Este estudio contó con el apoyo de los Fondos de Investigación Fundamental para los Institutos Centrales de Investigación de Bienestar Público (2019CZ-11) y el Proyecto del Centro de Investigación de Rehabilitación de China (número: 2021zx-Q5).

Este estudio fue un ensayo controlado aleatorizado simple ciego y fue aprobado por el Comité de Ética del Centro de Investigación de Rehabilitación de China (CRRC-IEC-RF-SC-005-01) y registrado en el Registro Chino de Ensayos Clínicos (MR-11-23-023832).
1. Participantes
<ol><li>Con base en la literatura existente21, utilizar las puntuaciones reportadas de la Evaluación de Fugl-Meyer en las extremidades superiores (FMA-UE) del grupo experimental y del grupo control después de 4 semanas de tratamiento como estándar para calcular el tamaño de la muestra. Para un tamaño del efecto estimado de 0,28, un nivel de prueba (α) de 0,05, una distribución bilateral para el valor Z y una potencia de 0,8, el tamaño de la muestra calculado es 28. Suponiendo una tasa de abandono del 10%, el tamaño de muestra final necesario es de 32.</li>
	<li>Reclutar pacientes del Departamento de Terapia Ocupacional del Centro de Investigación de Rehabilitación de China. Seleccionar a los pacientes de acuerdo con los siguientes criterios de inclusión: diagnóstico de lesión hemisférica derecha (RHD) de primera aparición; tiempo de inicio dentro de los 3 meses; edad entre 18 y 75 años; Puntuación del Mini-Examen del Estado Mental (MMSE)22> 20; Brunnstrom estadio I o II23 para el miembro superior y la mano; y diestros.</li>
	<li>Se excluyeron los pacientes con depresión evidente, ansiedad o enfermedades físicas graves concurrentes y se excluyeron aquellos que no cooperaron con el entrenamiento.</li>
	<li>Incluya solo a los participantes que firmen un formulario de consentimiento informado antes del estudio. El diagrama de flujo de reclutamiento se muestra en la Figura 1.</li>
</ol>2. Aleatorización y asignación
<ol><li>Asignar aleatoriamente a los pacientes que cumplen los criterios experimentales en el grupo experimental (GE) y el grupo control (GC). Asigne a un terapeuta que no esté involucrado en la evaluación o selección del sujeto para que realice el procedimiento de aleatorización con un generador de datos aleatorios en una computadora (https://www.randomizer.org/).</li>
</ol>3. Intervención
<ol><li>Administrar a ambos grupos tratamiento farmacológico convencional y rehabilitación convencional. Dé a todos los pacientes 20 minutos de terapia ocupacional funcional (FOT) y 10 minutos de diferentes tipos de ejercicio para las extremidades superiores (por ejemplo, realizado por el electrocardiograma activo y el GC realizado por el movimiento pasivo) diariamente durante un total de 30 minutos al día, 5 días a la semana durante 4 semanas. Para garantizar la consistencia de la intervención, seleccione un terapeuta para realizar todas las intervenciones y ofrezca capacitación previa a la investigación a ese terapeuta.</li>
	<li>Terapia ocupacional funcional (FOT): NOTA: El paciente utiliza las articulaciones metacarpofalángicas e interfalángicas del dedo afectado para realizar movimientos de agarre del dedo impulsados por el guante en el lado sano.<ol><li>Pida al terapeuta que mueva pasivamente el hombro, el codo, la muñeca, el pulgar y los dedos de la extremidad afectada durante aproximadamente 1 minuto.</li>
		<li>Después de los movimientos pasivos, instruya al paciente para que use la extremidad y la mano no afectadas para accionar la extremidad y la mano afectadas para realizar actividades como empujar un rodillo de espuma, levantar una clavija de madera, levantar pequeños palos de madera y sostener una pelota. Elija dos o tres actividades para cada sesión de entrenamiento de acuerdo con la condición del paciente.</li>
	</ol></li>
	<li>Movimiento activo asistido (AAM)<ol><li>Seleccione un dispositivo de entrenamiento de rehabilitación para la mano que se va a entrenar. El dispositivo está diseñado para ayudar al paciente a realizar movimientos pasivos o activos. Seleccione el modo de espejo inteligente y establezca el tiempo en 10 minutos. Pregunte al paciente sobre sus sentimientos y elija entre los niveles 1-10 de acuerdo con la experiencia y tolerancia del paciente. A continuación, haga clic en el botón Inicio .</li>
		<li>A medida que la mano no afectada realiza el agarre voluntario, instruya al paciente para que observe el movimiento y trate de agarrar con la mano afectada con la ayuda del guante (Figura 2A).</li>
		<li>A medida que la mano no afectada se abre voluntariamente, instruya al paciente para que observe el movimiento y trate de abrir los dedos de la mano afectada con la ayuda del guante (Figura 2B) NOTA: Cuando la mano no afectada agarra, los sensores del guante no afectado no pueden detectar la señal de luz bloqueada, y el guante del lado no afectado se activará para agarrar. Cuando se abre la mano no afectada, los sensores del guante no afectado detectan una señal luminosa y activan la apertura del guante de la mano no afectada.</li>
		<li>Repita el proceso anterior cíclicamente durante 10 minutos, después de lo cual el equipo finalizará el proceso de entrenamiento automáticamente.</li>
	</ol></li>
	<li>Movimiento pasivo (PM)<ol><li>Haga que el paciente use el mismo dispositivo para realizar el agarre pasivo y la apertura de la mano. Coloque el guante correspondiente en la mano afectada. Seleccione el modo pasivo, establezca el tiempo en 10 minutos, ajuste la intensidad de los niveles 1 a 10 de acuerdo con las sensaciones del paciente y luego haga clic en el botón Inicio .</li>
		<li>Indique al paciente que permanezca relajado y que cierre y abra la mano afectada con la ayuda del guante (Figura 2C). Haga que el paciente continúe durante 10 minutos, después de lo cual el dispositivo finalizará el entrenamiento automáticamente.</li>
	</ol></li>
</ol>4. Apreciación
<ol><li>Hacer que las evaluaciones clínicas sean realizadas por otro terapeuta que no esté ciego a las tareas grupales. Haga que este terapeuta evalúe a cada paciente dos veces: una antes de la intervención y otra inmediatamente después de las 4 semanas de intervención.<ol><li>Recopilar información básica del paciente, como la edad, el sexo y el tipo de lesión.</li>
