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Automatisierte Gangtherapie bei Schlaganfall: Was hat - Hocoma

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dreiländer lokomat symposium
Automatisierte Gangtherapie bei Schlaganfall:
Was hat sich bewährt – wo sind die Gefahren
Andreas Mayr
Krankenhaus Hochzirl, Austria
Freitag, 03. Oktober 2008
Zentrum für Ambulante Rehabilitation, Zürich
Schweiz
Hospital Hochzirl
Automatisierte Gangtherapie
Automatisierte Gangtherapie
nicht
nichtfunktionell
funktionell
funktionell
funktionell
Funktionell - Funktion
Funktion (lat. functio=Verrichtung)
Als Funktion eines Objektes bezeichnet man die Aufgabe, die es zu
erfüllen hat. Die Funktion stellt neben Form, Material, Struktur usw. ein
wesentliches Charakteristikum eines jeden Objektes dar, das in
irgendeiner Form ge- oder benutzt wird.
Körper (lat. corpus=Leib, Leiche, Körper)
Der Körper ist im biologischen Sinne der Leib, das optisch in Erscheinung
tretende Material oder dessen Teile, unabhängig, ob er lebt oder nicht.
Beim einem belebten Körper kann dieser zu nicht materiellen Teilen
eines Individuums wie Bewusstsein und Verhalten in Gegensatz gesetzt
werden.
Funktion der Fortbewegung
Normaler Gang
Upper motor neurone syndrome (UMNS)
• UMNS tritt nach einer Läsion auf, die Teile oder alle deszendierenden
motorischen Bahnen betrifft
• klinische Merkmale lassen sich in zwei Gruppen einteilen
- Negative Phänomene
- Positive Phänomene
Upper motor neuron syndrome
•
•
•
•
•
•
Schwäche der Muskulatur
Spastizität
Hyperreflexie
Synergismen
Primitiv motorische Muster
Assoziierte Reaktionen
Pathologischer Gang
Wissenschaftlicher Hintergrund für
robotergestützte Therapie in der
Neurorehabilitation
•
Zwei Strategien verbessern den Outcome bei Schlaganfallpatienten
- Intensive Therapie (Anzahl an Therapiesitzungen, Dauer der Therapiesitzungen)
- Aufgaben-orientiertes Training (schnellere Verbesserung, Verbesserungen der ADL‘s)
•
Wagenaar & Meijer, J Rehabil Sci 1991: Effects of Stroke Rehabilitation (1)
•
Platz, Nervenarzt 2003: Evidence-based Arm Rehabilitation - A Systematic Review of
the Literature
•
Kwakkel et al., Stroke 2004: Effects of Augmented Exercise Therapy Time After
Stroke: A Meta-Analysis
•
Van Peppen et al., Clin Rehabil 2004: The Impact of Physical Therapy on Functional
Outcomes After Stroke: What's the Evidence?
Wissenschaftlicher Hintergrund für
robotergestützte Therapie in der
Neurorehabilitation
• Hakkennes & Keating, Aust J Physiother 2005: Constraint-Induced
Movement Therapy
• Mosley et al., Cochraine Database Syst Rev 2005: Treadmill Training
and BWS
• Hogan & Krebs, Restor Neurol Neurosci 2004: Interacitve Robots for
Neuro-Rehabilitation
• Volpe et al., Curr Atheroscler Rep 2004: Robotics and Other Devices in
Stroke Rehabilitation
dreiländer lokomat symposium
Klinische Trials
Automatisierte Gangtherapie
Wernig/Müller
Laufband locomotion with body weight support improved walking in
persons with severe spinal cord injuries, Paraplegia 1992;30(4):22938
8 Personen mit inkompletten Querschnitt
Laufbandtraining (1.5 – 7 Monate)
5 Tage/Wo
30-60 Minuten
5 – 20 Monate nach Ereignis
Outcome
Signifikante Verbesserung der Beinaktivität
„rules of locomotion“:
Extension von Hüfte und Kniegelenk
Optimales Beladen des Standbeines
Entladen des Standbeines und Übertragung
des Körpergewichts auf das kontralaterale Bein
Nash/Jacobs/Johnson/Field-Foté
Metabolic and cardiac respones to robotic-assisted Locomotion in
motor-complete tetraplegia: Case Report, J Spinal Cord Med.
