Cette étude a été soutenue par le Fonds de recherche fondamentale pour les instituts centraux de recherche sur le bien-être public (2019CZ-11) et le Projet du Centre de recherche sur la réadaptation de Chine (numéro : 2021zx-Q5).

Cette étude était un essai contrôlé randomisé en simple aveugle et a été approuvée par le Comité d’éthique du Centre de recherche en réadaptation de Chine (CRRC-IEC-RF-SC-005-01) et enregistrée dans le registre chinois des essais cliniques (MR-11-23-023832).
1. Les participants
<ol><li>Sur la base de la littérature existante21, utilisez les scores rapportés de l’évaluation de Fugl-Meyer des membres supérieurs (FMA-UE) du groupe expérimental et du groupe témoin après 4 semaines de traitement comme norme pour calculer la taille de l’échantillon. Pour une taille d’effet estimée de 0,28, un niveau de test (α) de 0,05, une distribution bilatérale pour la valeur Z et une puissance de 0,8, la taille d’échantillon calculée est de 28. En supposant un taux d’abandon de 10 %, la taille finale de l’échantillon nécessaire est de 32 personnes.</li>
	<li>Recruter des patients du département d’ergothérapie du Centre de recherche en réadaptation de Chine. Sélectionner les patients en fonction des critères d’inclusion suivants : diagnostic de lésion de l’hémisphère droit (RHD) d’apparition précoce ; délai d’apparition dans les 3 mois ; être âgé de 18 à 75 ans ; Score du mini-examen de l’état mental (MMSE)22> 20 ; Stade de Brunnström I ou II23 pour le membre supérieur et la main ; et droitier.</li>
	<li>Exclure les patients souffrant de dépression évidente, d’anxiété ou de maladies physiques graves concomitantes et ceux qui n’ont pas coopéré à la formation ont été exclus.</li>
	<li>N’incluez que les participants qui ont signé un formulaire de consentement éclairé avant l’étude. L’organigramme du recrutement est illustré à la figure 1.</li>
</ol>2. Randomisation et répartition
<ol><li>Répartissez au hasard les patients répondant aux critères expérimentaux dans le groupe expérimental (EG) et le groupe témoin (CG). Désignez un thérapeute qui n’est pas impliqué dans l’évaluation ou la sélection des sujets pour effectuer la procédure de randomisation avec un générateur de données aléatoires sur un ordinateur (https://www.randomizer.org/).</li>
</ol>3. Intervention
<ol><li>Donnez aux deux groupes un traitement médicamenteux conventionnel et une réadaptation conventionnelle. Donnez à tous les patients 20 minutes d’ergothérapie fonctionnelle (FOT) et 10 minutes de différents types d’exercices du membre supérieur (EG effectué en mouvement assisté actif et le CG effectué en mouvement passif) par jour pour un total de 30 minutes par jour, 5 jours par semaine pendant 4 semaines. Pour assurer l’uniformité de l’intervention, choisissez un thérapeute pour effectuer toutes les interventions et offrez une formation préalable à la recherche à ce thérapeute.</li>
	<li>Ergothérapie fonctionnelle (OFT) : REMARQUE : Le patient utilise les articulations métacarpo-phalangiennes et interphalangiennes du doigt affecté pour effectuer des mouvements de préhension du doigt entraînés par le gant du côté sain.<ol><li>Demandez au thérapeute de bouger passivement l’épaule, le coude, le poignet, le pouce et les doigts du membre affecté pendant environ 1 minute.</li>
		<li>Après les mouvements passifs, demandez au patient d’utiliser le membre et la main non affectés pour actionner le membre et la main affectés afin d’effectuer des activités telles que pousser un rouleau en mousse, soulever une cheville en bois, soulever de petits bâtons en bois et tenir une balle. Choisissez deux à trois activités pour chaque séance d’entraînement en fonction de l’état du patient.</li>
	</ol></li>
	<li>Mouvement actif assisté (AAM)<ol><li>Sélectionnez un appareil d’entraînement de rééducation pour la main qui sera entraînée. L’appareil est conçu pour aider le patient à effectuer des mouvements passifs ou actifs. Sélectionnez le mode Smart Mirror et réglez le temps sur 10 min. Demandez au patient ce qu’il ressent et choisissez parmi les niveaux 1 à 10 en fonction de son expérience et de sa tolérance. Cliquez ensuite sur le bouton Démarrer .</li>