		<li>Evaluar la función motora de la extremidad superior antes y después de la intervención mediante la Evaluación de Fugl-Meyer para la extremidad superior (FMA-UE)24. Además, utilice el componente muñeca-mano de la FMA (FMA-WH) para evaluar la función de la mano de los pacientes.</li>
		<li>Evaluar la capacidad para realizar actividades cotidianas utilizando el índice de Barthel modificado (MBI)25.</li>
		<li>Monitorizar la activación de las áreas motoras primarias durante las tareas motoras pasivas utilizando fNIRS.</li>
		<li>Adquisición de datos funcionales de espectroscopia de infrarrojo cercano<ol><li>Obtener un sistema de imágenes funcionales cerebrales de infrarrojo cercano de tipo investigación con el que recopilar los datos fNIRS. Dicho sistema utiliza tres longitudes de onda de luz infrarroja cercana (780, 805 y 830 nm) para monitorear los cambios en la concentración de oxihemoglobina (Δ[Oxy-Hb]) y desoxihemoglobina (Δ[Deoxy-Hb]) y la concentración total de hemoglobina (Δ[Hb]); su frecuencia de muestreo es de 13 Hz.</li>
			<li>Según el sistema internacional 10-20, coloque 4 emisores de fuentes de luz y 4 detectores en la corteza motora primaria bilateral (M1), con un total de 20 canales. Consulte la Figura 3 para ver las posiciones específicas.</li>
		</ol></li>
		<li>Procedimiento de la tarea<ol><li>Realice la evaluación fNIRS en 5 ensayos consecutivos en un paradigma modular (descanso [15 s]-tarea [30 s]-descanso [15 s]), como se describe en los pasos 4.1.6.2-4.1.6.9 (véase la figura 4).</li>
			<li>Abra la interfaz de computadora fNIRS e ingrese la información básica del paciente. A continuación, elija la disposición de optódicos 2X4(R), 2X4(L). Elija el paradigma de tareas 15-30-15 y establezca el tiempo de evaluación en 5.</li>
			<li>Coloque el dispositivo del sistema de infrarrojo cercano en el paciente de acuerdo con la disposición de los optos. Ajuste las posiciones de los emisores y detectores, y retire con cuidado el cabello para que los optodos estén en estrecho contacto con el cuero cabelludo. Una vez completado el ajuste, haga clic en el botón Aceptar .</li>
			<li>Vaya a la interfaz de ajuste automático de señal del sistema, haga clic en Standby y ajuste todos los canales para que se muestren en verde (señal buena).</li>
			<li>Coloque el guante en la mano afectada del paciente. Selecciona el modo de ejercicio pasivo . Dado que la frecuencia de entrenamiento cambiará con la fuerza, seleccione la fuerza promedio, es decir, 5 marchas, para cada sujeto durante la prueba.</li>
			<li>Haga clic en el botón Inicio en la interfaz de la computadora fNIRS. Realiza la tarea en 3 fases. Mida una fase de reposo inicial de 15 s, contando hacia atrás desde 15 s hasta 0 s. Durante este proceso, indíquele al paciente que se siente en silencio en la silla, que se quede quieto y que trate de no pensar en otras cosas para que el cerebro esté en un estado relajado.</li>
			<li>Cuando la cuenta regresiva del tiempo llegue a 0 s, haga clic en el botón Inicio del dispositivo de mano. La mano afectada del paciente comenzará movimientos pasivos de agarre y apertura con la ayuda del guante. En este momento, la computadora comenzará a contar hacia atrás desde 30 s, que es la duración del movimiento pasivo. Cuando la cuenta regresiva llegue a 0 s, haga clic en el botón Detener del dispositivo de mano para finalizar el ejercicio. La frecuencia de agarre y apertura es establecida por el dispositivo; Se completarán 3 ciclos de agarre y apertura 3 veces durante la tarea de 30 s.</li>
			<li>Comience otro período de descanso de 15 s como se describió anteriormente. Cuando ha pasado este intervalo, la primera prueba de descanso-tarea-descanso ha terminado.</li>
			<li>Repita la prueba de descanso-tarea-descanso anterior 5 veces y luego finalice la prueba fNIRS.</li>
		</ol></li>
		<li>Análisis de datos en infrarrojo cercano:<ol><li>Para este análisis, utilice el software de análisis de datos instalado en el sistema fNIRS, como se describe a continuación.</li>
			<li>Elimine los datos atípicos causados por artefactos de movimiento severos en todos los canales y los datos perdidos. NOTA: Cuando se realizó este protocolo, se eliminaron 1 valor atípico en el EG, 1 valor atípico en el GC y 2 casos de datos descartados en el GC.</li>
			<li>Descarte cualquier canal con artefactos de movimiento obvios.</li>
			<li>Realice el promedio de superposición de los canales izquierdo y derecho (10 canales por lado) por separado.</li>
			<li>Utilice un filtro de paso de banda (0,01-0,08 Hz) para eliminar los componentes de ruido con fluctuaciones periódicas obvias en la señal, incluido el ruido mecánico y el ruido fisiológico. Los tipos de ruido fisiológico que deben eliminarse incluyen la frecuencia cardíaca (aproximadamente 1 Hz), la respiración (aproximadamente 0,2-0,3 Hz), las ondas de Mayer (aproximadamente 0,1 Hz) y las fluctuaciones fisiológicas de frecuencia extremadamente baja (<0,01 Hz).</li>
			<li>Tome los 15 s antes y después del inicio de la tarea experimental como línea de base, y tome un bloque (descanso [15 s]-tarea [30 s]-descanso [15 s]) como unidad de prueba. Superponga los cinco bloques y tome el promedio.</li>
			<li>Utilice el método Savitzky-Golay para suavizar. Establezca el número de puntos de suavizado en 5 y el número de tiempos de suavizado en 126.</li>
			<li>Después del preprocesamiento, calcule los valores de la integral y el centroide.</li>
			<li>Utilice la prueba de Shapiro-Wilk (Shapiro-Wilk, SW) para probar la normalidad de los valores del centroide, los valores integrales y sus diferencias antes y después de la intervención en los dos grupos; considere los datos distribuidos normalmente si el valor de P resultante es >0,05.</li>
			<li>Utilice la prueba t de muestra independiente para comparar los datos entre los dos grupos antes y después de la intervención. Utilice la prueba t de muestras emparejadas para comparar los valores del centroide y los valores integrales dentro de los dos grupos antes y después de la intervención.</li>
		</ol></li>
	</ol></li>
</ol>5. Estadísticas
<ol><li>Utilice SPSS para el análisis estadístico.</li>
	<li>Pruebe la normalidad de los datos mediante el test SW.</li>
	<li>Compare los datos generales de los pacientes de cada grupo utilizando la prueba exacta de Fisher o una prueba t de muestra independiente.</li>
	<li>Los datos de comportamiento se compararon entre grupos y dentro de los grupos utilizando ANOVA repetido y se describieron como media ± desviación estándar.</li>
</ol>

