Δημοσίευση HandTutor Enhanced Hand Rehabilitation after Stroke A Pilot Study στο περιοδικό Physiother Res Int 2011-03-15 12:25:14 Σκοπός Η μελέτη αξιολογεί τα θεραπευτικά αποτελέσματα της χρήσης του συστήματος HandTutor (γάντι με αισθητήρες και ειδικό λογισμικό με ασκήσεις) σε συνδυασμό με παραδοσιακές μεθόδους αποκατάστασης άκρας χειρός σε ασθενείς με αγγειακό εγκεφαλικό που βρίσκονται στην υποξεία φάση. Η μελέτη συγκρίνει τα αποτελέσματα μεταξύ της ομάδα παρέμβασης, η οποία λάμβανε παραδοσιακό πρόγραμμα αποκατάστασης σε συνδυασμό με χρήση του HandTutor, και της ομάδας ελέγχου, η οποία λάμβανε μόνο παραδοσιακό πρόγραμμα αποκατάστασης. To Σύστημα HandTutor Το HandTutor αποτελείται από εργονομικό γάντι με αισθητήρες κίνησης και από ειδικό λογισμικό με θεραπευτικές ασκήσεις και δοκιμασίες αξιολόγησης (Σχήμα 1). Ο ασθενής φοράει το γάντι του οποίου οι αισθητήρες καταγράφουν το εύρος και την ταχύτητα κίνησης κατά την κάμψη και έκταση των δακτύλων και του καρπού. Οι μετρήσεις μεταφέρονται σε πραγματικό χρόνο σε υπολογιστή για ανάλυση και αλληλεπίδραση με το γραφικό περιβάλλον του λογισμικού. Το λογισμικό περιλαμβάνει ασκήσεις που βασίζονται σε επαναληπτικές και με ρυθμιζόμενη ένταση ενεργητικές κινήσεις κάμψης και έκτασης των δακτύλων ή του καρπού και συνδυασμού αυτών. Το λογισμικό του HandTutor παρέχει τις ασκήσεις με τη μορφή παιχνιδιών ώστε να δίνεται κίνητρο στον ασθενή να εκτελεί τις κινήσεις κάμψης και έκτασης όποτε του ζητείται. Παράλληλα μέσω ενός ειδικά σχεδιασμένου περιβάλλοντος γραφικών παρέχεται στον ασθενή επαυξημένη ανάδραση (augmented feedback), δηλ. αναπαράσταση με οπτικο-ακουστικό τρόπο της γνώσης σχετικά με το αποτέλεσμα και με την επίδοση. Σχήμα 1: Το σύστημα HandTutor το οποίο περιλαμβάνει γάντι που καταγράφει κινηματικές παραμέτρους καρπού και δακτύλων και ειδικό λογισμικό με θεραπευτικές ασκήσεις και δοκιμασίες αξιολόγησης. Μέθοδος Συμμετέχοντες Το δείγμα περιελάμβανε 31 ασθενείς, 10 70 ημέρες μετά από αγγειακό εγκεφαλικό επεισόδιο (27 ισχαιμικά και 4 αιμορραγικά), ηλικίας 65 ± 7 ετών και των δύο φύλων. Μεταξύ άλλων κριτηρίων συμπερίληψης, οι συμμετέχοντες ασθενείς έπρεπε να είχαν σκορ τουλάχιστον 24 στη δοκιμασία Folstein (mini-mental state examination MMSE) για εκτίμηση της νοητικής και γνωστικής κατάστασής τους (Folstein et al., 1975) και τουλάχιστον 10 ο εύρος κίνησης σε έκταση ή/και κάμψη του καρπού ή των δακτύλων και ικανότητα εκτέλεσης 5 κύκλων κάμψης-έκτασης χωρίς να χάνεται το ενεργητικό εύρος κίνησης.
