העליונות בחולים עם פגיעה מוחית. ל- FMA-UL יש בסך הכל 33 פריטי הערכה של הגפיים העליונות, וכל ציון חד כיווני מוקצה כ- 2 נקודות להשלמה מלאה, נקודה אחת להשלמה חלקית ו- 0 נקודות ללא השלמה. הציון הכולל האפשרי של תנועת הגפיים העליונות הוא 66 נקודות. כתת-קטגוריה של FMA-UL, סולם היד-יד (FMA-WH) כולל 12 פריטים, עם ציון אפשרי כולל של 24 נקודות. התוצאות של ניתוח מדדים חוזרים ונשנים של שונות הראו כי ההשפעה העיקרית של הקבוצה על ציון FMA-UL הייתה מובהקת, F = 5.564, p = 0.030, ɳ2p = 0.214; ההשפעה העיקרית של הזמן הייתה משמעותית, F = 34.716, p < 0.001, ɳ2p = 0.831; השפעת האינטראקציה של הקבוצה והזמן הייתה משמעותית, F = 5.554, p = 0.030, ɳ2p = 0.256. (טבלה 2) ההשפעה העיקרית של הקבוצה על ציון FMA-WH הייתה משמעותית, F = 8.817, p = 0.006, ɳ2p = 0.227; ההשפעה העיקרית של הזמן הייתה משמעותית, F = 13.357, p = 0.001, ɳ2p = 0.308; אפקט האינטראקציה בין הזמן לקבוצה היה משמעותי, F = 8.817, p = 0.006, ɳ2p = 0.227. (טבלה 2). מדד ברתל המתוקן נמצא בשימוש נרחב כדי להעריך את היכולת לבצע פעילויות יומיומיות ומודד את יכולתו של אדם לבצע עשר פעילויות בסיסיות כאלה. הציון הכולל האפשרי במדד ברתל הוא 100 נקודות, וככל שהציון גבוה יותר, כך יכולתו של המטופל לבצע פעולות יומיומיות חזקה יותר. ההשפעה העיקרית של הקבוצה על ציון MBI הייתה משמעותית, F = 8.512, p = 0.007, ɳ2p = 0.221; ההשפעה העיקרית של הזמן הייתה משמעותית, F = 588.559, p < 0.001, ɳ2p = 0.952; אפקט האינטראקציה בין הקבוצה לזמן היה משמעותי, F = 10.425, p = 0.003, ɳ2p = 0.258. (טבלה 2). הערך האינטגרלי הוא האינטגרל של אות החמצן בדם במהלך ביצוע המשימה ומשקף את עוצמת התגובה ההמודינמית במהלך המשימה. הערך הצנטרואידי הוא הזמן (ים) המוצג על ידי הקו האנכי של מרכז אזור שינוי אות החמצן בדם במהלך כל תקופת המשימה והוא אינדיקטור לשינויים במסלול הזמן לאורך המשימה, המייצג את מהירות התגובה ההמודינמית27. לא היה הבדל משמעותי בערכים האינטגרליים או הצנטרואידים בין שתי הקבוצות לפני (איור 5A) ההתערבות (P > 0.05). לאחר ההתערבות, הערך האינטגרלי של ההמיספרה הימנית של הנבדקים ב-CG היה 0.20 ±-0.32, הערך האינטגרלי של ההמיספרה הימנית של הנבדקים ב-EG היה -0.06 ±-0.24, והיה הבדל משמעותי באמצעים הכוללים של שתי הקבוצות (t=-2.489, d=0.92, P = 0.020, P < 0.025 נחשב מובהק סטטיסטית) (טבלה 3). לאחר ההתערבות, הערך האינטגרלי של ההמיספרה השמאלית של הנבדקים ב-CG היה 0.18 ±-0.32, הערך האינטגרלי של ההמיספרה השמאלית