2004;27:78-82
Lokomattraining bei einer chronische Querschnittspatientin (ASIA B C3-C4) mit 40% BWS.
Sauerstoffaufnahme, Sauerstoffpuls und Herzfrequenz wurden währen dem Sitzen,
Stehen und einem 40-min Gehen gemessen.
Outcome
- Lokomattraining (mit BWS und mechanischer Unterstützung) zeigt eine metabolische
Wirkung in allen untersuchten Bereichen
Israel/Campbell/Kahn/Hornby
Metabolic costs and muscle activity patterns during robotic- and
therapist-assisted treadmill walking in individuals with incomplete
spinal cord inury, Phys Ther. 2006;86(11):1466-1478
12 inkomplette Querschnittspatienten
Metabolische Wirkung und Veränderung der
Muskelaktivitätspattern der UE
Vergleich Lokomat und Laufband
Outcome
- metabolische Wirkung und EMG Aktivität der
Hüftflexoren während der Schwungphase waren
deutlich kleiner als beim Laufbandtraining
- Metabolische Wirkung am Lokomaten konnte
gesteigert werden durch die Reduktion der GF
(guidance force)
- Wichtig: Reduktion der Unterstützung des
Lokomaten
Krewer/Müller/Husemann/Heller/Quintern/König
The influence of different Lokomat walking conditions on the energy
expenditure of hemiparetic patients and healthy subjects, Gait &
Posture 2007;26:372-377
10 gesunde Probanden und 10 hemiparetische Patienten wurden beim
Lokomattraining unter unterschiedlichen Bedingungen gemessen: Stand mit 30%
BWS, Gehen mit 100% BWS und 1 km/h bzw. 2 km/h; Gehen mit 30% BWS und 1
km/h bzw. 2 km/h; Reduktion der GF (guidance force) von 60% to 0%. OutcomeMessungen waren Sauerstoffaufnahme und Herzfrequenz.
*
*
*
*
Outcome
- Gehen im Lokomat ist nicht passiv
- Sauerstoffaufnahme erhöht sich signifikant während der Belastung (Gewicht)
- Geschwindigkeit und GF sind kein Indikator für eine Mehrleistung
Husemann/Müller/Krewer/Heller/König
Effects of Lokomotion Training With Assistance of a Robot-Driven
Giat Orthosis in Hemiparetic patients after stroke: A randomized
controlled pilot study, Stroke 2007;38:000-000
30 akute Schlaganfallpatienten
Gruppe 1: 30 min Lokomat + 30 min PT
Gruppe 2: 30 min PT + 30 min PT
Outcome
- Verbesserung der FAC in beiden Gruppen
- Signifikante Verbesserung der Einzelabstützphase des
paretischen Beines in der Lokomattrainingsgruppe
- Reduktion der Fettmasse und Erhöhung der
Muskelmasse
Mayr/Kofler/Quirbach/Matzak/Fröhlich/Saltuari
Prospective blinded randomised controlled study of gait rehabilitation in stroke patients
using the LOKOMAT gait orthosis, Neurorehabilitation and Neural Repair
2007;21:307-314
16 subakute Schlaganfallpatienten
9 Wochen in einem ABA/BAB Design
Outcome-Messungen
- EU-Walking Scale
- Rivermead Motor Assessment
Scale
- 10-m Time Walking Test
- 6-min Time Walking Test
- Motricity Index
- Medical Research Counsil
Scale
- Ashworth Scale
Mayr, Saltuari
Impact of Lokomat Training on Gait Rehabilitation. A
Prospective Randomized Controlled Trial in Stroke Patients
Anzahl an Schlaganfallpatienten: 74 (191; M: 41; F: 33)
Aus der Studie herausgenommene Patienten: Gruppe 1: 1; Gruppe 2: 6; (Gruppe 1: 36; Gruppe 2: 31)
Alter: mean 67 years
Zeit der Aufnahme in das Studienprotokoll nach Ereignis: 5 Wochen
Design: AB – AA (ad-on Therapie)
Training Strategien (jeweils über 8 Wochen):
-
Lokomatgruppe (Gruppe 1): konv. PT plus ad-on Lokomat Training (jeweils 45 min)