		<li>Pendant que la main non affectée effectue une préhension volontaire, demandez au patient d’observer le mouvement et d’essayer de saisir avec la main affectée à l’aide du gant (Figure 2A).</li>
		<li>Lorsque la main non affectée est ouverte volontairement, demandez au patient d’observer le mouvement et d’essayer d’ouvrir les doigts de la main affectée à l’aide du gant (figure 2B) REMARQUE : Lorsque la main non affectée saisit, les capteurs sur le gant non affecté ne peuvent pas détecter le signal lumineux bloqué, et le gant du côté non affecté sera déclenché pour saisir. Lorsque la main non affectée s’ouvre, les capteurs situés sur le gant non affecté détectent un signal lumineux et déclenchent l’ouverture du gant de la main non affectée.</li>
		<li>Répétez le processus ci-dessus de manière cyclique pendant 10 minutes, après quoi l’équipement terminera automatiquement le processus d’entraînement.</li>
	</ol></li>
	<li>Mouvement passif (PM)<ol><li>Demandez au patient d’utiliser le même appareil pour effectuer la préhension passive et l’ouverture de la main. Placez le gant correspondant sur la main affectée. Sélectionnez le mode passif, réglez le temps sur 10 min, ajustez l’intensité des niveaux 1 à 10 en fonction des sensations du patient, puis cliquez sur le bouton Démarrer .</li>
		<li>Demandez au patient de rester détendu et de fermer et d’ouvrir la main affectée à l’aide du gant (figure 2C). Demandez au patient de continuer pendant 10 minutes, après quoi l’appareil mettra automatiquement fin à l’entraînement.</li>
	</ol></li>
</ol>4. Appréciation
<ol><li>Faites effectuer les évaluations cliniques par un autre thérapeute sans être à l’insu des devoirs de groupe. Demandez à ce thérapeute d’évaluer chaque patient deux fois : une fois avant l’intervention et une fois immédiatement après les 4 semaines d’intervention.<ol><li>Recueillez des informations de base sur le patient, notamment son âge, son sexe et le type de blessure.</li>
		<li>Évaluer la fonction motrice du membre supérieur avant et après l’intervention à l’aide de l’évaluation de Fugl-Meyer pour le membre supérieur (FMA-UE)24. De plus, utilisez la composante poignet-main de la FMA (FMA-WH) pour évaluer la fonction de la main des patients.</li>
		<li>Évaluez la capacité d’effectuer des activités quotidiennes à l’aide de l’indice de Barthel modifié (MBI)25.</li>
		<li>Surveillez l’activation des zones motrices primaires pendant les tâches motrices passives à l’aide de la fNIRS.</li>
		<li>Acquisition fonctionnelle de données de spectroscopie proche infrarouge<ol><li>Obtenir un système d’imagerie fonctionnelle cérébrale proche infrarouge de type recherche avec lequel recueillir les données fNIRS. Un tel système utilise trois longueurs d’onde de lumière proche infrarouge (780, 805 et 830 nm) pour surveiller les changements dans la concentration d’oxyhémoglobine (Δ[Oxy-Hb]) et de désoxyhémoglobine (Δ[Deoxy-Hb]) et la concentration totale d’hémoglobine (Δ[Hb]) ; sa fréquence d’échantillonnage est de 13 Hz.</li>
			<li>Selon le système international 10-20, placez 4 émetteurs de source lumineuse et 4 détecteurs sur le cortex moteur primaire bilatéral (M1), avec un total de 20 canaux. Voir la figure 3 pour les positions spécifiques.</li>
		</ol></li>
		<li>Procédure de tâche<ol><li>Effectuer l’évaluation fNIRS en 5 essais consécutifs dans un paradigme modulaire (repos [15 s]-tâche [30 s]-repos [15 s]), comme décrit aux étapes 4.1.6.2-4.1.6.9 (voir Figure 4).</li>
			<li>Ouvrez l’interface informatique fNIRS et entrez les informations de base du patient. Ensuite, choisissez la disposition des optodes 2X4(R), 2X4(L). Choisissez le paradigme de tâche 15-30-15 et définissez le temps d’évaluation sur 5.</li>
			<li>Placez le dispositif du système proche infrarouge sur le patient en fonction de la disposition des optodes. Ajustez les positions des émetteurs et des détecteurs, et retirez soigneusement les cheveux afin que les optodes soient en contact étroit avec le cuir chevelu. Une fois l’ajustement terminé, cliquez sur le bouton OK .</li>
			<li>Accédez à l’interface de réglage automatique du signal du système, cliquez sur Veille et ajustez tous les canaux pour qu’ils s’affichent en vert (bon signal).</li>