של הנבדקים בקבוצת ה-EG היה -0.04±0.26, ולא היה הבדל משמעותי באמצעים הכוללים של שתי הקבוצות (t=-1.975, P=0.059, d=0.75). לא היו הבדלים משמעותיים בערכי הצנטרואידים בין שתי הקבוצות לאחר ההתערבות (P > 0.025) (איור 5B). תרשים 1: תרשים זרימת גיוס. בסך הכל גויסו 35 נבדקים, מתוכם 2 מקצועות לא עמדו בדרישות ונבדק אחד נשר עקב המגיפה, ולבסוף נכללו 32 נבדקים. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה. איור 2: אימון שיקום גפיים עליונות עם מצבי תנועה שונים. (א,ב) EG ביצוע אימון שיקום יד פעיל. (C) CG ביצוע אימון פסיבי לשיקום היד. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה. איור 3: סידור ומיקום של אלומות אור. עיגול אדום מייצג מקור אור, עיגול כחול מייצג גלאי ונתיב הקרן מוצג ביניהם. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה. איור 4: פרדיגמת המשימה. מנוחה (15 שניות)-מטלה (30 שניות)-מנוחה (15 שניות) שימשה כיחידת בדיקה וחזרה על עצמה 5 פעמים בסך הכל. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה. איור 5: תרשימי פיזור המראים את ההתפלגות של הערכים הצנטרואידים והערכים האינטגרליים של ההמיספרה הימנית בשתי קבוצות החולים. (א) לפני ההתערבות. (ב) לאחר ההתערבות. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה. משתנה PM (n = 16) AAM (n = 16) ערך P מין (זכר/נקבה) 9/7 8/8 1 גיל בשנים (ממוצע ± SD) 53.19 ± 10.72 55.88 ± 12.32 0.515 סוג (דימום/איסכמי) 9/7 6/10 0.479 טבלה 1: מאפייני הנושא. FMA: הערכת פוגל-מאייר; MBI: מדד ברתל שונה; PM: תנועה פסיבית; AAM: תנועה פעילה בסיוע; FOT: ריפוי בעיסוק פונקציונלי. מדדי הערכה השפעה עיקרית (קבוצה) השפעה עיקרית (זמן) אפקט אינטראקציה (קבוצה x זמן) F ערכי P η²p F ערכי P η²p F ערכי P η²p FMA-UL 5.564 0.03 0.214 34.716 <0.001 0.831 5.554 0.03 0.256 FMA-WH 8.817 0.006 0.227 13.357 0.001 0.308 8.817 0.006 0.227 MBI 8.512 0.007 0.221 588.559 <0.001 0.952 10.425 0.003 0.258 טבלה 2: תוצאות ניתוח של ANOVA דו-כיווני חוזר שנערך על השפעת GROUP, TIME ואינטראקציה על FMA-UL, FMA-WH ו- MBI. קבוצת תנועה פעילה בסיוע קבוצת תנועה פסיבית ממוצע ± SD ממוצע ± SD ערך t ערך P כהן ד ערך אינטגרלי שמאל -0.04 ± 0.26 0.18 ± 0.32 -1.975 0.059 0.75 ימין -0.06 ± 0.24 0.20 ± 0.32 -2.489 0.02 0.92 ערך סנטואיד שמאל 13.03 ± 10.45 11.54 ± 9.13 0.396 0.695 0.15 ימין 11.04 ± 12.00 12.58 ± 10.98 -0.351 0.728 0.13 טבלה 3: השוואת נתוני fNIRS בין שתי הקבוצות לאחר ההתערבות.

