Função cognitiva e treinamento de reabilitação do membro superior pós-acidente vascular cerebral utilizando um sistema de treinamento ocupacional digital

Resumo

O protocolo atual descreve como o sistema de treinamento ocupacional digital baseado em RV melhora a reabilitação de pacientes com comprometimento cognitivo e disfunção do membro superior após um acidente vascular cerebral.

Resumo

A reabilitação do AVC muitas vezes requer terapia frequente e intensiva para melhorar a recuperação funcional. A tecnologia de realidade virtual (RV) mostrou o potencial para atender a essas demandas, fornecendo opções de terapia envolventes e motivadoras. O sistema de treinamento ocupacional digital é um aplicativo de RV que utiliza tecnologias de ponta, incluindo telas multitoque, realidade virtual e interação humano-computador, para oferecer diversas técnicas de treinamento para capacidade cognitiva avançada e habilidades de coordenação olho-mão. O objetivo deste estudo foi avaliar a efetividade desse programa na melhora da função cognitiva e reabilitação do membro superior em pacientes com acidente vascular encefálico. O treinamento e a avaliação consistem em cinco módulos cognitivos que abrangem percepção, atenção, memória, raciocínio lógico e cálculo, juntamente com o treinamento da coordenação olho-mão. Esta pesquisa indica que, após oito semanas de treinamento, o sistema de treinamento ocupacional digital pode melhorar significativamente a função cognitiva, as habilidades de vida diária, a atenção e as habilidades de autocuidado em pacientes com AVC. Este software pode ser empregado como um auxílio de reabilitação que economiza tempo e é clinicamente eficaz para complementar as sessões tradicionais de terapia ocupacional individual. Em resumo, o sistema de treinamento ocupacional digital mostra-se promissor e oferece potenciais benefícios financeiros como ferramenta de apoio à recuperação funcional de pacientes com AVC.

Introdução

Há alta incidência, mortalidade, taxa de incapacidade e recorrência associadas a acidente vascular cerebral ou acidente vascular cerebral¹. Globalmente, o acidente vascular cerebral ultrapassou tumores e doenças cardíacas para se tornar a segunda principal causa de morte, sendo a principal causa na China². Espera-se que a incidência e a carga social do AVC aumentem significativamente nos próximos anos, à medida que a população envelhece. Os sobreviventes de AVC podem continuar a apresentar comprometimentos sensoriais, motores, cognitivos e psicológicos³. Os efeitos de um acidente vascular cerebral podem incluir paralisia de um lado do corpo, incluindo o rosto, braços e pernas, uma condição conhecida como hemiplegia. Essa é a sequela mais comum do AVC e impacta significativamente a qualidade de vida das pessoas⁴.

O AVC representa uma ameaça significativa para a saúde das pessoas. Devido à lesão do tecido cerebral, o acidente vascular cerebral e a hemiplegia podem resultar em disfunção da mão, prejudicando as atividades de vida diária (AVD) do paciente e diminuindo sua qualidade de vida⁵. A diminuição da função do membro superior, especialmente das mãos como parte distal do corpo, representa o desafio mais significativo na recuperação do membro superior6. Portanto, a reabilitação funcional é crucial. Além disso, 20%-80% dos pacientes com AVC apresentam comprometimento cognitivo, levando a déficits de atenção, memória, linguagem e habilidades executivas⁷.

Atualmente, a reabilitação clínica da hemiplegia do membro superior depende principalmente de treinamento abrangente do membro superior e de várias terapias ocupacionais (por exemplo, tratamento com caixa de^espelho8, suspensão⁹, estimulação elétrica^funcional10, entre outros). Recentemente, a realidade virtual e os videogames interativos surgiram como métodos alternativos de reabilitação. Essas intervenções podem facilitar a prática de alta capacidade e reduzir a demanda de tempo do terapeuta¹¹. Os sistemas de realidade virtual evoluíram rapidamente para novos dispositivos comerciais que podem ser utilizados para melhorar a função cognitiva e motora dos membros superiores em sobreviventes de AVC¹². Apesar desses avanços, ainda há caminhos inexplorados nesse campo.

Portanto, este estudo tem como objetivo investigar os efeitos do treinamento de reabilitação do membro superior combinado com a reabilitação convencional do membro superior sobre a função cognitiva e motora do membro superior em pacientes com AVE durante o período de recuperação da hemiparesia, tipicamente abrangendo as 6-24 semanas iniciais após o AVE incidente. Além disso, examinaremos seu impacto nas habilidades da vida diária. Esta pesquisa busca fornecer evidências valiosas para a aplicação clínica de intervenções robóticas.

