ARMOR: Elektromechanischer Roboter für das Bewegungstraining der oberen Extremität nach Schlaganfall. Prospektive randomisierte kontrollierte Pilotstudie

Zusammenfassung

Fragestellung: Die funktionelle Verbesserung der paretischen oberen Extremität nach Schlaganfall bleibt durch die komplexe Klinik einer Schädigung des ersten Motoneurons eine Herausforderung in der Neurorehabilitation. Robotergestütztes Training hat sich beim Wiedererlernen des Gehens als positive Intervention erwiesen. Um zu prüfen, ob ähnliche Resultate auch für die obere Extremität zu erzielen sind, wurde ein elektromechanischer Roboter (ARMOR) entwickelt, der komplexe Bewegungsmuster auszuführen hilft und der zu einer funktionellen Verbesserung von Schlaganfallpatienten beitragen soll. Material und Methode: Acht Patienten nach einem primären Schlaganfall unterschiedlicher Ätiologie nahmen an der Studie mit einem AB‐BA Cross-Over-Design teil. Dabei wurde das ARMOR-Training mit einer EMG-getriggerten neuromuskulären Elektrostimulation (EMG-NMES) verglichen. Chedoke-McMaster Stroke Assessment-Bogen, modifizierte Ashworth-Skala, Messung der Gelenkbeweglichkeit (ROM) nach der Neutral-Null-Methode, Dynamometrie und Functional-Dexterity-Test dienten zur Evaluierung der Patienten. Ergebnisse: Das ARMOR-Training manifestierte sich in einer stärkeren Verbesserung von Muskeltonus (p = 0,004), Gelenkbeweglichkeit (p = 0,005) und Feinmotorik, aber in einer geringeren Verbesserung der Kraft im Vergleich zur EMG-NMES. Der Chedoke-McMaster Stroke Assessment-Bogen zeigte durch das ARMOR-Training eine Verbesserung von mindestens einem Punkt im Bereich Schulterschmerz, Arm- und Handaktivität bei gleichbleibenden Werten unter EMG-NMES. Die Verbesserungen unter ARMOR-Training waren bei früherer Anwendung (A1) ausgeprägter als bei späterer Anwendung (A2). Schlussfolgerung: Die Ergebnisse der vorliegenden Studie zeigen den positiven Effekt des automatisierten Trainings mit einem neuen elektromechanischen Armroboter und dessen klinische Anwendbarkeit zur funktionellen Verbesserung der paretischen oberen Extremität von Schlaganfallpatienten.

Abstract

Purpose: Due to the complexity of the upper motor neuron syndrome, functional improvement in the paretic upper limb after stroke continues to be a challenge in neurorehabilitation. Robot-assisted training has been shown to be useful in relearning gait. In order to achieve similar results in the upper limb, an electromechanical arm robot (ARMOR), capable of moving all joints through complex patterns, has been developed. Material and Method: Eight patients following stroke of different etiologies were included in a clinical AB‐BA cross-over study comparing ARMOR training with EMG-triggered neuromuscular electrical stimulation (EMG-NMES). Chedoke-McMaster Stroke Assessment, modified Ashworth Scale, goniometry (Neutral-0-Method), dynamometry and Functional Dexterity Test served as outcome measures. Results: ARMOR training resulted in more improvement of muscle tone (p = 0.004), range of movement (ROM) (p = 0.005) and dexterity, but less improvement of strength, than EMG-NMES. Chedoke-McMaster Stroke Assessment showed improvement of at least one point in shoulder pain and arm and hand activity during ARMOR training, while these values did not change with EMG‐NMS. Better results of ARMOR training were achieved in the earlier phase (A1) than in the later phase (A2). Conclusion: This study demonstrates the positive effect of automatised training with a new electromechanical arm robot (ARMOR), and documents its clinical applicability in the rehabilitation of the paretic upper extremity in stroke patients.

obere Extremität - Schlaganfall - elektromechanischer Armroboter - ARMOR - EMG‐getriggerte neuromuskuläre Elektrostimulation - Chedoke‐McMaster Stroke Assessment - Functional Dexterity‐Test

upper limb - stroke - electromechanical arm robot - ARMOR - EMG‐triggered neuromuscular electrical stimulation - Chedoke‐McMaster Stroke Assessment - Functional Dexterity Test

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