Discussion

במחקר זה, על ידי שימוש בספקטרוסקופיה תת-אדומה קרובה, בחנו את ההשפעה של FOT בשילוב עם אימון תפקודי בגפיים העליונות במצבי אימון שונים על שיקום מוקדם של חולי RHD. FOT מסייע למטופל להזיז באופן פסיבי את הגפיים העליונות הנוקשות כדי להקל על האימון הבא. המפתח הוא שהיד הבריאה מובילה את היד הפגועה לבצע משימות תפקודיות תכליתיות, חשובות ומעשיות, להשתמש בחפצים אמיתיים ולדמות תרחישים אמיתיים ככל האפשר28. זה יכול לעורר את ההתלהבות של המטופל לטיפול ולמקסם את התנועה הפעילה של המטופל. הנקודה המכרעת ביותר של AAM היא שתנועת המטופל מונעת על ידי הגפה והיד הלא מושפעות, בעוד שהגפה והיד הפגועות מבצעות ניסיון אקטיבי ספונטני, שהוא התכונה החשובה ביותר המבדילה אותו מתנועה פסיבית. מכשירי השיקום מעניקים למטופלים משוב חזותי ומישושי בזמן אמת ומשלימים לולאה סגורה בין מערכת העצבים המרכזית לפריפריה בהכשרה שיקומית29.

אין טכניקות מורכבות המעורבות בהכשרה למשימת השיקום, אך ישנן אזהרות רבות שיש לקחת בחשבון בעת הערכת חולים עם fNIRS. כדי להבטיח אות fNIRS טוב ולמנוע מארטיפקטים תנועתיים להפריע לתוצאות הבדיקה, אנו בדרך כלל מניחים מחזיק ראש על השולחן לפני הנבדק. אנו מתאימים את גובה השולחן כך שהסנטר של הנושא מונח על מחזיק הראש מבלי לגרום לאי נוחות. זה עוזר להפחית את תנודת הראש במהלך התנועה. בנוסף, שמן העור על הקרקפת ישפיע על האות האופטי; בהתאם לכך, אנו מנגבים את השמן מראשו של המטופל עם נייר סופג שמן לפני הניסוי כדי להבטיח את איכות האות. בהתבסס על ניסיון קודם, מצאנו גם כי הפחתת ההשפעה של אור טבעי וקול משפרת את איסוף אותות fNIRS; לכן, אנו אוספים את כל הנתונים בסביבה חשוכה ושקטה30.

מחקרים קודמים הראו כי MT יכול לשפר ביעילות את גמישות האצבעות לאחר שבץ מוחי 31, במיוחד עבור שיקום הגפיים העליונות של חולים תת-חריפים32, ולכן מראה הבטחה גדולה בשיקום התפקוד המוטורי ושיפור היכולת לבצע פעולות יומיומיות לאחר נזק להמיספרה המוחית 33,34,35,36. כאשר מטופל מזיז את זרועו הלא מושפעת, אשליה אופטית הנוצרת על ידי מראה נחשבת על ידי המטופל כתנועת היד הפגועה שלו, אשר מגבירה את הפעילות של אזורי קליפת המוח החזותיים והסומטוסנסוריים שלהם, ובכך משפרת את תשומת הלב של המטופל ומפחיתה את האפשרות להזנחה חד צדדית37,38. בדרך זו, המטופל יכול לבחור במודע להשתמש בגפיים הפגועות לעתים קרובות יותר39. על בסיס MT מסורתי, אנו מספקים ישירות גירוי סומטוסנסורי ומשוב חזותי לגפה הפגועה באמצעות מכשיר AAM, אשר מפחית את התחושה הלא נעימה הנגרמת על ידי אסינכרוניזציה של פרופריוספציה של היד הפגועה וראייה40, ובכך מדגים פוטנציאל טיפולי רחב יותר מאשר MT קונבנציונאלי. ציוד האימון שלנו כולל נוהל הפעלה פשוט ופרופיל בטיחות חזק, עם אפשרות להפסיק את האימון באופן מיידי על ידי לחיצה על כפתור הסגירה כדי למנוע מצבי חירום שעלולים להתרחש במהלך המבחן. בנוסף, כמה מחקרים הוכיחו כי MT יכול לקדם את הנורמליזציה של איזון חצי הכדור לאחר שבץ על ידי ויסות ההתרגשות של M1. במחקרי המשך, נשתמש ב-fNIRS כדי להעריך את הקישוריות התפקודית במצב מנוחה של קליפת המוח כדי לאמת את השינויים בהמיספרה המוחית בחולי RHD בהמשך הטיפול41.