Controlgruppe (Gruppe 2): konv. PT plus konv. PT mit speziellem Focus auf das Gehen (jeweils 45 min)
Outcome-Messungen:
-
mod. Emmory Functional Ambulatory Profile (mEFAP): Boden, Teppich, Up&Go, Hindernisse, Stiege
Hochzirl Walking Aids Profile (HWAP): Hilfspersonen und Hilfsmittel
Motricity Milestones: zeitliche Veränderung der Gehleistung
Rivermead Motricity Index: funktionelle Entwicklung
3-d Ganganalyse (Vicon System): Qualitative Beurteilung des Gehens
Mayr, Saltuari
Impact of Lokomat Training on Gait Rehabilitation. A
Prospective Randomized Controlled Trial in Stroke Patients
Assistance - End of Training
Assistance - End of Training
mEFAP - Sumscore
mEFAP - Sumscore
**
**
Seconds
Seconds
380
380
360
360
340
340
320
320
300
300
280
280
260
260
240
240
220
220
200
200
**
**
group 1
group 1
group 2
group 2
**
**
**
**
**
**
**
**
bl
bl
w2
w2
w4
w6
w4
w6
Time of assessm ent
Time of assessm ent
w8
w8
50%
50%
45%
45%
40%
40%
35%
35%
30%
30%
25%
Percentage
Percentage 25%
20%
20%
15%
15%
10%
10%
5%
5%
0%
0%
Group 1
Group 1
Group 2
Group 2
ass
ass
RMI - Group 1 - End of Training
RMI - Group 1 - End of Training
freewalk
freewalk
RMI - Group 2 - End of Training
RMI - Group 2 - End of Training
•53%
•64%
25%
25%
standby
standby
Assistance
Assistance
6%
6%
30%
30%
14%
14%
25%
25%
lying
lying
sitting/standing
sitting/standing
walking/aids/even
walking/aids/even
walking/noaid/uneven
walking/noaid/uneven
komplex issues
komplex issues
20%
20%
10%
10%
13%
13%
34%
34%
23%
23%
lying
lying
sitting/standing
sitting/standing
walking/aids/even
walking/aids/even
walking/noaid/uneven
walking/noaid/uneven
komplex issues
komplex issues
Schlaffe Hemiparese
A
B
Hip
Hip
50
50
Ext
Degrees
Flex
Ext
Degrees
Flex
40
40
30
30
group 1
group 1
group 2
group 2
normal
normal
20
20
10
10
0
0
1%
10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100%
10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100%
-10 1%
-10
-20
-20
Percentage of Gait Cycle
Percentage of Gait Cycle
Knee
Knee
25
group 1
25
group 1
20
group 2
20
group 2
15
normal
15
normal
10
10
5
5
0
0
10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100%
-5 1%
10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100%
-5 1%
-10
-10
-15
-15
-20
-20
-25
-25
-30
-30
Percentage of Gait Cycle
Percentage of Gait Cycle
Plant
Degrees
Dors
Plant
Degrees
Dors
Ext
Degrees
Flex
Ext
Degrees
Flex
70
group 1
70
group 1
60
group 2
60
group 2
normal
50
normal
50
40
40
30
30
20
20
10
10
0
0
1%
10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100%
-10 1%
10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100%
-10
Percentage of Gait Cycle
Percentage of Gait Cycle
Ankle
Ankle
Spastische Hemiparese
A
B
Hip
Hip
50
50
Ext
Degrees
Flex
Ext
Degrees
Flex
40
40
30
30
group 1
group 1
group 2
group 2
normal
normal
20
20
10
10
0
0
1%
10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100%
10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100%
-10 1%
-10
-20
-20
Percentage of Gait Cycle
Percentage of Gait Cycle
Knee
Knee
group 1
group 1
group 2
group 2
normal
normal
25
group 1
25
20
group 1
group 2
20
group 2
15
normal
15
normal
10
10
5
5
0
0
10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100%
-5 1%
