RIABILITAZIONE FUNZIONALE ROBOTICA POST-ICTUS: RAZIONALE ED ESPERIENZE - Gloreha
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UNIVERSITÀ CAMPUS BIO-MEDICO DI ROMA U.O.C. di Medicina Fisica e Riabilitativa Direttore: Prof.ssa Silvia Sterzi RIABILITAZIONE FUNZIONALE ROBOTICA POST-ICTUS: RAZIONALE ED ESPERIENZE Dott. Ft. Marco Bravi UNIVERSITA' CAMPUS BIO-MEDICO DI ROMA Via Álvaro del Portillo, 21 - 00128 Roma - Italia www.unicampus.it
U.O.C. di Medicina Fisica e Riabilitativa del Policlinico Universitario Campus Bio-Medico di Roma. Laboratorio di Robotica Bio-Medica e Bio-microsistemi, Facoltà di Ingegneria Bio-medica dell’Università Campus Bio-Medico di Roma. Equipe: Medici specialisti in Riabilitazione, Fisioterapisti ed Ingegneri bio-medici UNIVERSITA' CAMPUS BIO-MEDICO DI ROMA www.unicampus.it
OBIETTIVO TRATTAMENTO ROBOTICO DELLA Valutazione dell’efficacia di un trattamento MANO IN PAZIENTI AFFETTI ESITI DI riabilitativo mediante robot Gloreha Sinfonia in STROKE IN FASE CRONICA: STUDIO MONOCENTRICO LONGITUDINALE termini di recupero motorio in pazienti affetti da esiti di stroke in fase cronica con differenti livelli di disabilità UNIVERSITA' CAMPUS BIO-MEDICO DI ROMA www.unicampus.it
Trattamento robotico della mano: stato dell’arte UNIVERSITA' CAMPUS BIO-MEDICO DI ROMA www.unicampus.it
Hand rehabilitation home program 45 min/day for 6 days/week for 8 weeks Home-based hand rehabilitation with a (passive treatment) Gloreha Lite is feasible and safe Bernocchi p. et al. robotic glove in hemiplegic patients after Subacute No control group 17 subjects 2018 stroke: a pilot feasibility study No additional therapy Improvement in MI, NHPT, Grip Test Gloreha Lite device Experimental group: 1hour traditional physiotherapy+occupational therapy and 30 Efficacy of Short-Term Robot-Assisted min Gloreha Jorge H. Villafañe et 32 subjects Both groups improved NIHSS, BI,MI, and Quick DASH Rehabilitation in Patients With Hand Subacute (passive treatment) al. 2018 Paralysis After Stroke: A Randomized Inpatients Control group: (16 EG+16CG) EG had greater reduction in pain compared with control group Clinical Trial 1hour traditional physiotherapy + occupational therapy and 30 min more physiotherapy+occupational therapy 15 sessions Experimental group: traditional rehabilitation+ hand rehabilitation by means Feasibility and efficacy of a robotic of Gloreha (passive treatment) device for hand rehabilitation in Vanoglio F. et al. Control Group: 27 subjects Gloreha feasible and effective in recovering fine manual dexterity and strength Subacute Inpatients hemiplegic stroke patients: A randomized 2017 traditional rehabilitation+ passive hand (14 EG+13 CG) and reducing arm disability (MI, NHPT, GRIP test, PINCH test) pilot controlled study mobilization by physiotherapist Hand treatment 30 sessions 40 min/day for 5 days/week Gloreha Professional Hand passive mobilization performed with Single session of robot-assisted passive robotic assistance: acute effects on upper Gobbo et al. Improvements in forearm perfusion when alla fingers are mobilized Subacute/Chronic mobilization of the paretic hand, lasting 20 23 subjects limb perfusion and spasticity in stroke 2017 simoultneousely, reduction in spasticity, stifness and pain minutes survivors 35 subjects Passive mobilization of the hand for 30 min Robot-Assisted Rehabilitation of Hand in the morning and 30 min in the afternoon. (16 full paralysis+ Paralysis After Stroke Reduces Wrist Borboni A. et al. Subacute (naïve for any In addition standard rehabilitation (physical partial paralysis