Protocolo

Este protocolo de estudo recebeu aprovação do comitê de ética do Primeiro Hospital Afiliado da Universidade de Zhejiang (número de aprovação IIT20210035C-R2), e consentimento informado foi obtido de todos os participantes. Um estudo experimental empregando quase-randomização, cegamento simples e um grupo controle foi conduzido para avaliar a viabilidade e a efetividade do programa. 24 pacientes internados na enfermaria de medicina de reabilitação do Primeiro Hospital Afiliado da Universidade de Zhejiang foram convidados a participar deste experimento. Os critérios de inclusão abrangeram pacientes com AVC confirmado por tomografia computadorizada (TC) ou ressonância magnética (RM), com idade entre 30 e 75 anos, 6 a 24 semanas pós-AVC, pontuação na Montreal Cognitive Rating Scale (MoCA) <26¹³, disfunção de membros^superiores14, hemiplegia unilateral, estágio 3-6 de Brunnstrom para capacidade sentada15 e cooperação para avaliação e tratamento. Os critérios de exclusão incluíram história de distúrbios cognitivos, disfunção de órgãos importantes, deficiência visual ou auditiva, comportamento mental anormal ou uso de drogas antipsicóticas, espasticidade grave (escala de Ashworth 3-4)¹⁶ e subluxação do ombro ou dor intensa em membros superiores.

1. Desenho do estudo

1. Divida todos os pacientes em grupo controle e grupo experimental (12 em cada grupo) de acordo com o método^{da tabela de} números aleatórios 2.
   OBS: Antes do experimento, as seguintes avaliações foram realizadas por terapeuta ocupacional experiente para todos os pacientes: Montreal Cognitive Assessment (MoCA)¹³, Fugl-Meyer Assessment Upper Extremity Scale (FMA-UE)¹⁴ e Modified Barthel Index (MBI)¹⁷.
2. Verificar e confirmar se os pacientes do grupo experimental foram submetidos à terapia medicamentosa convencional, incluindo medicamentos para anti-hipertensivos, antidiabéticos, antiplaquetários, agentes reguladores de lipídios, etc., conforme prescrito por seus respectivos médicos.
   1. Além disso, certifique-se de que eles recebam 30 min de treinamento de terapia ocupacional de rotina por dia, incluindo treinamento da função cognitiva e treinamento da função do membro superior. Além disso, confirmam que dedicaram 30 minutos diários ao sistema de formação profissional digital durante 8 semanas.
      NOTA: O termo "terapia medicamentosa convencional" refere-se a medicamentos padrão prescritos para cuidados pós-AVC, e os medicamentos específicos podem variar entre pacientes e clínicas.
3. Garantir que os pacientes do grupo controle recebam terapia ocupacional (TO) de rotina por 1 h a cada dia, em conjunto com a terapia medicamentosa convencional.
4. Implemente o treinamento de função cognitiva de rotina adaptado aos tipos de comprometimento cognitivo dos pacientes seguindo as etapas abaixo:
   NOTA: Tanto o grupo controle quanto o experimental de pacientes recebem esses treinamentos.
   1. Para disfunção da memória: Orientar os pacientes a se envolverem em atividades como discutir figuras, recitar parágrafos, exercícios de memória de caminho e recordar enredos de vida.
   2. Para disfunção da atenção: instrua os pacientes a participar de treinamento de rastreamento ocular, exercícios de classificação numérica e treinamento de reconhecimento de imagem semelhante.
   3. Para Discalculia: Solicitar aos pacientes que realizem exercícios simples de adição e subtração envolvendo números inferiores a 50, juntamente com atividades como compras e treinamento de simulação financeira.
   4. Para distúrbios visuoespaciais: Orientar os pacientes em atividades como empilhar madeira, resolver quebra-cabeças, desenhar e virar objetos.
   5. Para disfunção executiva: Conduzir pacientes em atividades como origami, confecção manual, pintura, rega de flores, entre outras.
   6. Para disfunção do pensamento e raciocínio: orientar os pacientes na classificação de itens, organização de números, simulação de compras em supermercados, progredindo do raciocínio geral para o raciocínio específico.
5. Instruir o paciente a realizar exercícios funcionais convencionais do membro superior, englobando movimentos passivos e dominantes de cada articulação do membro superior. Isso inclui atividades como treinamento de rolos, extração de membros superiores, arremesso e captura da bola e treinamento de controle para movimentos de ombro, cotovelo e punho.
   1. Além disso, incluem pronação e supinação do antebraço, movimentos finos dos dedos e treinamento de flexibilidade de coordenação, como o uso de uma placa de pino e parafuso de parafuso.
      OBS: O treinamento de curativos e desnudamentos, a aplicação de equipamentos de autoajuda e outros exercícios para melhorar a capacidade das atividades de vida diária devem se concentrar principalmente no lado afetado, com incorporação apropriada do lado saudável para auxiliar no treinamento do lado afetado. Todas as etapas experimentais são realizadas na sala de reabilitação da enfermaria. O treinamento mencionado é realizado 5 dias por semana com duração de 8 semanas.