Σχεδιασμός Μελέτης Πραγματοποιήθηκε τυφλή ελεγχόμενη μελέτη που έλαβε χώρα στο Κέντρο Αποκατάστασης Reuth, Τελ Αβίβ. Δημιουργήθηκαν δύο ομάδες: ομάδα παρέμβασης (n=16) και ομάδα ελέγχου (n=15) με ομοιόμορφη κατανομή αναφορικά με κοινωνικό-δημογραφικά στοιχεία και κλινικές παραμέτρους. Όλοι οι συμμετέχοντες και από τις δύο ομάδες ακολούθησαν κανονικά προγράμματα φυσιοθεραπείας και εργοθεραπείας. Η ομάδα παρέμβασης έλαβε θεραπεία με το σύστημα HandTutor για 20-30 λεπτά σε 15 συνεδρίες για 3 εβδομάδες (5 συνεδρίες/εβδομάδα). Η θεραπεία περιελάμβανε την εκπαιδευτική άσκηση «Track a Target» κατά την οποία οι ασθενείς ελέγχουν με την κίνηση τους μια μπάλα (η έκταση αντιστοιχεί στην οθόνη σε κίνηση της μπάλας προς τα πάνω, ενώ η κάμψη προς τα κάτω) η οποία πρέπει πάντα να διατηρείται εντός μιας κινούμενης τροχιάς. Οι ασθενείς εκτελούσαν την άσκηση για ένα λεπτό και στη συνέχεια ακολουθούσε διάλειμματα ενός λεπτού μέχρι να επαναληφθεί η ίδια άσκηση. Για να μην υπάρχουν διαφορές ως προς τη διάρκεια της συνολικής θεραπείας, η ομάδα ελέγχου ακολούθησε ένα επιπρόσθετο πρόγραμμα παραδοσιακής αποκατάστασης άκρας χειρός για διάστημα 20-30 λεπτών. Κριτήρια Αξιολόγησης Όλοι οι συμμετέχοντες (και των δύο ομάδων) αξιολογήθηκαν σε 4 χρονικά διαστήματα κατά τη διάρκεια της μελέτης. Αυτά ήταν: Τ1 (αρχή της μελέτης), Τ2 (στις 10 ημέρες), Τ3 (στις 21 ημέρες όπου έληξε και η παρέμβαση) και Τ4 (10 μέρες μετά το τέλος της παρέμβασης). Όλοι οι συμμετέχοντες (και των δύο ομάδων) αξιολογήθηκαν στα εν λόγω χρονικά διαστηματα με χρήση των παρακάτω δοκιμασιών: - Box and Block (Desrosiers, 1994). - Fugl-Meyer (Fugl-Meyer, 1980) - Ταχύτητα μπάλας (ειδική παράμετρος μετρούμενη μέσω της άσκησης του HandTutor «Track a Target») - Πάχος της τροχιάς (ειδική παράμετρος μετρούμενη μέσω της άσκησης του HandTutor «Track a Target»). Αποτελέσματα Υπολογίστηκε η διαφορά του σκορ κάθε δοκιμασίας μεταξύ των χρονικών στιγμών T3 και Τ1 για κάθε ασθενή σε κάθε μία ομάδα. Στατιστική ανάλυση κατέδειξε ότι η βελτίωση της ομάδας παρέμβασης ήταν στατιστικώς σημαντική σε σχέση με την ομάδα ελέγχου. Πιο συγκεκριμένα, ο μέσος όρος των διαφορών μεταξύ των χρονικών σημείων Τ3 και Τ1 της ομάδας παρέμβασης σε σχέση με την ομάδα ελέγχου ήταν σημαντικά α) υψηλότερος στη δοκιμασία Box and Block (p=0.015) (Σχήμα 2), β) υψηλότερος στη Fugl-Meyer (p=0.041) (Σχήμα 3), γ) υψηλότερος αναφορικά με την ταχύτητα μπάλας (p<0.001) (Σχήμα 4) και δ) χαμηλότερος για το πάχος της τροχιάς (p<0.001) (Σχήμα 5). Επίσης βρέθηκε ότι η ταχύτητα κίνησης της μπάλας για την ομάδα παρέμβασης αυξάνονταν στα διάφορα χρονικά σημεία αξιολόγησης σε σχέση με την ομάδα ελέγχου όπου η ταχύτητα παρέμεινε σταθερή. Αναφορικά με το πάχος της τροχιάς, στην ομάδα παρέμβασης το πάχος μειώνονταν στα