למחקר זה מספר מגבלות. ראשית, פרדיגמת המשימה שנבחרה למבחן ספקטרוסקופיה תת-אדומה קרובה היא פסיבית, בעוד שהפעלת המוח עשויה להתרחש יותר בתנועות אקטיביות. לפיכך, פרדיגמת המשימה של ניסיונות אקטיביים עשויה להיות מתאימה יותר מאשר תנועה פסיבית. שנית, עקבנו רק אחר אזור M1, אך MT גם מגביר את הפעילות העצבית באזורים המעורבים בהקצאת קשב ושליטה קוגניטיבית, מה שיכול לקדם את התאוששות התפקוד המוטורי על ידי הגדלת התפקיד הקוגניטיבי בשליטה מוטורית42; לכן, ניטור המודינמיקה prefrontal עשוי להיות נחוץ גם. בנוסף, בשל המספר הרב של תוכניות הטיפול למאושפזים, בוצעו רק 10 דקות של אימון שיקום היד מדי יום. בעתיד, יש להאריך את זמן האימון כדי לחקור טוב יותר את ההשפעה השיקומית. יש צורך במחקרי המשך כדי לבחון את ההשפעה ארוכת הטווח של אימון זה. בעתיד, מחקרים רב-מרכזיים מדגם גדול צפויים לספק את אסטרטגיות השיקום המתאימות ביותר לחולי RHD מוקדמים.

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

מחקר זה נתמך על ידי קרנות המחקר הבסיסיות למכוני מחקר מרכזיים לרווחת הציבור (2019CZ-11) ופרויקט מרכז המחקר לשיקום סין (מספר: 2021zx-Q5).