Espectroscopía funcional de OT e infrarrojo cercano para estudiar la remodelación de la función cerebral

Los autores declaran que la investigación se llevó a cabo en ausencia de cualquier relación comercial o financiera que pudiera interpretarse como un potencial conflicto de intereses.

En este estudio, mediante el uso de espectroscopia de infrarrojo cercano, exploramos el efecto de FOT combinado con el entrenamiento funcional de las extremidades superiores en diferentes modos de ejercicio en la rehabilitación temprana de los pacientes con RHD. FOT ayuda al paciente a mover pasivamente las extremidades superiores rígidas para facilitar el entrenamiento posterior. La clave es que la mano sana lleve a la mano afectada a realizar tareas funcionales útiles, importantes y prácticas, utilizar objetos de la vida real y simular escenarios reales en la medida de lo posible28. Esto puede estimular el entusiasmo del paciente por el tratamiento y maximizar el movimiento activo del paciente. El punto más crucial de la AAM es que el movimiento del paciente es impulsado por la extremidad y la mano no afectadas, mientras que la extremidad y la mano afectadas hacen un intento activo espontáneo, que es la característica más importante que lo distingue del movimiento pasivo. Los dispositivos de rehabilitación proporcionan a los pacientes información visual y táctil en tiempo real y completan un circuito cerrado entre el sistema nervioso central y la periferia en el entrenamiento de rehabilitación29.
No hay técnicas complejas involucradas en el entrenamiento para la tarea de rehabilitación, pero existen numerosas advertencias a tener en cuenta al evaluar a los pacientes con fNIRS. Para garantizar una buena señal fNIRS y evitar que los artefactos de movimiento interfieran con los resultados de la prueba, generalmente colocamos un soporte para la cabeza en la mesa frente al sujeto. Ajustamos la altura de la mesa para que la barbilla del sujeto descanse sobre el soporte de la cabeza sin causar molestias. Esto ayuda a reducir el balanceo de la cabeza durante el movimiento. Además, la grasa de la piel en el cuero cabelludo afectará la señal óptica; En consecuencia, limpiamos el aceite de la cabeza del paciente con papel absorbente de aceite antes del experimento para garantizar la calidad de la señal. Basándonos en experiencias previas, también hemos descubierto que la reducción de la influencia de la luz y el sonido naturales mejora la recogida de señales fNIRS; Por lo tanto, recopilamos todos los datos en un entorno oscuro y tranquilo30.
Estudios previos han demostrado que la MT puede mejorar eficazmente la flexibilidad de los dedos después de un accidente cerebrovascular 31, especialmente para la rehabilitación de las extremidades superiores de pacientes subagudos32 y, por lo tanto, se muestra muy prometedora para restaurar la función motora y mejorar la capacidad de realizar las actividades diarias después de un daño en el hemisferio cerebral 33,34,35,36. Cuando un paciente mueve su brazo no afectado, una ilusión óptica formada por un espejo es considerada por el paciente como el movimiento de su mano afectada, lo que aumenta la actividad de sus áreas corticales visuales y somatosensoriales, mejorando así la atención del paciente y reduciendo la posibilidad de negligencia unilateral37,38. De esta manera, el paciente puede elegir conscientemente utilizar las extremidades afectadas con mayor frecuencia39. Sobre la base de la TA tradicional, proporcionamos directamente estimulación somatosensorial y retroalimentación visual a la extremidad afectada a través del dispositivo AAM, lo que reduce la sensación desagradable causada por la asincronía de la propiocepción de la mano afectada y la visión40, demostrando así un potencial terapéutico más amplio que la TA convencional. Nuestro equipo de entrenamiento tiene un procedimiento operativo simple y un fuerte perfil de seguridad, con la opción de detener el entrenamiento inmediatamente haciendo clic en el botón de cerrar para evitar situaciones de emergencia que puedan ocurrir durante la prueba. Además, algunos estudios han demostrado que la MT puede promover la normalización del equilibrio del hemisferio después de un accidente cerebrovascular mediante la regulación de la excitabilidad de M1. En estudios de seguimiento, utilizaremos fNIRS para evaluar la conectividad funcional en estado de reposo de la corteza cerebral para verificar los cambios en el hemisferio cerebral en pacientes con RHD después del tratamiento41.
Este estudio tiene varias limitaciones. En primer lugar, el paradigma de tarea elegido para la prueba de espectroscopia de infrarrojo cercano es pasivo, mientras que la activación cerebral puede ocurrir más en movimientos activos. Por lo tanto, el paradigma de la tarea de los intentos activos puede ser más adecuado que el movimiento pasivo. En segundo lugar, monitorizamos solo el área M1, pero la MT también aumenta la actividad neuronal en áreas involucradas en la asignación de atención y el control cognitivo, lo que puede promover la recuperación de la función motora al aumentar el papel cognitivo en el control motor42; Por lo tanto, también puede ser necesario monitorizar la hemodinámica prefrontal. Además, debido a la gran cantidad de planes de tratamiento para los pacientes hospitalizados, solo se realizaron 10 minutos de entrenamiento de rehabilitación de manos todos los días. En el futuro, el tiempo de entrenamiento debe extenderse para explorar mejor el efecto rehabilitador. Se necesitan estudios de seguimiento para observar el efecto a largo plazo de este entrenamiento. En el futuro, se espera que los estudios multicéntricos de muestras grandes proporcionen las estrategias de rehabilitación más adecuadas para los pacientes con RHD temprana.