διάφορα χρονικά σημεία, ενώ στην ομάδα ελέγχου παρέμεινε σταθερό. Τέλος, ο υπολογισμός της διαφοράς του σκορ κάθε δοκιμασίας μεταξύ των χρονικών σημείων T4 και Τ3 για κάθε ασθενή της ομάδας παρέμβασης έδειξε ότι δεν εμφανίστηκαν στατιστικώς σημαντικές διαφορές. Αυτό το εύρημα καταδεικνύει ότι η βελτίωση που επιτεύχθηκε μέχρι τη χρονική στιγμή Τ3, δηλ. κατά το διάστημα της επανεκπαίδευσης της λεπτής κίνησης μέσω του HandTutor, διατηρήθηκε για τουλάχιστον 10 μέρες μετά το πέρας της εφαρμογής του συστήματος. 2: Μέσος όρος των διαφορών μεταξύ των χρονικών σημείων Τ3 και Τ1 της ομάδας παρέμβασης και ελέγχου στο σκορ της δοκιμασίας Box and Block. Σχήμα 3: Μέσος όρος των διαφορών μεταξύ των χρονικών σημείων Τ3 και Τ1 της ομάδας παρέμβασης και ελέγχου στο σκορ της δοκιμασίας Fugl-Meyer. Σχήμα 4: Μέσος όρος των διαφορών μεταξύ των χρονικών σημείων Τ3 και Τ1 της ομάδας παρέμβασης και ελέγχου αναφορικά με την ταχύτητα της μπάλας στην άσκηση Track a Target. Σχήμα 5: Μέσος όρος των διαφορών μεταξύ των χρονικών σημείων Τ3 και Τ1 της ομάδας παρέμβασης και ελέγχου αναφορικά με το πάχος της τροχιάς στην άσκηση Track a Target. Συζήτηση και Συμπεράσματα
Η μελέτη κατέδειξε ότι ο συνδυασμός HandTutor με παραδοσιακά προγράμματα αποκατάστασης άκρας χειρός είναι σημαντικά πιο αποδοτικός από ότι η παραδοσιακή αποκατάσταση από μόνη της. Επιπρόσθετα της αποτελεσματικότητας που επιτεύχθηκε μέσω της άσκησης «Track a Target», η αποκατάσταση μέσω HandTutor προσφέρει τη δυνατότητα μιας ολοκληρωμένης θεραπευτικής προσέγγισης η οποία μπορεί να εστιαστεί τόσο σε κινητικές όσο και αισθητηριακές και γνωστικές διαταραχές. Αυτό μπορεί να επιτευχθεί μέσα από μία σειρά επιπρόσθετων θεραπευτικών ασκήσεων που προσφέρονται από το λογισμικό του HandTutor. Σε κάθε άσκηση, δίνεται η δυνατότητα ρύθμισης ενός πλήθους παραμέτρων και επιπέδων δυσκολίας (τόσο κινητικής όσο και γνωστικής), οι οποίες επιτρέπουν στο θεραπευτή να προσφέρει εξατομικευμένα προγράμματα ώστε η θεραπευτική αντιμετώπιση να είναι σύμφωνη με τις ανάγκες του κάθε ασθενή. Οι ασκήσεις προσφέρονται με τη μορφή παιχνιδιών και μέσω ενός ειδικά σχεδιασμένου γραφικού περιβάλλοντος ώστε το ενδιαφέρον του ασθενή να διατηρείται ζωηρό και να λαμβάνει ένα ισχυρό κίνητρο για συνεχή προσπάθεια. Επιπρόσθετα του κινήτρου, εξίσου σημαντικό στο HandTutor είναι η κατάλληλη οπτικο-ακουστική βιοανάδραση που παρέχεται στον ασθενή. Πιο συγκεκριμένα, μέσα από τις ειδικά σχεδιασμένες ασκήσεις, το HandTutor προσφέρει επαυξημένη ανάδραση (augmented biofeedback) η οποία είναι συνδυασμός Γνώσης Αποτελέσματος (Knowledge of Result KR) και Γνώσης Απόδοσης/Εκτέλεσης (Knowledge of Performance KP). Η Γνώση Αποτελέσματος αναφέρεται στο αποτέλεσμα της εκτέλεσης με αντικειμενικό και ποσοτικό τρόπο, ενώ η Γνώση της Εκτέλεσης/Απόδοσης είναι υποκειμενική και ασχολείται με τη διαδικασία εκτέλεσης της ενδεδειγμένης κίνησης. Το HandTutor καταφέρνει και προσφέρει επαυξημένη βιοανάδραση μέσω του συνδυασμού KR και KP τα οποία δεν μπορούν να επιτευχθούν μέσω των παραδοσιακών προγραμμάτων αποκατάστασης. Για παράδειγμα, στην άσκηση «Track a Target» στα αρχικά στάδια της επανεκπαίδευσης, η τροχιά πρέπει να