group experienced greater reduction of edema at the wrist and 14 partial paralysis) Edema and Pain: A Prospective Clinical 2016 treatment) and occupational) pain when compared with full paralysis group Trial 20 sessions over a period of 2 weeks (10 Ability to extend wrist sessions per week) 20° Changes in skeletal muscle perfusion and 10 sessions within a period of three weeks spasticity in patients with poststroke Improvement in local muscle perfusion, diminished spasticity, decreased Bissolotti et al. 2016 Chronic (every other day) lasting one hour each 7 subjects hemiparesis treated by robotic assistance symptoms of heaviness and stiffness (passive mobilization) (Gloreha) of the hand Effects of contralesional robot-assisted UNIVERSITA' Robot assisted left (contralesional) hand training may improve visuospatial hand training in patients with unilateral Varalta V.CAMPUS et al. BIO-MEDICO DI ROMA 10 sessions each lasting 30 min 5 days/week Chronic 3 subjects exploration and attention and speed in gross movement of the arm, hand and www.unicampus.it spatial neglect following stroke: a case 2014 for 2 weeks (passive mobilization) fingers, as wella as fingertip dexterity series study
Descrizione del campione Criterio assegnazione: gruppo Attivo: 20° estensione attiva del polso 13 pazienti Pazienti arruolati 7 - Gruppo Attivo (6pz, FM 39.5 ± 4.46; MP 9 ± 4.94; MI 71.50 ± 4.81) 6 - Gruppo Passivo (7pz, FM 15,15 ± 5.58; MP 1.57 ± 0.57; MI 31.57 ± Attivo Passivo 15.15 ) Criteri inclusione Criteri di esclusione: • Funzioni cognitive e di linguaggio sufficienti a seguire le • Deformità cronica dell’arto paretico istruzioni (MMSE >22) • Storia di neuropatia periferica • Modified Ashworth ≤ 3 • Patologie muscoloscheletriche dell’arto interessato • Consenso informato • Complex regional pain syndrome • Grave eminattenzione UNIVERSITA' CAMPUS BIO-MEDICO DI ROMA www.unicampus.it
Scale di valutazione T0 - VALUTAZIONE T1 - VALUTAZIONE Periodo di trattamento 20 sedute (5 volte a settimana) Fugl-Meyer scale Motor Power Motricity Index Ashworth scale Nine Hole Peg Test (solo gruppo attivo) Valutazione dinamometrica chiusura mano (solo gruppo attivo) UNIVERSITA' CAMPUS BIO-MEDICO DI ROMA www.unicampus.it
Trattamento sperimentale con Gloreha Gruppo passivo Gruppo attivo • Mobilizzazione singole dita in sequenza • Reaching (costruisci una colonna) • Presa a pinza • Picking (presa a pinza) • Chiusura mano a pugno • Grasping (afferra un oggetto) • Movimenti randomici delle singole dita UNIVERSITA' CAMPUS BIO-MEDICO DI ROMA www.unicampus.it
Risultati gruppo passivo Motor Power Fugl-Meyer 4,29 21 18,28 15,14 14,43 2,57 1,57 1,14 1,28 2,71 0,71 0,29 0,43 0,14 0 0 TOT S/E WR apertura mano chiusura mano est dorsale flex palmare tot T0 T1 Motricity index Ashworth 40,00 9,71 30,33 5,78 14,33 14,33 16,17 13,33 8,67 1,83 2 2,29 2 1,57 1,86 1,07 1,29 1,29 1,14 1 Presa pinza Flessione gomito Abduzione spalla Totale T0 T1 spalla gomito polso dita supinazione TOT UNIVERSITA' CAMPUS BIO-MEDICO DI ROMA www.unicampus.it Test di Wilcoxon
1) Risultati gruppo attivo Motor Power Fugl-Meyer 13 47,33 39,5 9 31,67 27,5 4 13,67 15,67 3 2,83 2,83 3,16 2 1,83 2,3 apertura mano chiusura mano est dorsale flex palmare tot S/E WR TOT T0 T1 Motricity index Dinamometro Nine Hole Peg Test 77,50 162,9 71,50 7,85 6,39 144,3 27,17 21,17 24,00 26,33 24,00 24,00 NHPT Presa pinza Flessione gomito Abduzione spalla Totale T0 T1 T0 T1 T0 T1 UNIVERSITA' CAMPUS BIO-MEDICO DI ROMA www.unicampus.it