El daño cerebral hemisférico puede conducir a la disfunción sensorial y motora de las extremidades contralaterales 1,2,3, afectando negativamente el control motor, la movilidad y el aprendizaje funcional de los pacientes en diversos grados4 y, por lo tanto, imponiendo pesadas cargas a las familias y a la sociedad5. Para los pacientes con daño en el hemisferio derecho (RHD), la velocidad de recuperación es menos que satisfactoria. Sin embargo, en la mayoría de los casos de RHD, las extremidades izquierdas afectadas, al estar en el lado no dominante del cuerpo, han recibido una atención insuficiente por parte del paciente y de los cuidadores. Dado que la disfunción de los miembros superiores y de las manos afecta seriamente la capacidad para realizar las actividades diarias y la calidad de vida, es necesario un método más adecuado para mejorar el efecto de rehabilitación de la función de los miembros superiores en los pacientes con RHD 6,7,8,9,10.
La terapia de ejercicios es un método importante para ayudar a los pacientes a recuperar la función de sus extremidades. Para la rehabilitación temprana de pacientes con lesión cerebral, se suelen utilizar métodos de entrenamiento de movimiento pasivo (PM) y movimiento activo asistido (AAM). La AAM implica la actividad de articulaciones específicas completada a través de una combinación de su propia fuerza muscular y asistencia externa11. La clave es que el paciente participe activamente en la rehabilitación asistida. La disposición del cerebro humano para activarse puede ayudar a estimular e integrar el sistema motor en el ciclo de control motor. Muchos estudios han demostrado que la AAM puede inducir cambios neuroplásticos, lo que conduce a una mayor recuperación funcional en los pacientes12,13.
La espectroscopia funcional de infrarrojo cercano (fNIRS) es una técnica de imagen basada en principios ópticos. De acuerdo con la correlación entre la atenuación de la luz en el tejido y las diferentes concentraciones de sustancias absorbentes de luz, fNIRS puede analizar cuantitativamente los cambios de concentración en la hemoglobina oxigenada y la hemoglobina desoxigenada en el tejido cerebral, monitoreando así la actividad funcional de la corteza cerebral14. Muchos estudios han demostrado que el fNIRS es un medio importante para monitorear la oxigenación cerebral y el metabolismo energético después de una lesión del hemisferio cerebral 15,16,17. Por lo tanto, fNIRS podría ser un método de monitoreo adecuado para estudiar los cambios en la corteza cerebral relacionados con la recuperación de la función motora de las extremidades superiores después de una lesión del hemisferio cerebral.
Las señales motoras producidas por los diferentes métodos de entrada sensorial y los estados de ajuste de la corteza sensorial son diferentes18,19. Los estímulos sensoriales producidos por los movimientos pasivos y activos están estrechamente relacionados con la estabilidad de la percepción y la capacidad de construir representaciones precisas del entorno, que luego guían el comportamiento20. Este estudio fue diseñado para explorar los efectos de diferentes modos de ejercicio en la rehabilitación temprana de las extremidades superiores y la activación cerebral en pacientes con lesiones cerebrales hemisféricas mediante el análisis de datos de fNIRS y proporcionar estrategias científicas para la rehabilitación integral de pacientes en el futuro.
El propósito de este estudio fue investigar los efectos de FOT combinado con diferentes tipos de ejercicio sobre la función de las extremidades superiores y la remodelación cerebral en pacientes con RHD. Planteamos la hipótesis de que FOT-AAM es más eficaz que FOT-PM para mejorar la función de las extremidades superiores y la activación cerebral en pacientes con RHD.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Hand Active Passive Rehabilitation Trainer</td>
			<td>Soft Robot Technology Co., Ltd.</td>
			<td>H1000</td>
			<td>FOT-AAM group training/FOT-PM group training</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Near-Infrared Brain Functional Imaging System</td>
			<td>Shimadzu (China) Co.,Ltd.</td>
			<td>LIGHTNIRS</td>
			<td>Assessment</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