10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100%
-5 1%
-10
-10
-15
-15
-20
-20
-25
-25
-30
-30
Percentage of Gait Cycle
Percentage of Gait Cycle
Plant
Degrees
Dors
Plant
Degrees
Dors
Ext
Degrees
Flex
Ext
Degrees
Flex
70
70
60
60
50
50
40
40
30
30
20
20
10
10
0
0
1%
10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100%
-10 1%
10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100%
-10
-20
-20
Percentage of Gait Cycle
Percentage of Gait Cycle
Ankle
Ankle
Hemiparese mit Restmotorik
A
B
Hip
Hip
50
50
Ext
Degrees
Flex
Ext
Degrees
Flex
40
40
30
30
group 1
group 1
group 2
group 2
normal
normal
20
20
10
10
0
0
1% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100%
-10 1% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100%
-10
-20
-20
Percentage of Gait Cycle
Percentage of Gait Cycle
Knee
Knee
30
30
20
20
Plant
Degrees
Dors
Plant
Degrees
Dors
Ext
Degrees
Flex
Ext
Degrees
Flex
70
group 1
70
group 1
group 2
60
group 2
60
normal
50
normal
50
40
40
30
30
20
20
10
10
0
0
1%
10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100%
1%
10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100%
Percentage of Gait Cycle
Percentage of Gait Cycle
Ankle
Ankle
group 1
group 1
group 2
group 2
normal
normal
10
10
0
0
1% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100%
1% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100%
-10
-10
-20
-20
-30
-30
Percentage of Gait Cycle
Percentage of Gait Cycle
Mayr, Saltuari
Impact of Lokomat Training on Gait Rehabilitation. A
Prospective Randomized Controlled Trial in Stroke Patients
Weg-Zeit Parameter
Schlaffe Hemiparese
Parameter
Cadence
Walking Speed
170
B
173
54.25
0.29
Parameter
Single Support
Foot Off
Step Length
Norm
54.84
0.42
123
1.51
Spastische Hemiparese
Parameter
Cadence
Walking Speed
166
167
54.46
0.27
56.30
0.26
Parameter
Single Support
Foot Off
Step Length
123
1.51
125
64.52
0.47
94.44
0.88
Parameter
Single Support
Foot Off
Step Length
123
1.51
166
20
20
167
174
0.30
18.64
-0.14
40
40
60
80
60
80
Centimeters
Centimeters
100
100
120
120
140
140
125
0.09
2.06
-0.02
group 1
group 1
group 2
group 2
Norm
Norm
0
0.28
16.56
-0.03
0.39
16.78
-0.04
Pelvic Lateral Movement
Pelvic Lateral Movement
0
173
0.37
17.30
0.05
Hemiparese mit Restmotorik
Norm
Groups
Groups
174
170
Spastische Hemiparese
Norm
Hemiparese mit Restmotorik
Parameter
Cadence
Walking Speed
B
Schlaffe Hemiparese
-0.01
3.17
-0.02
Zusammenfassung
• Kein signifikanter Unterschied zwischen beiden Gruppen am Ende des Trainings (Woche
8), d.h. das Lokomattraining scheint mindestens gleich gut wie die konventionelle
Physiotherapie zu sein
• Stärkere Verbesserung der Gehfähigkeit in der Lokomatgruppe in den ersten zwei
Wochen als in der Kontrollgruppe (Frühphase)
• Hohe Korrelation zwischen Woche zwei und Woche acht in allen Subscores der Gruppe 1
und in einigen Subscores der Gruppe 2 (je früher eine Verbesserung Eintritt, desto besser
schein es für den Outcome zu sein; Kwakkel 2004)
• Geringere Hilfeleistung und größerer Prozentsatz an „freien Gehern“ in Gruppe 1 als in
Gruppe 2 am Ende des Trainings (Hilfe: Gruppe 1: 39%; Grupp 2: 45%; freies Gehen:
Gruppe 1: 28%; Gruppe 2: 23%)
• Verstärkte funktionelle Entwicklung v.a. in komplexeren Aufgaben wie Gehen im KH bzw.