2. Processo de formação do sistema digital de formação profissional

OBS: Somente o grupo experimental recebe esses treinamentos.

1. Instruir o paciente a ficar de pé ou sentado em frente ao aparelho (Figura 1) e ajustar o monitor para uma altura e ângulo de inclinação adequados, permitindo fácil acesso para que as mãos do paciente toquem na tela.
2. Crie um perfil individualizado para cada paciente, incluindo seu nome completo, idade, número de identificação da hospitalização, diagnóstico e outros detalhes médicos relevantes.
3. Selecione o programa de treinamento apropriado com base no tipo de comprometimento cognitivo do paciente e na força muscular remanescente dos membros superiores. Defina parâmetros para cada programa, como duração do treinamento, nível de dificuldade e lado esquerdo ou direito (Figura 2).
4. Explicar e demonstrar o método de operação correto para cada programa para garantir que o paciente compreenda plenamente o objetivo do treinamento.
5. Conduzir o treinamento da função cognitiva.
   1. Para pacientes com disfunção de memória, siga o processo de treinamento conforme mencionado abaixo.
      NOTA: Se o paciente tiver disfunção de memória, os terapeutas podem escolher entre os seguintes procedimentos de treinamento: "Treinamento de Correspondência Rápida", "Treinamento de Matriz de Memória" e "Treinamento de Memória de Cartão".
      1. Treinamento de Correspondência Rápida: Clique nas imagens na tela e peça ao paciente que se lembre da imagem anterior. Em seguida, peça ao paciente para clicar no botão Ícone para confirmar se a imagem atual corresponde à anterior.
      2. Treinamento de matriz de memória: Clique para fazer três quadrados brilhantes piscarem em locais diferentes na matriz de tela. Em seguida, clique para escurecer todos os quadrados e peça ao paciente para clicar nos quadrados brilhantes.
      3. Treinamento de memória do cartão: Clique para exibir duas imagens na tela e, em seguida, vire-as . Instrua o paciente a encontrar o cartão de destino que corresponde ao mostrado na tela.
   2. Para pacientes com disfunção da Atenção, realize o seguinte processo de treinamento.
      NOTA: Para pacientes com disfunção de atenção, selecione entre os seguintes procedimentos de treinamento: "Treinamento de Habilidade de Reação", "Treinamento de Correspondência de Cores", "Jogo de Whack-A-Mole" e "Treinamento de Memória de Cartão".
      1. Treinamento de Habilidade de Reação: Quando um bolo cair acima do avatar do desenho animado, instrua o paciente a clicar rapidamente no botão de captura para evitar que o bolo bata na cabeça.
      2. Treinamento de correspondência de cores: Quando a bola acima da pista estiver próxima ao centro do círculo, oriente o paciente a clicar na cor correspondente para fazer a bola quicar, seja duas ou quatro batidas, dependendo da dificuldade.
      3. Whack-A-Mole Game: Introduza um jogo onde o bandido atravessa a terra, ou o gopher enfia a cabeça para fora. Instrua o paciente a clicar e acertar o bandido ou o gopher para ganhar pontos de jogo.
      4. Treinamento de memória do cartão: Exibir informações do cartão, virar o cartão e alterar sua posição. Peça ao paciente para encontrar e clicar no cartão alvo novamente de acordo com os requisitos especificados.
   3. Para pacientes com comprometimento da Numeracia e do julgamento, realize o seguinte processo de treinamento.
      OBS: Quando o paciente apresenta comprometimento de numeracia e julgamento, os terapeutas devem escolher programas como "Pedra-Papel-Tesoura", "Treinamento de Raciocínio Aritmético", "Treinamento de Classificação e Colheita" e "Jogo de Pesca".
      1. Pedra-Papel-Tesoura: Exiba um gesto da mão esquerda-direita na tela e peça ao paciente para fazer um julgamento rápido, clicando para determinar se a mão esquerda ganha, a direita vence ou se é um empate.
      2. Treinamento de Raciocínio Aritmético: Instrua o paciente a calcular o problema aritmético na tela e compará-lo com o número, selecionando o botão maior que, menor que ou igual . Aumente a dificuldade do problema aritmético com o nível de dificuldade do cenário.
      3. Treinamento de classificação e picking: Peça ao paciente para escolher e clicar no tipo apropriado e quantidade de itens da lista de acordo com os requisitos no canto superior esquerdo.
      4. Jogo de Pesca: Seguindo as informações rápidas, instrua o paciente a clicar na tela para capturar um tipo específico e número de peixes para ganhar pontuações de jogo.
   4. Para pacientes com distúrbio visuoespacial, realizar as seguintes sessões de treinamento.
      NOTA: Os seguintes procedimentos de treinamento são adequados para pacientes com distúrbio visuoespacial: "Treinamento de Negligência Unilateral", "Treinamento de Quebra-cabeças", "Treinamento de Combinação de Figuras".
      1. Treinamento de negligência unilateral: Clique de acordo com as instruções do vídeo para controlar o peixe vermelho nadando com os dedos e comer o maior número de peixes possível.
      2. Jigsaw Puzzle Training: Clique e coloque as peças quebradas do quebra-cabeça na posição correta para que elas formem uma imagem completa novamente.