			<li>Placez le gant sur la main affectée du patient. Sélectionnez le mode d’exercice passif . Étant donné que la fréquence d’entraînement changera avec la force, sélectionnez la force moyenne, c’est-à-dire 5 vitesses, pour chaque sujet pendant le test.</li>
			<li>Cliquez sur le bouton Démarrer sur l’interface de l’ordinateur fNIRS. Effectuez la tâche en 3 phases. Mesurez une phase initiale de repos de 15 s, en comptant à rebours de 15 s à 0 s. Au cours de ce processus, demandez au patient de s’asseoir tranquillement sur la chaise, de rester immobile et d’essayer de ne pas penser à d’autres choses afin que le cerveau soit dans un état détendu.</li>
			<li>Lorsque le temps compte à rebours jusqu’à 0 s, cliquez sur le bouton Démarrer de l’appareil manuel. La main affectée du patient commencera des mouvements passifs de préhension et d’ouverture à l’aide du gant. À ce moment-là, l’ordinateur commencera à compter à partir de 30 s, ce qui correspond à la durée du mouvement passif. Lorsque le compte à rebours atteint 0 s, cliquez sur le bouton Arrêter de l’appareil manuel pour terminer l’exercice. La fréquence de préhension et d’ouverture est réglée par l’appareil ; 3 cycles de préhension et d’ouverture seront effectués 3 fois au cours de la tâche de 30 secondes.</li>
			<li>Commencez une autre période de repos de 15 secondes comme décrit précédemment. Une fois cet intervalle écoulé, le premier test repos-tâche-repos est terminé.</li>
			<li>Répétez le test repos-tâche-repos ci-dessus 5 fois, puis terminez le test fNIRS.</li>
		</ol></li>
		<li>Analyse des données dans le proche infrarouge :<ol><li>Pour cette analyse, utilisez le logiciel d’analyse de données installé dans le système fNIRS, comme décrit ci-dessous.</li>
			<li>Éliminez les données aberrantes causées par des artefacts de mouvement sévères dans tous les canaux et les données perdues. REMARQUE : Lorsque ce protocole a été exécuté, 1 valeur aberrante dans l’EG, 1 valeur aberrante dans le CG et 2 cas de perte de données dans le CG ont été éliminés.</li>
			<li>Éliminez tous les canaux présentant des artefacts de mouvement évidents.</li>
			<li>Effectuez le calcul de la moyenne de superposition des canaux gauche et droit (10 canaux par côté) séparément.</li>
			<li>Utilisez un filtre passe-bande (0,01-0,08 Hz) pour éliminer les composantes de bruit avec des fluctuations périodiques évidentes du signal, y compris le bruit mécanique et le bruit physiologique. Les types de bruit physiologique qui doivent être éliminés comprennent la fréquence cardiaque (environ 1 Hz), la respiration (environ 0,2-0,3 Hz), les ondes de Mayer (environ 0,1 Hz) et les fluctuations physiologiques de très basse fréquence (<0,01 Hz).</li>
			<li>Prenez les 15 s avant et après le début de la tâche expérimentale comme base de référence, et prenez un bloc (repos [15 s]-tâche [30 s]-repos [15 s]) comme unité de test. Superposez les cinq blocs et prenez la moyenne.</li>
			<li>Utilisez la méthode Savitzky-Golay pour le lissage. Réglez le nombre de points de lissage sur 5 et le nombre de temps de lissage sur 126.</li>
			<li>Après le prétraitement, calculez les valeurs de l’intégrale et du centroïde.</li>
			<li>Utiliser le test de Shapiro-Wilk (Shapiro-Wilk, SW) pour tester la normalité des valeurs du centroïde, des valeurs intégrales et de leurs différences avant et après l’intervention dans les deux groupes ; considérons les données normalement distribuées si la valeur P résultante est de >0,05.</li>
			<li>Utilisez le test t à échantillon indépendant pour comparer les données entre les deux groupes avant et après l’intervention. Utilisez le test t à échantillons appariés pour comparer les valeurs du centroïde et les valeurs intégrales dans les deux groupes avant et après l’intervention.</li>
		</ol></li>
	</ol></li>
</ol>5. Statistiques
<ol><li>Utilisez SPSS pour l’analyse statistique.</li>
	<li>Testez la normalité des données à l’aide du test SW.</li>
	<li>Comparez les données générales des patients de chaque groupe à l’aide du test exact de Fisher ou d’un test t à échantillon indépendant.</li>
	<li>Les données comportementales ont été comparées entre les groupes et au sein des groupes à l’aide d’une ANOVA répétée et décrites comme une moyenne ± un écart-type.</li>
</ol>