ρυθμιστεί ώστε να έχει μεγάλο πλάτος και η ταχύτητα κίνησής της να είναι χαμηλή. Η δραστηριότητα ενθαρρύνει τον ασθενή να κινήσει τα δάκτυλά ή τον καρπό του ώστε η μπάλα να παραμείνει εντός τροχιάς, ενώ η κατάλληλη οπτικό-ακουστική ανάδραση τον ενημερώνει σχετικά με την ικανότητα του να πετύχει τον εν λόγω στόχο (KR). Παράλληλα, το σχήμα της κινούμενης τροχιάς προετοιμάζει και καθοδηγεί τον ασθενή για το τί πρέπει να κάνει στη συνέχεια ώστε να παραμείνει εντός της τροχιάς (KP). Καθώς ο ασθενής προοδεύει, το πλάτος της τροχιάς μπορεί να μικρύνει, η ταχύτητα κίνησης να αυξηθεί και η μορφή της τροχιάς να γίνει πιο σύνθετη. Στο HandTutor, τα πλεονεκτήματα της ανάδρασης KR περιλαμβάνουν α) τη δυνατότητα αυτο-αξιολόγησης της επίδοσης από τον ίδιο τον ασθενή, β) παροχή κινήτρου στον ασθενή για καλύτερο αποτέλεσμα, γ) μειωμένη γνωστική προσπάθεια, και δ) καθορισμό ξεκάθαρων στόχων για την εκτέλεση μίας άσκησης. Τα πλεονεκτήματα που παρέχονται μέσω της KP περιλαμβάνουν επιγραμματικά α) συνεργασία του ασθενή κατά την εκτέλεση της άσκησης, β) ευκολότερη εκμάθηση της άσκησης, γ) ενεργή παρέμβαση από τον ίδιο τον ασθενή κατά τη διάρκεια της άσκησης, δ) συντονισμός και γνωστική προσπάθεια, και ε) πρόληψη αντισταθμιστικών προτύπων κίνησης Αναφορικά με τους περιορισμούς της μελέτης πρέπει να αναφερθεί ότι περιελάμβανε σχετικά μικρό αριθμό ασθενών και σχετικά σύντομο χρόνο παρακαλούθησης. Επίσης, οι ασθενείς στην ομάδα ελέγχου αντιμετωπίστηκαν μόνο από 2 θεραπευτές οι οποίοι εργάζονταν στο ίδιο Κέντρο. Καθώς οι μέθοδοι αποκατάστασης άκρας χειρός ποικίλουν μεταξύ Κέντρων, το συμπέρασμα ότι η εφαρμογή HandTutor είναι αποτελεσματικότερη από ότι ένα παραδοσιακό πρόγραμμα αποκατάστασης δεν μπορούν να γενικευθεί. Επιπρόσθετες μελέτες απαιτούνται για την διερεύνηση της αποτελεσματικότητας του HandTutor σε άλλες νευρολογικές παθήσεις, όπως τη σκλήρυνση κατά πλάκας, κακώσεις νωτιαίου μυελού, κρανιοεγκεφαλικές κακώσεις, καθώς επίσης σε ορθοπαιδικές επεμβάσεις.
Περισσότερα στοιχεία για την κλινική αξιολόγηση του συστήματος μπορούν να αναζητηθούν στο πλήρες άρθρο της δημοσίευσης: Carmeli, E., Peleg, S., Bartur, G., Elbo, E. and Vatine, J.-J., HandTutorTM enhanced hand rehabilitation after stroke a pilot study. Physiotherapy Research International, n/a. doi: 10.1002/pri.485, 2010. Αναφορές Desrosiers J, Bravo G, Hébert R, Dutil E, Mercier L. Validation of the box and block test. Archives of Physical Medicine and Rehabilitation 1994; 75: 751 755. Folstein MF, Folstein SE, McHugh PR. Mini-mental state. A practical method for grading the cognitive state of patients for the clinician. Journal of Psychiatric Research 1975; 12 (3): 189 198. Fugl-Meyer AR. Post-stroke hemiplegia assessment of physical properties. Scandinavian Journal of Rehabilitation Medicine 1980; 7: 85 93. - Το HandTutor κατασκευάζεται από την Ισραηλινή εταιρεία MediTouch και αντιπροσωπεύεται αποκλειστικά στην Ελλάδα από την Ostracon (www.ostraconmed.com).