Materials

Hand Active Passive Rehabilitation Trainer Soft Robot Technology Co., Ltd. H1000 FOT-AAM group training/FOT-PM group training
Near-Infrared Brain Functional Imaging System Shimadzu (China) Co.,Ltd. LIGHTNIRS Assessment
DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Kajtazi, N. I., et al. Ipsilateral weakness caused by ipsilateral stroke: A case series. J Stroke Cerebrovasc Dis. 32 (7), 107090 (2023).
  2. Edwards, L. L., King, E. M., Buetefisch, C. M., Borich, M. R. Putting the "sensory" into sensorimotor control: The role of sensorimotor integration in goal-directed hand movements after stroke. Front Integr Neurosci. 13, 16 (2019).
  3. Peng, Y., et al. Contralateral s1 nerve root transfer for motor function recovery in the lower extremity among patients with central nervous system injury: Study protocol for a randomized controlled trial. Ann Palliat Med. 10 (6), 6900-6908 (2021).
  4. Ingemanson, M. L., et al. Somatosensory system integrity explains differences in treatment response after stroke. Neurology. 92 (10), e1098-e1108 (2019).
  5. Li, X., Huang, F., Guo, T., Feng, M., Li, S. The continuous performance test aids the diagnosis of post-stroke cognitive impairment in patients with right hemisphere damage. Front Neurol. 14, 1173004 (2023).
  6. Hart, E., et al. Neuromotor rehabilitation interventions after pediatric stroke: A focused review. Semin Pediatr Neurol. 44, 100994 (2022).
  7. Yang, S., et al. Exploring the use of brain-computer interfaces in stroke neurorehabilitation. Biomed Res Int. 2021, 9967348 (2021).
  8. Huo, C. C., et al. Prospects for intelligent rehabilitation techniques to treat motor dysfunction. Neural Regen Res. 16 (2), 264-269 (2021).
  9. Carlsson, H., Gard, G., Brogårdh, C. Upper-limb sensory impairments after stroke: Self-reported experiences of daily life and rehabilitation. J Rehabil Med. 50 (1), 45-51 (2018).
  10. Carey, L. M., Matyas, T. A., Baum, C. Effects of somatosensory impairment on participation after stroke. Am J Occup Ther. 72 (3), 7203205100 (2018).
  11. Haghshenas-Jaryani, M., Patterson, R. M., Bugnariu, N., Wijesundara, M. B. J. A pilot study on the design and validation of a hybrid exoskeleton robotic device for hand rehabilitation. J Hand Ther. 33 (2), 198-208 (2020).
  12. Xie, H., et al. Effects of robot-assisted task-oriented upper limb motor training on neuroplasticity in stroke patients with different degrees of motor dysfunction: A neuroimaging motor evaluation index. Front Neurosci. 16, 957972 (2022).
  13. Shin, J., et al. Comparative effects of passive and active mode robot-assisted gait training on brain and muscular activities in sub-acute and chronic stroke. NeuroRehabilitation. 51 (1), 51-63 (2022).
  14. Tsow, F., Kumar, A., Hosseini, S. H., Bowden, A. A low-cost, wearable, do-it-yourself functional near-infrared spectroscopy (diy-fnirs) headband. HardwareX. 10, e00204 (2021).
  15. Wong, A., et al. Near infrared spectroscopy detection of hemispheric cerebral ischemia following middle cerebral artery occlusion in rats. Neurochem Int. 162, 105460 (2023).
  16. Wu, C. W., et al. Hemodynamics and tissue optical properties in bimodal infarctions induced by middle cerebral artery occlusion. Int J Mol Sci. 23 (18), 10318 (2022).
  17. Nogueira, N., et al. Mirror therapy in upper limb motor recovery and activities of daily living, and its neural correlates in stroke individuals: A systematic review and meta-analysis. Brain Res Bull. 177, 217-238 (2021).
  18. French, R. L., Deangelis, G. C. Multisensory neural processing: From cue integration to causal inference. Curr Opin Physiol. 16, 8-13 (2020).
  19. Azim, E., Seki, K. Gain control in the sensorimotor system. Curr Opin Physiol. 8, 177-187 (2019).
  20. Brooks, J. X., Cullen, K. E. Predictive sensing: The role of motor signals in sensory processing. Biol Psychiatry Cogn Neurosci Neuroimaging. 4 (9), 842-850 (2019).
  21. Wen, X., et al. Therapeutic role of additional mirror therapy on the recovery of upper extremity motor function after stroke: A single-blind, randomized controlled trial. Neural Plast. 2022, 8966920 (2022).
  22. Khaw, J., et al. Current update on the clinical utility of MMSE and MoCA for stroke patients in asia: A systematic review. Int J Environ Res Public Health. 18 (17), 8962 (2021).
  23. Pandian, S., Arya, K. N. Stroke-related motor outcome measures: Do they quantify the neurophysiological aspects of upper extremity recovery. J Bodyw Mov Ther. 18 (3), 412-423 (2014).
  24. Gladstone, D. J., Danells, C. J., Black, S. E. The fugl-meyer assessment of motor recovery after stroke: A critical review of its measurement properties. Neurorehabil Neural Repair. 16 (3), 232-240 (2002).