Spectroscopie fonctionnelle OT et proche infrarouge pour étudier le remodelage des fonctions cérébrales

Les auteurs déclarent que la recherche a été menée en l’absence de toute relation commerciale ou financière qui pourrait être interprétée comme un conflit d’intérêts potentiel.

Dans cette étude, en utilisant la spectroscopie proche infrarouge, nous avons exploré l’effet de la FOT combinée à l’entraînement fonctionnel des membres supérieurs dans différents modes d’exercice sur la rééducation précoce des patients atteints de RHD. La FOT aide le patient à déplacer passivement les membres supérieurs raides pour faciliter l’entraînement ultérieur. La clé est que la main saine amène la main affectée à effectuer des tâches fonctionnelles utiles, importantes et pratiques, à utiliser des objets de la vie réelle et à simuler autant que possible des scénarios réels28. Cela peut stimuler l’enthousiasme du patient pour le traitement et maximiser ses mouvements actifs. Le point le plus crucial de l’AAM est que le mouvement du patient est entraîné par le membre et la main non affectés, tandis que le membre et la main affectés font une tentative active spontanée, ce qui est la caractéristique la plus importante qui le distingue du mouvement passif. Les appareils de réadaptation fournissent aux patients un retour visuel et tactile en temps réel et complètent une boucle fermée entre le système nerveux central et la périphérie dans le cadre de l’entraînement à la réadaptation29.
Il n’y a pas de techniques complexes impliquées dans l’entraînement à la tâche de réadaptation, mais il y a de nombreuses mises en garde à prendre en compte lors de l’évaluation des patients atteints de fNIRS. Pour garantir un bon signal fNIRS et éviter que les artefacts de mouvement n’interfèrent avec les résultats du test, nous plaçons généralement un support de tête sur la table devant le sujet. Nous ajustons la hauteur de la table de manière à ce que le menton du sujet repose sur le support de tête sans causer d’inconfort. Cela aide à réduire le balancement de la tête pendant les mouvements. De plus, l’huile de la peau sur le cuir chevelu affectera le signal optique ; En conséquence, nous essuyons l’huile de la tête du patient avec du papier absorbant l’huile avant l’expérience pour garantir la qualité du signal. Sur la base de l’expérience précédente, nous avons également constaté que la réduction de l’influence de la lumière naturelle et du son améliore la collecte des signaux fNIRS ; Par conséquent, nous collectons toutes les données dans un environnement sombre et calme30.
Des études antérieures ont montré que la MT peut améliorer efficacement la flexibilité des doigts après un AVC 31, en particulier pour la réhabilitation du membre supérieur des patients subaigus32, et est donc très prometteuse dans la restauration de la fonction motrice et l’amélioration de la capacité à effectuer des activités quotidiennes après une lésion de l’hémisphère cérébral 33,34,35,36. Lorsqu’un patient bouge son bras non affecté, une illusion d’optique formée par un miroir est considérée par le patient comme le mouvement de sa main affectée, ce qui augmente l’activité de ses zones corticales visuelles et somatosensorielles, améliorant ainsi l’attention du patient et réduisant la possibilité de négligence unilatérale37,38. De cette façon, le patient peut choisir consciemment d’utiliser plus souvent les membres affectés39. Sur la base de la MT traditionnelle, nous fournissons directement une stimulation somatosensorielle et un retour visuel au membre affecté par le biais de l’appareil AAM, ce qui réduit la sensation désagréable causée par l’asynchronisme de la proprioception de la main affectée et de la vision40, démontrant ainsi un potentiel thérapeutique plus large que la MT conventionnelle. Notre équipement de formation a une procédure d’utilisation simple et un profil de sécurité solide, avec la possibilité d’arrêter immédiatement la formation en cliquant sur le bouton de fermeture pour éviter les situations d’urgence qui peuvent survenir pendant le test. De plus, certaines études ont démontré que la MT peut favoriser la normalisation de l’équilibre hémisphérique après un AVC en régulant l’excitabilité de M1. Dans les études de suivi, nous utiliserons la fNIRS pour évaluer la connectivité fonctionnelle au repos du cortex cérébral afin de vérifier les changements de l’hémisphère cérébral chez les patients atteints de RHD après le traitement41.
Cette étude présente plusieurs limites. Tout d’abord, le paradigme de tâche choisi pour le test de spectroscopie proche infrarouge est passif, tandis que l’activation cérébrale peut se produire davantage dans les mouvements actifs. Ainsi, le paradigme de la tâche des tentatives actives peut être plus approprié que le mouvement passif. Deuxièmement, nous n’avons surveillé que la zone M1, mais la MT augmente également l’activité neuronale dans les zones impliquées dans l’allocation de l’attention et le contrôle cognitif, ce qui peut favoriser la récupération de la fonction motrice en augmentant le rôle cognitif dans le contrôle moteur42 ; Par conséquent, une surveillance de l’hémodynamique préfrontale peut également être nécessaire. De plus, en raison du grand nombre de plans de traitement pour les patients hospitalisés, seulement 10 minutes de formation à la rééducation de la main ont été effectuées chaque jour. À l’avenir, le temps de formation devrait être prolongé afin de mieux explorer l’effet de réadaptation. Des études de suivi sont nécessaires pour observer l’effet à long terme de cette formation. À l’avenir, des études multicentriques sur de grands échantillons devraient fournir les stratégies de réadaptation les plus appropriées pour les patients atteints de RHD précoce.