investigating the effect of different types of exercise on upper limb functional recovery in patients with right hemisphere damage based on fnirs

Investigar los efectos de la terapia ocupacional funcional (FOT) combinada con diferentes tipos de ejercicio sobre la recuperación de la función motora de las extremidades superiores y la remodelación de la función cerebral en pacientes con daño en el hemisferio derecho (RHD) mediante el análisis de espectroscopia funcional de infrarrojo cercano (fNIRS). Los pacientes (n = 32) con RHD en el Hospital Bo'ai de Beijing fueron reclutados y asignados aleatoriamente para recibir FOT combinado con movimiento pasivo (N = 16) o FOT combinado con movimiento activo asistido (N = 16). El grupo de movimiento pasivo (FOT-PM) recibió terapia ocupacional funcional durante 20 minutos y ejercicio pasivo durante 10 minutos en cada sesión, mientras que el grupo de movimiento activo asistido (FOT-AAM) recibió terapia ocupacional funcional durante 20 minutos y ejercicio activo asistido durante 10 minutos. Ambos grupos recibieron tratamiento farmacológico convencional y otros tratamientos de rehabilitación. El tratamiento se realizó una vez al día, 5 veces por semana durante 4 semanas. La recuperación de la función motora y de las actividades de la vida diaria (AVD) se evaluó mediante la evaluación de Fugl-Meyer de la extremidad superior (FMA-UE) y el índice de Barthel modificado (MBI) antes y después del tratamiento, y la activación cerebral del área motora bilateral se analizó con fNIRS. Los hallazgos sugirieron que la FOT combinada con AAM fue más efectiva que la FOT combinada con PM para mejorar la función motora de las extremidades superiores y los dedos de los pacientes con RHD, mejorando su capacidad para realizar actividades de la vida diaria y facilitando la remodelación de la función cerebral del área motora.

Cerebral hemispheric damage can lead to sensory and motor dysfunction of the contralateral limbs1,2,3, negatively affecting patients&#39; motor control, mobility, and functional learning to various degrees4 and therefore imposing heavy burdens on families and society5. For patients with right hemisphere damage (RHD), the speed of recovery is less than satisfactory. However, in most RHD cases, the affected left limbs, being on the non-dominant side of the body, have received insufficient attention from the patient and the caregivers. Given that dysfunction of the upper limbs and hands seriously affects the ability to perform daily activities and quality of life, a more suitable method to improve the rehabilitation effect of upper limb function in RHD patients is needed6,7,8,9,10.
Exercise therapy is an important method to help patients recover their limb function. For the early rehabilitation of patients with brain injury, passive movement (PM) and assisted active movement (AAM) training methods are usually used. AAM entails the activity of specific joints completed through a combination of their own muscle strength and outside assistance11. The key is for the patient to actively participate in assisted rehabilitation. The readiness of the human brain to activate can help stimulate and integrate the motor system in the cycle of motor control. Many studies have shown that AAM can induce neuroplastic changes, thereby leading to increased functional recovery in patients12,13.
Functional near-infrared spectroscopy (fNIRS) is an imaging technique based on optical principles. According to the correlation between the attenuation of light in the tissue and the different concentrations of light-absorbing substances, fNIRS can quantitatively analyze concentration changes in oxygenated hemoglobin and deoxygenated hemoglobin in brain tissue, thereby monitoring the functional activity of the cerebral cortex14. Many studies have shown that fNIRS is an important means of monitoring brain oxygenation and energy metabolism after cerebral hemisphere injury15,16,17. Therefore, fNIRS might be a suitable monitoring method for studying cerebral cortex changes related to upper limb motor function recovery after cerebral hemisphere injury.
The motor signals produced by different sensory input methods and the adjustment states of the sensory cortex are different18,19. The sensory stimuli produced by passive and active movements are closely related to the stability of perception and the ability to build accurate representations of one&#39;s environment, which then guide one&#39;s behavior20. This study was designed to explore the effects of different modes of exercise on early upper limb rehabilitation and brain activation in patients with cerebral hemispheric injuries by analyzing fNIRS data and to provide scientific strategies for the comprehensive rehabilitation of patients in the future.
The purpose of this study was to investigate the effects of FOT combined with different types of exercise on upper limb function and brain remodeling in RHD patients. We hypothesized that FOT-AAM is more effective than FOT-PM in improving upper limb function and brain activation in RHD patients.