2) Risultati gruppo attivo ASHWORTH 9 8 7,75 7 6 5,25 5 4 3 1,92 1,83 2 1,66 1,16 1,16 1,16 1,16 1,16 0,91 0,83 1 0 spalla gomito polso dita supinazione TOT UNIVERSITA' CAMPUS BIO-MEDICO DI ROMA www.unicampus.it
Quindi il Gloreha nello stroke in fase cronica… • Riduce la SPASTICITA’ • Migliora la PERFORMANCE MOTORIA UNIVERSITA' CAMPUS BIO-MEDICO DI ROMA www.unicampus.it
VALUTAZIONE DELLE PERFORMANCE MOTORIE CON PIATTAFORME ROBOTICHE UNIVERSITA' CAMPUS BIO-MEDICO DI ROMA www.unicampus.it
Acquisizione dati cinematici dal guanto (gruppo attivo) Valutazione del ROM attivo: 5 prove di apertura e chiusura della mano. Tensione (sensori guanto) e ROM (angoli registrati con Mocap) sono stati analizzati mediante una funzione polinomiale del secondo ordine con R2=0.97. UNIVERSITA' CAMPUS BIO-MEDICO DI ROMA www.unicampus.it
Acquisizione dati cinematici dal guanto (gruppo attivo) Il valore della FMA-UE a T0 può essere utilizzato come predittore dei miglioramenti motori che il paziente potrebbe raggiungere con la terapia? Queste informazioni potrebbero essere utili anche per identificare il trattamento riabilitativo più appropriato per ogni paziente. UNIVERSITA' CAMPUS BIO-MEDICO DI ROMA www.unicampus.it
Acquisizione dati cinematici dal guanto (gruppo attivo) - 4 su 5 pazienti (2, 3, 7, 10) con FMA-UE a T0 < 30 hanno mostrato un incremento del ROM a T1 < a 10 gradi (il valore medio è pari a 4,7±3,1). - 4 su 5 pazienti (1, 4, 6, 9) con FMA-UE a T0 > 30 hanno mostrato un incremento ROM a T1 > a 10 gradi (valore medio pari a 12,8±3,3). Questa analisi preliminare potrebbe indicare la possibilità di utilizzare il valore di FMA-UE misurato prima del trattamento come indicatore dei miglioramenti motori che il paziente potrebbe raggiungere dopo la terapia. UNIVERSITA' CAMPUS BIO-MEDICO DI ROMA www.unicampus.it
Elaborazione di un set di indici cinematici e dinamici per la valutazione delle performance motorie dell’arto superiore Correlazione con le scale cliniche Fugl-Meyer e Motor Power UNIVERSITA' CAMPUS BIO-MEDICO DI ROMA www.unicampus.it
Valutazione* Valutazione* Estrazione del campione per studio indici Periodo di trattamento con MitManus InMotion 2 e 3 3 sed/sett, 12 settimane, 36 sessioni 1 wk 1 ora di trattamento spalla/gomito - polso Analisi dei risultati del trattamento Robotico * Scale cliniche FM – MP Analisi di correlazione statistica Valutazione InMotion2 del movimento libero degli indici con le scale cliniche Valutaizone InMotion2 del movimento contro resistenza UNIVERSITA' CAMPUS BIO-MEDICO DI ROMA www.unicampus.it
DESCRIZIONE DEL CAMPIONE 24 PAZIENTI • 15 UOMINI • 9 DONNE 55,9 EMISFERO DX UOMINI EMISFERO DONNE SN ETÀ 35,6 • MEDIA = 55,9 ± 15,4 anni 33% • MIN-MAX = 35-84 anni 38% MESI DALLO STROKE 62% • MEDIA = 35,6 ± 26,1 mesi 67% SEDE DELLA LESIONE ETA MEDIA MESI DALLO STROKE • 8 EMISFERO DESTRO • 16 EMISFERO SINISTRO UNIVERSITA' CAMPUS BIO-MEDICO DI ROMA www.unicampus.it
PIATTAFORME ROBOTICHE TRATTAMENTO RIABILITATIVO • MIT MANUS – InMotion 2 (spalla-gomito) • MIT MANUS – InMotion 3 (polso) PIATTAFORME ROBOTICHE VALUTAZIONE CINEMATICA E DINAMICA • MIT MANUS – InMotion 2 (spalla-gomito) UNIVERSITA' CAMPUS BIO-MEDICO DI ROMA www.unicampus.it
PIATTAFORME ROBOTICHE TRATTAMENTO RIABILITATIVO • MIT MANUS – InMotion 2 (spalla-gomito) • MIT MANUS – InMotion 3 (polso) PIATTAFORME ROBOTICHE VALUTAZIONE CINEMATICA E DINAMICA • MIT MANUS – InMotion 2 (spalla-gomito) UNIVERSITA' CAMPUS BIO-MEDICO DI ROMA www.unicampus.it
Indici proposti Scale Cliniche - Lunghezza del percorso - Fugl-Meyer - Indice di Jerk - Motor Power - Angolo di mira - Forza Utile - Lavoro Utile UNIVERSITA' CAMPUS BIO-MEDICO DI ROMA www.unicampus.it