Les lésions hémisphériques cérébrales peuvent entraîner un dysfonctionnement sensoriel et moteur des membres controlatéraux 1,2,3, affectant négativement le contrôle moteur, la mobilité et l’apprentissage fonctionnel des patients à divers degrés4 et imposant ainsi de lourds fardeaux aux familles et à la société5. Pour les patients présentant des lésions de l’hémisphère droit (RHD), la vitesse de récupération est loin d’être satisfaisante. Cependant, dans la plupart des cas de RHD, les membres gauches affectés, étant du côté non dominant du corps, n’ont pas reçu suffisamment d’attention de la part du patient et des soignants. Étant donné que le dysfonctionnement des membres supérieurs et des mains affecte gravement la capacité à effectuer les activités quotidiennes et la qualité de vie, une méthode plus appropriée pour améliorer l’effet de réadaptation de la fonction des membres supérieurs chez les patients atteints de RHD est nécessaire 6,7,8,9,10.
La thérapie par l’exercice est une méthode importante pour aider les patients à récupérer la fonction de leurs membres. Pour la réadaptation précoce des patients atteints de lésions cérébrales, des méthodes d’entraînement au mouvement passif (PM) et au mouvement actif assisté (AAM) sont généralement utilisées. L’AAM implique l’activité d’articulations spécifiques complétées par une combinaison de leur propre force musculaire et d’une assistance extérieure11. La clé est que le patient participe activement à la réadaptation assistée. La préparation du cerveau humain à l’activation peut aider à stimuler et à intégrer le système moteur dans le cycle de contrôle moteur. De nombreuses études ont montré que l’AAM peut induire des changements neuroplastiques, conduisant ainsi à une récupération fonctionnelle accrue chez les patients12,13.
La spectroscopie fonctionnelle dans le proche infrarouge (fNIRS) est une technique d’imagerie basée sur des principes optiques. Selon la corrélation entre l’atténuation de la lumière dans le tissu et les différentes concentrations de substances absorbant la lumière, la fNIRS peut analyser quantitativement les changements de concentration de l’hémoglobine oxygénée et de l’hémoglobine désoxygénée dans le tissu cérébral, surveillant ainsi l’activité fonctionnelle du cortex cérébral14. De nombreuses études ont montré que la fNIRS est un moyen important de surveiller l’oxygénation du cerveau et le métabolisme énergétique après une lésion de l’hémisphère cérébral 15,16,17. Par conséquent, la fNIRS pourrait être une méthode de surveillance appropriée pour étudier les modifications du cortex cérébral liées à la récupération de la fonction motrice des membres supérieurs après une lésion de l’hémisphère cérébral.
Les signaux moteurs produits par différentes méthodes d’entrée sensorielle et les états d’ajustement du cortex sensoriel sont différents18,19. Les stimuli sensoriels produits par les mouvements passifs et actifs sont étroitement liés à la stabilité de la perception et à la capacité de construire des représentations précises de son environnement, qui guident ensuite son comportement20. Cette étude a été conçue pour explorer les effets de différents modes d’exercice sur la réadaptation précoce des membres supérieurs et l’activation cérébrale chez les patients atteints de lésions hémisphériques cérébrales en analysant les données fNIRS et de fournir des stratégies scientifiques pour la réadaptation complète des patients à l’avenir.
Le but de cette étude était d’étudier les effets de la FOT combinée à différents types d’exercice sur la fonction des membres supérieurs et le remodelage cérébral chez les patients atteints de RHD. Nous avons émis l’hypothèse que la FOT-AAM est plus efficace que la FOT-PM pour améliorer la fonction des membres supérieurs et l’activation cérébrale chez les patients atteints de 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