im Freien, Stiegensteigen oder Laufen/Springen in Gruppe 1 als in Gruppe 2 (Gruppe 1:
64%; Gruppe 2: 53%)
• Lokomat scheint auch einen größeren Einfluss auf die Qualität des Gehens als auf WegZeit-Parameter wie Kadenz, Geschwindigkeit, etc. zu haben (Belastung wichtig)
Funktionelle Erholung über die Zeit
F(t)
Barthel Index
AP
C
C versus AP; r=0.69**; p<0.001
K versus AP; r=-0.47**; p<0.001
K
5 weeks
time in weeks
26
Kwakkel G, Kollen B, van der Grond J, Prevo AJH. Probability of regaining dexterity in
the flaccid upper limb. Impact of severity of paresis and time since onset in acute stroke.
Stroke 2003;34:2181-2186
Zusammenfassung
• Kein signifikanter Unterschied zwischen beiden Gruppen am Ende des Trainings (Woche
8), d.h. das Lokomattraining scheint mindestens gleich gut wie die konventionelle
Physiotherapie zu sein
• Stärkere Verbesserung der Gehfähigkeit in der Lokomatgruppe in den ersten zwei
Wochen als in der Kontrollgruppe (Frühphase)
• Hohe Korrelation zwischen Woche zwei und Woche acht in allen Subscores der Gruppe 1
und in einigen Subscores der Gruppe 2 (je früher eine Verbesserung Eintritt, desto besser
schein es für den Outcome zu sein; Kwakkel 2004)
• Geringere Hilfeleistung und größerer Prozentsatz an „freien Gehern“ in Gruppe 1 als in
Gruppe 2 am Ende des Trainings (Hilfe: Gruppe 1: 39%; Grupp 2: 45%; freies Gehen:
Gruppe 1: 28%; Gruppe 2: 23%)
• Verstärkte funktionelle Entwicklung v.a. in komplexeren Aufgaben wie Gehen im KH bzw.
im Freien, Stiegensteigen oder Laufen/Springen in Gruppe 1 als in Gruppe 2 (Gruppe 1:
64%; Gruppe 2: 53%)
• Lokomat scheint auch einen größeren Einfluss auf die Qualität des Gehens als auf WegZeit-Parameter wie Kadenz, Geschwindigkeit, etc. zu haben (Belastung wichtig)
Was hat sich bewährt?
Wo liegen die Gefahren?
Bewährtes
•
•
•
•
•
•
langes und intensives Training (hohe Wiederholungszahlen und lange Trainingszeiten)
verlängertes Training in der Frührehabilitation
Training im sinnvollen Bewegungszusammenhang
Training in einem geführten Setup (Stabilität und Sicherheit)
positiver Einfluss auf Metabolismus, Muskulatur (Tonus), EMG-Aktivität
positiver Einfluss auf Gangqualität
Gefahren
•
•
•
•
•
•
•
•
Power-Berechnung: 20% Verbesserung der neuen Strategie zu hoch
zu geringe Patientenzahlen (16, 74)
fehlende Belastung (BWS) im Verlauf des Trainings
wenig Übungen für Rumpf und OE
Patienten werden nicht mehr vom zugeteilten Therapeuten betreut
zu geringe Variation beim Training (Anpassung an Untergründe und Steigungen)
zu große Zerstreuung der Sinneskanäle (Musik, Video, VR, Angehörige, etc.)
Trainingssteuerung (Stipar 2005 - ?)
Danke für Ihre Geduld und Ihre Aufmerksamkeit
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