- Lunghezza del percorso ℎ ℎ Tende a 1, con il miglioramento delle performance d’esecuzione del task UNIVERSITA' CAMPUS BIO-MEDICO DI ROMA www.unicampus.it
- Indice di Jerk UNIVERSITA' CAMPUS BIO-MEDICO DI ROMA www.unicampus.it
- Indice di Jerk Indice di Jerk = ℎ Aumenti dell'indice di jerk corrispondono a diminuzioni della fluidità. Tende a diminuire con il miglioramento delle performance motorie UNIVERSITA' CAMPUS BIO-MEDICO DI ROMA www.unicampus.it
- Angolo di mira differenza angolare tra la direzione target e la direzione del percorso dal punto di partenza fino al punto che corrisponde al picco di velocità L’angolo dovrebbe ridursi con il training riabilitativo UNIVERSITA' CAMPUS BIO-MEDICO DI ROMA www.unicampus.it
- Forza Utile misura la quantità di forza media diretta verso il bersaglio. La forza utile è calcolata ponderando il valore della forza media con l’indice dell’angolo di mira normalizzato rispetto al valore massimo (di 90° nel nostro caso che corrisponde al valore che più si discosta, tra tutti i pazienti analizzati, dal target). Con il training è previsto un aumento della forza utile. - Lavoro Utile misura la quantità totale di lavoro diretto verso il bersaglio e viene estratto dal valore di lavoro totale attraverso l’angolo di mira. Con il training è previsto un aumento del lavoro utile. UNIVERSITA' CAMPUS BIO-MEDICO DI ROMA www.unicampus.it
SCALE CLINICHE Fugl-Meyer Upper Extremity Motor Power scala malattia-specifica disegnata esamina l’attività motoria dell’arto superiore specificatamente come strumento di e della scapola misurazione del recupero post-stroke. PUNTEGGIO: PUNTEGGIO: • 0 – 5 punti per ogni movimento • 0 – 66 punti per arto superiore valutato ▪ 0 = impossibilità ad eseguire ▪ 0 = nessuna contrazione ▪ 1 = esecuzione parziale ▪ 1 = tracce di contrazione ▪ 2 = esecuzione completa ▪ 2 = movimento attivo possibile in assenza di gravità ▪ 3 = forza contro gravità ▪ 4 = funzione ridotta ma adeguata a vincere la resistenza ▪ 5 = forza normale UNIVERSITA' CAMPUS BIO-MEDICO DI ROMA www.unicampus.it
RISULTATI CLINICI 45,00 40,46* SCALE CLINICHE 40,00 35,17* 35,00 • FUGL-MEYER UPPER 30,00 28,79* EXTREMITY 25,00 22,21* 20,00 • MOTOR POWER SCALE 15,00 10,00 5,00 ANALISI STATISTICA 0,00 FM/66 Pre- FM/66 Post- MP Pre-Tratt MP Post-Tratt • Test Shapiro-Wilk Tratt Tratt (normalità) FM/66 Pre-Post MP Pre-Post • Test di Wilcoxon Trattamento Trattamento (confronto fra medie) Z -4.319a -4.320a Sign. a 2 code ,000* ,000* a. Basato su ranghi negativi UNIVERSITA' CAMPUS BIO-MEDICO DI ROMA www.unicampus.it
RISULTATI CLINICI 29 23,8* INDICI CINEMATICI E 28 DINAMICI 27 • Angolo di mira 26 25 14,24* • Lunghezza del percorso 24 23 • Indice di jerk 22 21 • Forza utile Pre-Trattamento Post-Trattamento • Lavoro utile Pre-tratt. Post-Tratt (media ± (media ± p dev.st) dev.st) Direzione del movimento – Angolo di mira 23,81±15,92 14,24±10,25 < 0,001 (°) UNIVERSITA' CAMPUS BIO-MEDICO DI ROMA www.unicampus.it
INDICI CINEMATICI E Pre-tratt Post-tratt DINAMICI 2,12 Pre-tratt. Post-Tratt 1,96 • Angolo di mira (media ± (media ± p dev.st) dev.st) 1,64 1,42 Lunghezza del percorso – • Lunghezza del percorso rapporto tra lunghezze 0,68±0,13 0,76±0,09 < 0,001* • Indice di jerk Fluidità del movimento – 0,76 0,68 Indice di Jerk 2,12±0,19 1,96±0,14 < 0,001* • Forza utile 0,18 0,15 Forza esercitata – Forza utile (N) 1,42±0,53 1,64±0,52 0,021* • Lavoro utile LUNGHEZZA DEL PERCORSO – FLUIDITÀ DEL MOVIMENTO – FORZA ESERCITATA – FORZA UTILE (N) LAVORO SPESO – Lavoro speso – Lavoro RAPPORTO TRA INDICE DI JERK LAVORO UTILE (J) utile (J) LUNGHEZZE 0,15±0,06 0,18±0,06 0,012* UNIVERSITA' CAMPUS BIO-MEDICO DI ROMA www.unicampus.it