Étudier les effets de l’ergothérapie fonctionnelle (FOT) combinée à différents types d’exercice sur la récupération de la fonction motrice des membres supérieurs et le remodelage de la fonction cérébrale chez les patients atteints de lésions de l’hémisphère droit (RHD) en analysant la spectroscopie fonctionnelle proche infrarouge (fNIRS). Les patients (n = 32) atteints de RHD à l’hôpital Bo’ai de Pékin ont été recrutés et répartis au hasard pour recevoir soit la FOT combinée au mouvement passif (N = 16), soit la FOT combinée au mouvement actif assisté (N = 16). Le groupe de mouvement passif (FOT-PM) a reçu une ergothérapie fonctionnelle pendant 20 minutes et un exercice passif pendant 10 minutes à chaque séance, tandis que le groupe de mouvement actif assisté (FOT-AAM) a reçu une ergothérapie fonctionnelle pendant 20 minutes et des exercices actifs assistés pendant 10 minutes. Les deux groupes ont reçu un traitement médicamenteux conventionnel et d’autres thérapies de réadaptation. Le traitement a été effectué une fois par jour, 5 fois par semaine pendant 4 semaines. La récupération de la fonction motrice et des activités de la vie quotidienne (AVQ) a été évaluée à l’aide de l’évaluation de Fugl-Meyer du membre supérieur (FMA-UE) et de l’indice de Barthel modifié (MBI) avant et après le traitement, et l’activation cérébrale de l’aire motrice bilatérale a été analysée avec la fNIRS. Les résultats suggèrent que la FOT combinée à l’AAM était plus efficace que la FOT combinée à la PM pour améliorer la fonction motrice des membres supérieurs et des doigts des patients atteints de RHD, améliorer leur capacité à effectuer des activités de la vie quotidienne et faciliter le remodelage de la fonction cérébrale de la zone motrice.

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.

Pleins feux sur l’auteur : Faire progresser la réadaptation du membre supérieur chez les patients atteints de lésions de l’hémisphère droit à l’aide d’exercices actifs assistés

Étude de l’effet de différents types d’exercice sur la récupération fonctionnelle des membres supérieurs chez les patients présentant des lésions de l’hémisphère droit sur la base de la 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.