  25. Yang, H., et al. Activities of daily living measurement after ischemic stroke: Rasch analysis of the modified barthel index. Medicine (Baltimore). 100 (9), e24926 (2021).
  26. Bernardes-Oliveira, E., et al. Spectrochemical differentiation in gestational diabetes mellitus based on attenuated total reflection fourier-transform infrared (atr-ftir) spectroscopy and multivariate analysis. Sci Rep. 10 (1), 19259 (2020).
  27. Almhdawi, K. A., Mathiowetz, V. G., White, M., Delmas, R. C. Efficacy of occupational therapy task-oriented approach in upper extremity post-stroke rehabilitation. Occup Ther Int. 23 (4), 444-456 (2016).
  28. Huo, C., et al. Fnirs-based brain functional response to robot-assisted training for upper-limb in stroke patients with hemiplegia. Front Aging Neurosci. 14, 1060734 (2022).
  29. Lin, K. C., Huang, P. C., Chen, Y. T., Wu, C. Y., Huang, W. L. Combining afferent stimulation and mirror therapy for rehabilitating motor function, motor control, ambulation, and daily functions after stroke. Neurorehabil Neural Repair. 28 (2), 153-162 (2014).
  30. Li, H., et al. Upper limb intelligent feedback robot training significantly activates the cerebral cortex and promotes the functional connectivity of the cerebral cortex in patients with stroke: A functional near-infrared spectroscopy study. Front Neurol. 14, 1042254 (2023).
  31. Zhuang, J. Y., Ding, L., Shu, B. B., Chen, D., Jia, J. Associated mirror therapy enhances motor recovery of the upper extremity and daily function after stroke: A randomized control study. Neural Plast. 2021, 7266263 (2021).
  32. Hsieh, Y. W., et al. Treatment effects of upper limb action observation therapy and mirror therapy on rehabilitation outcomes after subacute stroke: A pilot study. Behav Neurol. 2020, 6250524 (2020).
  33. Hsieh, Y. W., Lee, M. T., Chen, C. C., Hsu, F. L., Wu, C. Y. Development and user experience of an innovative multi-mode stroke rehabilitation system for the arm and hand for patients with stroke. Sci Rep. 12 (1), 1868 (2022).
  34. Weatherall, A., Poynter, E., Garner, A., Lee, A. Near-infrared spectroscopy monitoring in a pre-hospital trauma patient cohort: An analysis of successful signal collection. Acta Anaesthesiol Scand. 64 (1), 117-123 (2020).
  35. Roldán, M., Kyriacou, P. A. Near-infrared spectroscopy (nirs) in traumatic brain injury (tbi). Sensors (Basel). 21 (5), 1586 (2021).
  36. Bretas, R., Taoka, M., Hihara, S., Cleeremans, A., Iriki, A. Neural evidence of mirror self-recognition in the secondary somatosensory cortex of macaque: Observations from a single-cell recording experiment and implications for consciousness. Brain Sci. 11 (2), 157 (2021).
  37. Szelenberger, R., Kostka, J., Saluk-Bijak, J., Miller, E. Pharmacological interventions and rehabilitation approach for enhancing brain self-repair and stroke recovery. Curr Neuropharmacol. 18 (1), 51-64 (2020).
  38. Schneider, D. M. Reflections of action in sensory cortex. Curr Opin Neurobiol. 64, 53-59 (2020).
  39. Gandhi, D. B., Sterba, A., Khatter, H., Pandian, J. D. Mirror therapy in stroke rehabilitation: Current perspectives. Ther Clin Risk Manag. 16, 75-85 (2020).
  40. Niu, H., et al. Test-retest reliability of graph metrics in functional brain networks: A resting-state fnirs study. PLoS One. 8 (9), e72425 (2013).
  41. Arun, K. M., Smitha, K. A., Sylaja, P. N., Kesavadas, C. Identifying resting-state functional connectivity changes in the motor cortex using fnirs during recovery from stroke. Brain Topogr. 33 (6), 710-719 (2020).
  42. Deconinck, F. J., et al. Reflections on mirror therapy: A systematic review of the effect of mirror visual feedback on the brain. Neurorehabil Neural Repair. 29 (4), 349-361 (2015).

Tags

Functional Near-infrared Spectroscopy (fNIRS)Right Hemisphere Damage (RHD)Functional Occupational Therapy (FOT)Passive MotionAssisted Active MovementFugl-Meyer Assessment Upper Extremity (FMA-UE)Modified Barthel Index (MBI)Motor Function RecoveryActivities Of Daily LivingBrain Function Remodeling

Play Video
PDF
DOI
DOWNLOAD MATERIALS LIST
Cite This Article
Wei, Y., Chen, J., Fang, R., Liu, J., Feng, M., Du, H., Wang, M., Abulihaiti, R., Ling, H., Huang, F. Investigating the Effect of Different Types of Exercise on Upper Limb Functional Recovery in Patients with Right Hemisphere Damage Based on fNIRS. J. Vis. Exp. (204), e65996, doi:10.3791/65996 (2024).
Download Citation
Reprints and Permissions

View Video

✖

To prove you're not a robot, please enter the text in the image below

CAPTCHA Image
Play CAPTCHA Audio
Refresh Image