      3. Treinamento de combinação de imagens: selecione imagens apropriadas de várias formas e cores à esquerda e coloque-as na posição correta à direita para combinar e formar um padrão específico.
   5. Para pacientes com disfunção executiva, realize as seguintes sessões de treinamento.
      OBS: Pacientes com disfunção executiva podem optar pelo programa "Cozinha Virtual". Os pacientes podem completar gradualmente o processo de produção de "tomate e ovo mexidos" virtualmente sob a orientação do sistema. As etapas específicas são as seguintes:
      1. Prepare os alimentos: Instrua o paciente a ligar a torneira, limpar os tomates, cortar os tomates em pedaços e colocá-los no prato. Em seguida, coloque os ovos na tigela e mexa-os.
      2. Cozinhar: Instrua os pacientes a acender o fogão, despeje o óleo de cozinha, despeje os ovos batidos e, em seguida, adicione os tomates.
      3. Sirva os pratos: Após a conclusão, oriente o paciente a desligar o fogo e transferir o prato cozido para o prato.
   6. Para pacientes com disfunção de pensamento e raciocínio, realize o seguinte.
      NOTA: Se o paciente tiver dificuldades conceituais e de nomeação, escolha entre "Treinamento de nomeação", "Exercício de memória de cartão" e "Treinamento de diferenciação de objetos".
      1. Treinamento de nomeação: Orientar os pacientes a encontrar e clicar na imagem correta entre várias figuras com base nos requisitos de informações de texto e som, ou escolher e clicar no nome correto do item de acordo com os prompts de informação da imagem.
      2. Exercício de memória de cartão: Entre os cartões que aparecem na tela, peça aos pacientes para encontrar e clicar no que é o mesmo que está na mão do homem do desenho animado no canto superior direito.
      3. Treinamento de diferenciação de objetos: Entre várias colunas de formas que aparecem na tela, peça aos pacientes que identifiquem e cliquem em uma que é única e diferente das outras.
6. Realizar treinamento funcional de membros superiores.
   1. Treinar os pacientes com exercícios auxiliares ou exercícios com uma mão.
      NOTA: Se o membro afetado não conseguir completar o treinamento sozinho, peça à mão saudável que segure o membro afetado e complete o treinamento auxiliar. Uma vez que o membro afetado recupera um certo nível de força muscular, o treinamento com uma mão pode ser iniciado. Os seguintes procedimentos de treinamento são adequados para exercícios auxiliares ou exercícios com uma mão: "Exercício de desenho", "Jornada musical", "Caminhando pelo labirinto".
      1. Exercício de desenho: De acordo com os prompts de caminho que aparecem na tela, instrua os pacientes a desenhar linhas ou contornos específicos do padrão. O sistema irá gerar automaticamente uma bela imagem. À medida que a dificuldade aumenta, considere permitir que o caminho desapareça e peça ao paciente que delineie o quadro a partir da memória.
      2. Jornada Musical: Peça ao paciente que apague quadrados cinzas na tela em sincronia com o ritmo da música, transformando-os em quadrados coloridos. Isso proporciona uma experiência intensamente prazerosa.
      3. Caminhando pelo labirinto: Instrua o paciente a segurar a pequena bola no labirinto e guie a bola através do labirinto para chegar ao ponto final onde o diamante está localizado.
   2. Treinar os pacientes com exercícios de coordenação com duas mãos.
      NOTA: Se o membro afetado tiver boa força muscular, o treinamento de coordenação com duas mãos pode ser iniciado. Escolha procedimentos como "Balance Ball", "Fish Feeding Game", "Archery Practice" e "Reaction Coordination Training".
      1. Bola de equilíbrio: Peça ao paciente que coloque os punhos esquerdo e direito em ambas as extremidades da trave de equilíbrio, que tem uma pequena bola azul sobre ela. Instrua-os a manter o equilíbrio e evitar que a bola role de ambos os lados.
      2. Jogo de Alimentação de Peixes: Instrua os pacientes a segurar a ração com uma mão e clicar nos pequenos peixes nadando na tela com a outra mão para completar a tarefa de alimentação de peixes.
      3. Prática de tiro com arco: Orientar o paciente a colocar uma mão no arco e a outra na flecha, clicando e controlando a flecha para que ela atinja o olho do touro perfeitamente.
      4. Treinamento de Coordenação de Reação: Deixe as mãos direita e esquerda dos pacientes segurarem o martelo e clicar para acertar a bola amarela alternadamente, semelhante ao jogo de pingue-pongue, para treinar a coordenação e a capacidade de reação do paciente.
         OBS: Após a realização do treinamento para cada procedimento, o instrumento fornece automaticamente uma análise dos resultados do treinamento, armazenando-os no arquivo exclusivo do paciente. O terapeuta avalia o efeito do treinamento do paciente comparando os resultados a cada vez (Figura 3 e Figura 4).
7. À medida que a função do paciente se recupera, peça ao terapeuta para recombinar regularmente o programa de treinamento, ajustando a dificuldade e a duração do procedimento com base no desempenho do paciente.
   NOTA: Durante todo o período de treinamento, o terapeuta supervisiona todo o processo de treinamento do paciente, ouve pacientemente as necessidades do paciente, auxilia o paciente quando encontra dificuldades e oferece elogios e encorajamento após a conclusão bem-sucedida das tarefas de treinamento.