Ligne de base D’octobre 2021 à juin 2023, nous avons recruté 35 patients, dont 32 ont finalement terminé l’étude ; Aucun patient n’a présenté d’événement indésirable au cours de l’essai.
En ce qui concerne les symptômes cliniques des deux groupes de patients (tableau 1), les âges moyens de l’EG et du CG étaient respectivement de 53,19 ± 10,72 et de 55,88 ± 12,32 ans (P = 0,515). Il n’y avait pas de différences significatives entre le sexe, le type de maladie, les scores FMA-UL ou les scores MBI (P > 0,05). Avant l’intervention, les scores FMA-WH de tous les patients des deux groupes étaient de 0 point.
La FMA-UL a une grande importance clinique et permet d’évaluer efficacement et de manière fiable l’atteinte des membres supérieurs chez les patients atteints de lésions cérébrales. Le FMA-UL comporte un total de 33 éléments d’évaluation des membres supérieurs, et chaque score unidirectionnel est attribué comme suit : 2 points pour l’achèvement complet, 1 point pour l’achèvement partiel et 0 point pour l’absence d’achèvement. Le score total possible de mouvement des membres supérieurs est de 66 points. En tant que sous-catégorie de la FMA-UL, la balance poignet-main (FMA-WH) comporte 12 éléments, avec un score total possible de 24 points.
Les résultats de l’analyse de variance à mesures répétées ont montré que l’effet principal du groupe sur le score FMA-UL était significatif, F = 5,564, p = 0,030, ɳ2p = 0,214 ; l’effet principal du temps était significatif, F = 34,716, p < 0,001, ɳ2p = 0,831 ; l’effet d’interaction du groupe et du temps était significatif, F = 5,554, p = 0,030, ɳ2p = 0,256. (Tableau 2)
L’effet principal du groupe sur le score FMA-WH était significatif, F = 8,817, p = 0,006, ɳ2, p = 0,227 ; l’effet principal du temps était significatif, F = 13,357, p = 0,001, ɳ2p = 0,308 ; L’effet d’interaction entre le temps et le groupe était significatif, F = 8,817, p = 0,006, ɳ2, p = 0,227. (Tableau 2).
L’indice de Barthel modifié est largement utilisé pour évaluer la capacité d’effectuer des activités quotidiennes et mesure la capacité d’une personne à effectuer dix de ces activités de base. Le score total possible sur l’indice de Barthel est de 100 points, et plus le score est élevé, plus la capacité du patient à effectuer les activités de la vie quotidienne est forte.
L’effet principal du groupe sur le score MBI était significatif, F = 8,512, p = 0,007, ɳ2, p = 0,221 ; l’effet principal du temps était significatif, F = 588,559, p < 0,001, ɳ2p = 0,952 ; l’effet d’interaction entre le groupe et le temps était significatif, F = 10,425, p = 0,003, ɳ2p = 0,258. (Tableau 2).
La valeur intégrale est l’intégrale du signal d’oxygène dans le sang pendant l’exécution de la tâche et reflète l’amplitude de la réponse hémodynamique pendant la tâche. La valeur du centroïde est le temps (s) indiqué par la ligne verticale du centre de la zone de changement du signal d’oxygène dans le sang pendant toute la période de la tâche et est un indicateur des changements de cours dans le temps tout au long de la tâche, représentant la vitesse de la réponse hémodynamique27.
Il n’y avait pas de différence significative dans les valeurs intégrales ou centroïdes entre les deux groupes avant (Figure 5A) l’intervention (P > 0,05). Après l’intervention, la valeur intégrale de l’hémisphère droit des sujets dans le CG était de 0,20 ± 0,32, la valeur intégrale de l’hémisphère droit des sujets dans le GE était de -0,06 ± 0,24, et il y avait une différence significative dans les moyennes globales des deux groupes (t = -2,489, d = 0,92, P = 0,020, P < 0,025 est considéré comme statistiquement significatif) (tableau 3). Après l’intervention, la valeur intégrale de l’hémisphère gauche des sujets dans le CG était de 0,18 ± 0,32, la valeur intégrale de l’hémisphère gauche des sujets dans le groupe EG était de -0,04±0,26, et il n’y avait pas de différence significative dans les moyennes globales des deux groupes (t = -1,975, P = 0,059, d = 0,75). Il n’y avait pas de différences significatives dans les valeurs du centroïde entre les deux groupes après l’intervention (P > 0,025) (Figure 5B).
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/65996/65996fig01.jpg"> Figure 1 : Organigramme de recrutement. Au total, 35 sujets ont été recrutés, dont 2 sujets ne répondaient pas aux exigences et 1 sujet a abandonné en raison de l’épidémie, et 32 sujets ont finalement été inclus. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65996/65996fig01large.jpg" target="_blank">Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/65996/65996fig02.jpg"> Figure 2 : Entraînement de rééducation des membres supérieurs avec différents modes de mouvement. (A,B) EG effectuant un entraînement actif de rééducation de la main. (C) CG effectuant un entraînement de rééducation passive de la main. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65996/65996fig02large.jpg" target="_blank">Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/65996/65996fig03.jpg"> Figure 3 : Disposition et emplacement des faisceaux lumineux. Un cercle rouge représente une source lumineuse, un cercle bleu représente un détecteur et la trajectoire du faisceau est indiquée entre eux. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65996/65996fig03large.jpg" target="_blank">Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/65996/65996fig04.jpg"> Figure 4 : Paradigme de la tâche. Une tâche de repos (15 s) (30 s) a été utilisée comme unité de test et répétée 5 fois au total. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65996/65996fig04large.jpg" target="_blank">Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.</a>
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/65996/65996fig05.jpg"> Figure 5 : Nuages de points montrant les distributions des valeurs du centroïde et des valeurs intégrales de l’hémisphère droit dans les deux groupes de patients. (A) Avant l’intervention. (B) Après l’intervention. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65996/65996fig05large.jpg" target="_blank">Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.</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>Valeur p</td>
		</tr><tr><td>Sexe (homme/femme)</td>
			<td>9/7</td>
			<td>8/8</td>
			<td>1</td>
		</tr><tr><td>Âge en années (moyenne ± écart-type)</td>
			<td>53.19 ± 10.72</td>
			<td>55.88 ± 12.32</td>
			<td>0.515</td>
		</tr><tr><td>Type (hémorragique/ischémique)</td>
			<td>9/7</td>
			<td>6/10</td>
			<td>0.479</td>
		</tr></tbody></table>Tableau 1 : Caractéristiques des sujets. FMA : Évaluation Fugl-Meyer ; MBI : Indice de Barthel modifié ; PM : mouvement passif ; AAM : mouvement actif assisté ; FOT : ergothérapie fonctionnelle.
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody><tr><td rowspan="2">Indicateurs d’évaluation</td>
			<td colspan="3">Effet principal (groupe)</td>
			<td colspan="3">Effet principal (temps)</td>
			<td colspan="3">Effet d’interaction (groupe x temps)</td>
		</tr><tr><td>F</td>
			<td>Valeurs P</td>
			<td>η²</td>
			<td>F</td>
			<td>Valeurs P</td>
			<td>η²</td>
			<td>F</td>
			<td>Valeurs P</td>
			<td>η²</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</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>Tableau 2 : Résultats de l’analyse de l’analyse de l’ANOVA à deux facteurs répétée sur l’effet GROUP, TIME et l’interaction sur FMA-UL, FMA-WH et MBI.
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody><tr><td></td>
			<td></td>
			<td>Groupe de mouvement actif assisté</td>
			<td>Groupe de mouvement passif</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr><tr><td></td>
			<td></td>
			<td>moyenne ± ET</td>
			<td>moyenne ± ET</td>
			<td>Valeur t</td>
			<td>Valeur P</td>
			<td>Le d</td>
		</tr><tr><td rowspan="2">Valeur intégrale</td>
			<td>Gauche</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>Droite</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">Valeur du centoïde</td>
			<td>Gauche</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>Droite</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>Tableau 3 : Comparaison des données fNIRS entre les deux groupes après l’intervention.