Autor destacado: Avance de la rehabilitación de las extremidades superiores en pacientes con daño en el hemisferio derecho mediante ejercicio activo asistido

Investigación del efecto de diferentes tipos de ejercicio en la recuperación funcional de las extremidades superiores en pacientes con daño en el hemisferio derecho basado en fNIRS

We are trying to address upper limb rehabilitation for spinal cord injury patients, and we have studied the effectiveness of assisted active exercise in functional occupational therapy for patients with right hemisphere damage. We currently used head rehabilitation robotics and the near-infrared functional brain imagining technology for our research. Challenges encountered so far include the need for the patient to keep his head stable during fNIRS testing and the need to carefully adjust to the optical and to ensure good quality channel signal.Our findings suggest that patients should be fully motivated and assisted with active rehabilitation exercise rather than purely passive exercise in the future, as this is more effective in the rehabilitation training for brain function remodeling.

Referencia De octubre de 2021 a junio de 2023, reclutamos a 35 pacientes, 32 de los cuales finalmente completaron el estudio; Ningún paciente experimentó ningún evento adverso durante el ensayo.
En cuanto a la sintomatología clínica de los dos grupos de pacientes (Tabla 1), las edades medias del GE y del GC fueron de 53,19 ± 10,72 y 55,88 ± 12,32 años (P = 0,515), respectivamente. No hubo diferencias significativas en cuanto al sexo, el tipo de enfermedad, las puntuaciones FMA-UL o las puntuaciones MBI (P > 0,05). Antes de la intervención, las puntuaciones de FMA-WH de todos los pacientes de ambos grupos eran de 0 puntos.
FMA-UL tiene una alta significación clínica y puede evaluar de manera efectiva y confiable la afectación de las extremidades superiores en pacientes con lesión cerebral. El FMA-UL tiene un total de 33 ítems de evaluación de la extremidad superior, y cada puntuación unidireccional se asigna como 2 puntos para la finalización completa, 1 punto para la finalización parcial y 0 puntos para la no finalización. La puntuación total posible de movimiento de las extremidades superiores es de 66 puntos. Como subcategoría de la FMA-UL, la escala muñeca-mano (FMA-WH) tiene 12 ítems, con una puntuación total posible de 24 puntos.
Los resultados del análisis de varianza de medidas repetidas mostraron que el efecto principal del grupo sobre la puntuación FMA-UL fue significativo, F = 5,564, p = 0,030, ɳ2p = 0,214; el efecto principal del tiempo fue significativo, F = 34,716, p < 0,001, ɳ2p = 0,831; el efecto de interacción del grupo y el tiempo fue significativo, F = 5,554, p = 0,030, ɳ2p = 0,256. (Tabla 2)
El efecto principal del grupo sobre la puntuación FMA-WH fue significativo, F = 8,817, p = 0,006, ɳ2p = 0,227; el efecto principal del tiempo fue significativo, F = 13,357, p = 0,001, ɳ2p = 0,308; El efecto de interacción entre el tiempo y el grupo fue significativo, F = 8,817, p = 0,006, ɳ2p = 0,227. (Tabla 2).
El índice de Barthel modificado se usa ampliamente para evaluar la capacidad de realizar actividades diarias y mide la capacidad de una persona para realizar diez de estas actividades básicas. La puntuación total posible en el índice de Barthel es de 100 puntos, y cuanto mayor sea la puntuación, mayor será la capacidad del paciente para realizar las actividades de la vida diaria.
El efecto principal del grupo sobre la puntuación del MBI fue significativo, F = 8,512, p = 0,007, ɳ2p = 0,221; el efecto principal del tiempo fue significativo, F = 588,559, p < 0,001, ɳ2p = 0,952; el efecto de interacción entre el grupo y el tiempo fue significativo, F = 10,425, p = 0,003, ɳ2p = 0,258. (Tabla 2).
El valor integral es la integral de la señal de oxígeno en sangre durante la ejecución de la tarea y refleja la magnitud de la respuesta hemodinámica durante la tarea. El valor del centroide es el tiempo (s) mostrado por la línea vertical del centro del área de cambio de la señal de oxígeno en sangre durante todo el período de la tarea y es un indicador de los cambios en el curso del tiempo a lo largo de la tarea, representando la velocidad de la respuesta hemodinámica27.
No hubo diferencia significativa en los valores de integral o centroide entre los dos grupos antes (Figura 5A) de la intervención (P > 0,05). Después de la intervención, el valor integral del hemisferio derecho de los sujetos en el GC fue de 0,20 ± 0,32, el valor integral del hemisferio derecho de los sujetos en el GE fue de -0,06 ± 0,24, y hubo diferencia significativa en las medias globales de los dos grupos (t=-2,489, d=0,92, P = 0,020, P < 0,025 se considera estadísticamente significativo) (Tabla 3). Después de la intervención, el valor integral del hemisferio izquierdo de los sujetos en el GC fue de 0,18 ± 0,32, el valor integral del hemisferio izquierdo de los sujetos del grupo GE fue de -0,04±0,26 y no hubo diferencia significativa en las medias globales de los dos grupos (t=-1,975, p=0,059, d=0,75). No hubo diferencias significativas en los valores de centroide entre los dos grupos después de la intervención (P > 0,025) (Figura 5B).