MOVIMENTO LIBERO CONTRO RESISTENZA CONTRO RESISTENZA Indici di Performance FM/66 MP Indici di Performance FM/66 MP Movimento libero R (Pearson) P (
Efficacia del trattamento robot-mediato in pazienti con esiti cronici di stroke Strumento di valutazione accurato, preciso e sensibile Valutazione efficace della fluidità del movimento UNIVERSITA' CAMPUS BIO-MEDICO DI ROMA www.unicampus.it
UNIVERSITÀ CAMPUS BIO-MEDICO DI ROMA U.O.C. di Medicina Fisica e Riabilitativa Direttore: Prof.ssa Silvia Sterzi CASO CLINICO: uso del Gloreha Sinfonia in una bambina di 10 anni con esiti di stroke ischemico Dott. Ft. Marco Bravi UNIVERSITA' CAMPUS BIO-MEDICO DI ROMA Via Álvaro del Portillo, 21 - 00128 Roma - Italia www.unicampus.it
Paziente: Sofia, 10 anni Insorgenza 24 marzo 2020, mentre giocava con il fratello, presenta insorgenza acuta di cefalea, seguita da caduta a terra e perdita di coscienza, ipertono generalizzato, trisma per circa 10 minuti con apparente risoluzione. All’arrivo dell’ambulanza, la bambina aveva ripreso conoscenza ed era in grado di eseguire ordini semplici con i suoi 4 arti. Quando è arrivata al pronto soccorso, il suo linguaggio è apparso fluido e non c'erano evidenti deficit dei nervi cranici. UNIVERSITA' CAMPUS BIO-MEDICO DI ROMA www.unicampus.it
Mentre era in PS nuovo episodio mal di testa, ridotta capacità di movimento del lato destro, deviazione della rima buccale e disartria. Le è stata quindi eseguita una risonanza magnetica cerebrale in urgenza che ha evidenziato: «area ischemica in zona rolandica sinistra» Durante il ricovero in neurologia, la ragazza è stata sottoposta ad una nuova RMN, che ha evidenziato lesioni ischemiche recenti nel territorio dell'ACM sinistra. Diagnosi di angioite primaria del SNC. Inizio riabilitazione dopo 15 giorni inizia un trattamento riabilitativo intensivo composto da 4 sedute/settimana di riabilitazione neuromotoria, 2 sedute/settimana di logopedia e 1 seduta/settimana di terapia occupazionale. Il trattamento è 10 mesi dopo stato avviato e realizzato in modalità mista (in parte a distanza e in parte in presenza) a causa della pandemia (COVID-19). A 10 mesi dall’inizio del trattamento riabilitativo, è giunta alla nostra osservazione: - capacità di reclutamento in tutti i distretti dell'arto superiore destro - Movimenti di flessione, estensione, abduzione e adduzione della spalla con gomito esteso (F=3/5 secondo la scala MRC). - Flessione ed estensione del gomito (F=3/5). - Polso e mano: 2/5 flessori polso; F = 1/5 estensori del polso; F = 3/5 flessori delle dita, F = 1+ / 5 per i muscoli estensori delle dita. UNIVERSITA' CAMPUS BIO-MEDICO DI ROMA www.unicampus.it
Trattamento con Gloreha Sinfonia Da gennaio 2021 ad aprile 2021 ha effettuato un trattamento riabilitativo con Gloreha Sinfonia (in totale 10 sedute), consistente in 1 seduta settimanale della durata di un'ora e con l'assistenza di un fisioterapista. Il programma comprendeva 10 min di movimento Risultati passivo continuo delle dita e 50 min di modalità attiva-assistita, Pre-trattamento: impostata sulla base delle capacità della bambina e includeva FMA-UE = 34/66 attività in modalità bimanuale, esercizi attivi assistiti ed exergames ADL 4/6 Alla fine del trattamento FMA-UE = 49/66 ADL 6/6 Sofia oggi NON HA TERMINATO IL PERCORSO RIABILITATIVO, MA HA RIACQUISITO LA CAPACITÀ DI ALIMENTARSI E VESTIRSI IN AUTONOMIA UNIVERSITA' CAMPUS BIO-MEDICO DI ROMA www.unicampus.it
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