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Ici, nous étudions l’effet de l’ergothérapie fonctionnelle combinée à un mouvement actif ou passif assisté sur la fonction des membres supérieurs de patients atteints de lésions de l’hémisphère droit et explorons l’effet de la spectroscopie proche infrarouge fonctionnelle sur le remodelage de la fonction cérébrale.

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

Nous essayons de réhabiliter les membres supérieurs chez les patients atteints de lésions de la moelle épinière, et nous avons étudié l’efficacité de l’exercice actif assisté en ergothérapie fonctionnelle pour les patients atteints de lésions de l’hémisphère droit. Nous utilisons actuellement la robotique de réadaptation de la tête et la technologie d’imagerie cérébrale fonctionnelle dans le proche infrarouge pour nos recherches. Parmi les défis rencontrés jusqu’à présent, citons la nécessité pour le patient de garder la tête stable pendant les tests fNIRS et la nécessité de s’adapter soigneusement à l’optique et d’assurer une bonne qualité du signal de canal.Nos résultats suggèrent que les patients devraient être pleinement motivés et assistés par des exercices de rééducation actifs plutôt que par des exercices purement passifs à l’avenir, car cela est plus efficace dans l’entraînement de réadaptation pour le remodelage des fonctions cérébrales.

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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 vues.  China Rehabilitation Research Center. Nous essayons de réhabiliter les membres supérieurs chez les patients atteints de lésions de la moelle épinière, et nous avons étudié l’efficacité de l’exercice actif assisté en ergothérapie fonctionnelle pour les patients atteints de lésions de l’hémisphère droit. Nous utilisons actuellement la robotique de réadaptation de la tête et la technologie d’imagerie cérébrale fonctionnelle dans le proche infrarouge pour nos recherches. Parmi les défis rencontrés jusqu’?...

Vidéo: Pleins feux sur l’auteur : Faire progresser la réadaptation du membre supérieur chez les patients atteints de lésions de l’hémisphère droit à l’aide d’exercices actifs assistés

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.

Recherche

Médecine

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.

Ergothérapie fonctionnelle pour les patients atteints de lésions de l’hémisphère droit pour étudier le remodelage de la fonction cérébrale

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.