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/65996/65996fig01.jpg"> Figura 1: Diagrama de flujo de reclutamiento. Se reclutaron un total de 35 sujetos, de los cuales 2 sujetos no cumplieron con los requisitos y 1 sujeto abandonó debido a la epidemia, y finalmente se incluyeron 32 sujetos. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65996/65996fig01large.jpg" target="_blank">Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/65996/65996fig02.jpg"> Figura 2: Entrenamiento de rehabilitación de miembros superiores con diferentes modos de movimiento. (A,B) Por ejemplo, realizando un entrenamiento activo de rehabilitación de manos. (C) CG realizando entrenamiento de rehabilitación pasiva de la mano. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65996/65996fig02large.jpg" target="_blank">Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/65996/65996fig03.jpg"> Figura 3: Disposición y ubicación de los haces de luz. Un círculo rojo representa una fuente de luz, un círculo azul representa un detector y se muestra la trayectoria del haz entre ellos. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65996/65996fig03large.jpg" target="_blank">Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/65996/65996fig04.jpg"> Figura 4: Paradigma de tareas. Se utilizó un descanso (15 s)-tarea (30 s)-descanso (15 s) como unidad de prueba y se repitió 5 veces en total. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65996/65996fig04large.jpg" target="_blank">Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.</a>
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/65996/65996fig05.jpg"> Figura 5: Diagramas de dispersión que muestran las distribuciones de los valores del centroide y los valores integrales del hemisferio derecho en los dos grupos de pacientes. A) Antes de la intervención. B) Después de la intervención. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65996/65996fig05large.jpg" target="_blank">Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.</a>
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody><tr><td>Variable</td>
			<td>PM (n = 16)</td>
			<td>AAM (n = 16)</td>
			<td>Valor de p</td>
		</tr><tr><td>Género (masculino/femenino)</td>
			<td>9/7</td>
			<td>8/8</td>
			<td>1</td>
		</tr><tr><td>Edad en años (media ± DE)</td>
			<td>53,19 ± 10,72</td>
			<td>55,88 ± 12,32</td>
			<td>0.515</td>
		</tr><tr><td>Tipo (hemorrágico/isquémico)</td>
			<td>9/7</td>
			<td>6/10</td>
			<td>0.479</td>
		</tr></tbody></table>Tabla 1: Características de los sujetos. FMA: Evaluación Fugl-Meyer; MBI: Índice de Barthel Modificado; PM: movimiento pasivo; AAM: movimiento activo asistido; FOT: terapia ocupacional funcional.
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody><tr><td rowspan="2">Indicadores de evaluación</td>
			<td colspan="3">Efecto principal (grupo)</td>
			<td colspan="3">Efecto principal (tiempo)</td>
			<td colspan="3">Efecto de interacción (Grupo x Tiempo)</td>
		</tr><tr><td>F</td>
			<td>Valores P</td>
			<td>η²p</td>
			<td>F</td>
			<td>Valores P</td>
			<td>η²p</td>
			<td>F</td>
			<td>Valores P</td>
			<td>η²p</td>
		</tr><tr><td>FMA-UL</td>
			<td>5.564</td>
			<td>0.03</td>
			<td>0.214</td>
			<td>34.716</td>
			<td><0,001</td>
			<td>0.831</td>
			<td>5.554</td>
			<td>0.03</td>
			<td>0.256</td>
		</tr><tr><td>FMA-WH</td>
			<td>8.817</td>
			<td>0.006</td>
			<td>0.227</td>
			<td>13.357</td>
			<td>0.001</td>
			<td>0.308</td>
			<td>8.817</td>
			<td>0.006</td>
			<td>0.227</td>
		</tr><tr><td>MBI (en inglés)</td>
			<td>8.512</td>
			<td>0.007</td>
			<td>0.221</td>
			<td>588.559</td>
			<td><0,001</td>
			<td>0.952</td>
			<td>10.425</td>
			<td>0.003</td>
			<td>0.258</td>
		</tr></tbody></table>Tabla 2: Resultados del análisis del ANOVA repetido de dos vías realizado en GROUP, TIME y el efecto de interacción en FMA-UL, FMA-WH y MBI.
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody><tr><td></td>
			<td></td>
			<td>Grupo de Movimiento Activo Asistido</td>
			<td>Grupo de Movimiento Pasivo</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr><tr><td></td>
			<td></td>
			<td>DE ± media</td>
			<td>DE ± media</td>
			<td>Valor t</td>
			<td>Valor de p</td>
			<td>La d de Cohen</td>
		</tr><tr><td rowspan="2">Valor integral</td>
			<td>Izquierda</td>
			<td>-0,04 ± 0,26</td>
			<td>0,18 ± 0,32</td>
			<td>-1.975</td>
			<td>0.059</td>
			<td>0.75</td>
		</tr><tr><td>Derecha</td>
			<td>-0,06 ± 0,24</td>
			<td>0,20 ± 0,32</td>
			<td>-2.489</td>
			<td>0.02</td>
			<td>0.92</td>
		</tr><tr><td rowspan="2">Valor centoidal</td>
			<td>Izquierda</td>
			<td>13.03 ± 10.45</td>
			<td>11,54 ± 9,13</td>
			<td>0.396</td>
			<td>0.695</td>
			<td>0.15</td>
		</tr><tr><td>Derecha</td>
			<td>11.04 ± 12.00</td>
			<td>12,58 ± 10,98</td>
			<td>-0.351</td>
			<td>0.728</td>
			<td>0.13</td>
		</tr></tbody></table>Tabla 3: Comparación de los datos de fNIRS entre los dos grupos después de la intervención.