3. Procedimentos de acompanhamento

1. Após 8 semanas de tratamento, realizar uma reavaliação de todos os pacientes usando o MoCA, FMA-UE e MBI. Essa reavaliação é realizada pelo mesmo terapeuta ocupacional.
2. Analisar estatisticamente os dados coletados nas avaliações pré e pós-treinamento para determinar a significância dos resultados.
   NOTA: Foram utilizados métodos estatísticos adequados, em função da normalidade da distribuição dos dados, para avaliar o impacto do sistema de formação profissional digital na recuperação das funções cognitivas e motoras.

Resultados

Neste estudo, 24 pacientes foram incluídos apresentando disfunção do membro superior combinada com vários tipos de comprometimento cognitivo após um acidente vascular cerebral. Os tipos de comprometimento cognitivo observados incluíram Amnésia, Agnosia, Disfunção Executiva, Prejuízos Atencionais, entre outros. Não foram encontradas diferenças estatisticamente significativas entre os dois grupos em relação ao sexo, idade, tempo de doença e tipo de AVC (P > 0,05), conforme detalhado na Tabel...

Discussão

Um sistema de reabilitação de realidade virtual foi implementado para apoiar a recuperação de pacientes com AVC, utilizando a mais recente tecnologia de tela multitoque para melhorar o engajamento do treinamento, imersão, interatividade e conceituação. Este sistema fornece treinamento interativo de controle motor do membro superior que integra visão, audição e tato. Também inclui módulos de treinamento de reabilitação direcionados à memória, atenção, percepção espacial, computação, coordenação olh...

Materiais

Name	Company	Catalog Number	Comments
FlexTable digital occupational training system	Guangzhou Zhanghe Intelligent Technology Co., Ltd.	Observation on the rehabilitation effect of digital OT cognitive function training on stroke patients with decreased attention function	FlexTable digital operation training system uses the latest multi-touch screen technology, virtual reality and human-computer interaction technology, integrates a variety of training methods, and provides digital advanced brain function and hand-eye coordination training
SPSS 25.0	IBM		https://www.ibm.com/support/pages/downloading-ibm-spss-statistics-25