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Aquí, investigamos el efecto de la terapia ocupacional funcional combinada con el movimiento activo o pasivo asistido en la función de las extremidades superiores de pacientes con daño en el hemisferio derecho y exploramos el efecto de la espectroscopia funcional de infrarrojo cercano en la remodelación de la función cerebral.

To investigate the effects of functional occupational therapy (FOT) combined with different types of exercise on upper limb motor function recovery and ...

Estamos tratando de abordar la rehabilitación de las extremidades superiores para pacientes con lesiones de la médula espinal, y hemos estudiado la efectividad del ejercicio activo asistido en la terapia ocupacional funcional para pacientes con daño en el hemisferio derecho. Actualmente utilizamos la robótica de rehabilitación de la cabeza y la tecnología de imágenes cerebrales funcionales en el infrarrojo cercano para nuestra investigación. Los desafíos encontrados hasta ahora incluyen la necesidad de que el paciente mantenga su cabeza estable durante las pruebas de fNIRS y la necesidad de ajustarse cuidadosamente a la óptica y garantizar una señal de canal de buena calidad.Nuestros hallazgos sugieren que los pacientes deben estar completamente motivados y asistidos con ejercicio de rehabilitación activa en lugar de ejercicio puramente pasivo en el futuro, ya que esto es más efectivo en el entrenamiento de rehabilitación para la remodelación de la función cerebral.

investigating-effect-different-types-exercise-on-upper-limb

Research

JoVE Journal

Medicine

Investigating the Effect of Different Types of Exercise on Upper Limb Functional Recovery in Patients with Right Hemisphere Damage Based on fNIRS

580 vistas.  China Rehabilitation Research Center. Estamos tratando de abordar la rehabilitación de las extremidades superiores para pacientes con lesiones de la médula espinal, y hemos estudiado la efectividad del ejercicio activo asistido en la terapia ocupacional funcional para pacientes con daño en el hemisferio derecho. Actualmente utilizamos la robótica de rehabilitación de la cabeza y la tecnología de imágenes cerebrales funcionales en el infrarrojo cercano para nuestra investigación. Los desafíos encontrados hasta ahora inclu...

Video: Autor destacado: Avance de la rehabilitación de las extremidades superiores en pacientes con daño en el hemisferio derecho mediante ejercicio activo asistido

To investigate the effects of functional occupational therapy (FOT) combined with different types of exercise on upper limb motor function recovery and brain function remodeling in patients with right hemisphere damage (RHD) by analyzing functional near-infrared spectroscopy (fNIRS). Patients (n = 32) with RHD at Beijing Bo'ai Hospital were recruited and randomly allocated to receive either FOT combined with passive motion (N=16) or FOT combined with assisted active movement (N=16). The passive motion group (FOT-PM) received functional occupational therapy for 20 min and passive exercise for 10 min in each session, while the assisted active movement group (FOT-AAM) received functional occupational therapy for 20 min and assisted active exercise for 10 min. Both groups received conventional drug therapy and other rehabilitation therapy. Treatment was performed once a day, 5 times a week for 4 weeks. The recovery of motor function and activities of daily living (ADL) was assessed using Fugl-Meyer Assessment upper extremity (FMA-UE) and modified Barthel index (MBI) before and after treatment, and brain activation of the bilateral motor area was analyzed with fNIRS. The findings suggested that FOT combined with AAM was more effective than FOT combined with PM in improving the motor function of RHD patients' upper limbs and fingers, improving their ability to perform activities of daily living, and facilitating brain function remodeling of the motor area.

Here, we investigate the effect of functional occupational therapy combined with assisted active or passive motion on the upper limb function of patients with right hemisphere damage and explore the effect of functional near-infrared spectroscopy on brain function remodeling.

Investigación

Medicina

Functional Occupational Therapy for Patients with Right Hemisphere Damage to Study Brain Function Remodeling

To begin, identify the subject and the control group. Move the shoulder, elbow, wrist, thumb, and fingers of the affected limb of the patient for one minute. Then instruct the patient to actuate the affected hand using the unaffected hand to push a foam roller, lift a wooden peg, lift a small wooden stick, and hold a ball.For assisted active movement, select Smart Mirror mode, and set the time to 10 minutes on the rehabilitation training device. Ask the patient about their feelings, and choose from levels one to 10 according to the patient's experience and tolerance. Then click the Start button.As the patient voluntarily performs the grasping action with the unaffected hand, instruct them to observe the movement and try to grasp with the affected hand using the glove. Similarly, instruct the patient to observe the finger movements of the unaffected hand, and try to open the fingers of the affected hand. For passive movement, place the corresponding glove on the affected hand.Using the same device, select Passive mode. Set the time to 10 minutes, and adjust the intensity levels according to the patient's sensations. After starting the device, let the patient close and open the affected hand for 10 minutes.

Terapia ocupacional funcional para pacientes con daño en el hemisferio derecho para estudiar la remodelación de la función cerebral

Functional Near-Infrared Spectroscopy to Assess Post-Intervention Brain Function Remodeling

To begin, offer functional occupational therapy to the patients and the control group. For fNIRS, open the computer interface and enter the basic information of the subject. Then choose the optode arrangement, 2x4R, 2x4L followed by the 15-30-15 task paradigm, and set the assessment time to 5.Place the near-infrared system device on the patient according to the optode layout, and adjust the positions of the emitters and detectors. After removing the hair to facilitate close contact with the scalp, click the OK button. Next, click Standby, followed by Start Auto Adjust to calibrate all channels to display green.Then place the glove on the affected hand of the patient. After clicking the Start button on the fNIRS computer interface, measure the initial resting phase for 15 seconds as the patient sits quietly, avoiding external thoughts. Then click the Start button of the hand device, and after 30 seconds, click the Stop button to end the exercise.To complete the test, initiate another 15-second rest period. Finally, repeat the rest task rest test five times to complete the fNIRS. After the intervention, the fNIRS data showed a significant difference in the overall means of right hemisphere integral value for the subject in the control group and the experimental group, whereas no significant differences in the centroid values were observed between the two groups.