TNSRE:脑瘫儿童无障碍训练装置

2021-08-19 MedSci原创 MedSci原创

平衡和行走能力的康复对脑瘫(CP)儿童非常重要。

平衡和行走能力的康复对脑瘫(CP)儿童非常重要。行走需要背屈肌、足底屈肌、内翻肌和外翻肌(脚踝)进行协调运动。在CP患儿的步态训练中,增加胫骨前部活动可以克服足底屈曲的痉挛和僵硬。重复的踝关节屈曲/伸展练习可以改善步态和平衡,因为它们可以促进肌肉强化和踝关节灵活性,并可以防止足底屈肌挛缩。儿童康复训练的效果取决于与CP相关的身体特征(例如肌肉张力、运动范围和平衡)以及动机、注意力和认知等特征。

增加儿童康复的动机同样很重要。 根据运动学习理论,增强运动的关键因素是重复、反馈和动机。本文在这里特别提出了一个问题:网络游戏训练中的踏板开关是否能改善脑瘫儿童的平衡和行走能力?本文开发了一种踏板开关,用于为患有CP的儿童操作家庭应用程序和网络游戏,并分析了其使用对其行走和平衡性能的影响。本文发表在IEEE Transactions on Neural Systems and Rehabilitation Engineering上。

评估了从四所特殊教育学校招募的60名CP儿童(年龄范围6-12岁)。12名学生因担心2019年的冠状病毒病(n=10)或其他医学问题(n=2)。每组招募24名儿童参与本研究。为了消除抽样偏差,采用随机区组设计,48名参与者(n=24)被分配到网络游戏训练组(实验组)或踏板开关电器组(对照组)。本文选择了一些变量来测量实验组的体力活动(重复踝关节运动)和动机(积极参与程度)。在这两组中,相同的72个疗程在15周内完成。当参与者站在有手支撑的位置时,当他们踩下踏板开关时进行相同的踝关节-足底屈曲运动,当他们松开踏板开关时进行踝关节背屈运动。实验组用脚代替电脑鼠标玩网络游戏。

Fig. 1. - Participant flow in the trial.

实验流程

对于对照组,通过将踏板开关连接到家用电器上准备了一个自适应踏板开关。残疾适应开关模块包括继电器、DC 9V电池、插座和用于操作家用电器的踏板开关。为安全起见,使用继电器将踏板开关从高压(AC 110V)切换到低压(DC 9V)。因此,对照组中患有CP的儿童能够通过踩下踏板开关操作家用电器,例如打开或关闭风扇。这些家用电器,包括搅拌机、台灯、收音机、螺旋搅拌机、食品加工机和风扇。

Fig. 2. - (a) Schematic diagram of the switch-adapted mouse, foot switch (non-locking), and web game. (b) Top side of the printed circuit board inside themouse. In this procedure, the screws of themouse are removed using a screwdriver, and the solder points on the circuit board for the left click button on the mouse are identified. (c) Two wires are soldered to the prongs of the microswitch on the bottom side of the printed circuit board. Children with CP in the intervention group played web games by pressing the foot switch.

踏板开关代替鼠标进行游戏

在儿童游戏室或教室设置了一个带有改进踏板开关的网络游戏康复(实验组)或家电操作(控制组)程序。踏板开关的作用机制是促进踝关节的主动足底屈曲/背屈,因为患有CP的儿童经常会出现足底屈肌痉挛,从而妨碍正常的脚跟打击。两组的参与者在15周的时间内,每周(周一至周五)从16:00到18:00,使用改进的踏板开关进行40分钟的踝关节锻炼,频率为5天。两组的参与者还接受了40分钟的常规相关服务。

使用三种类型的数据集评估参与者的行走能力、平衡和姿势控制:1分钟步行测试(1 MWT)分数、儿科平衡量表(PBS)分数和CoP摆动模式(摆动路径、摆动面积和摆动速度)。重复测量ANOVA用于比较基于重复评估的测试分数平均值。在重复测量方差分析中,显示实验组CoP运动学显著改善(摆动路径,F=14.7,p=0.001;摆动面积,F=14.5,p=0.001;摇摆速度,F=12.6,p=0.002)。测试后功能评分也有明显改善(1 MWT,F=13.2,p=0.001;PBS总分,F=10.0,p=0.004)。对照组中只有一个变量,即1 MWT分数有所改善(F=5.1,p=0.032)。

Fig. 3. - The disability-adapted switch module comprises a relay, DC 9V battery, socket, and foot switch (non-locking) for operating home appliances such as a fan. A person may receive an electrical shock through contact with an electrical current from a small household appliance. For this reason, the relay was converted from a high voltage of AC 110V to a low voltage of DC 9V for the foot switch. Children with CP in the control group operated the home appliance (fan) by pressing the foot switch.

踏板开关代替控制家用电器

在随后的ANCOVA中,两组表现出显著差异。ANCOVA允许组间初始差异的均衡,用于比较组间的改善情况。ANCOVA显示CoP性能显著改善(p<0.05)(摆动路径,F=12.5,p=0.001;摆动面积,F=6.7,p=0.013)和功能试验(1MWT,F=5.72,p=0.021;静态PBS,F=7.06,p=0.011;动态PBS,F=5.70,p=0.021;使用游戏踏板开关进行训练后,PBS总分F=9.57,p=0.003)。

Table III

两组间的多变量分析(MANOVA)和协方差分析(ANCOVA)结果

开发的踏板开关可以帮助CP儿童训练踝关节背屈。踏板开关对于CP儿童操作家用电器和网络游戏非常重要,可以通过互联网或网络浏览器进行游戏。与家用电器踏板开关相比,网络游戏踏板开关的干预对步行和平衡的改善更为显著,因为这有助于提高动机。增加主动踝关节控制和运动速度可以提高步行速度。当患有CP的儿童操作踏板开关玩网络游戏时,可以通过踝关节跖屈(踩下踏板开关)和踝关节背屈(松开踏板开关)重复快速地执行踝关节背屈,以生成下一个动作。

在40分钟的训练开始时,控制组被指示使用站立位置的脚踏开关操作几台家用电器,之后他们可以随心所欲地练习。对于对照组,儿童在开始时对使用踏板开关操作风扇表现出兴趣;然而,这项任务并不要求参与者反复按下和松开开关,因此他们没有始终如一地练习。所有实验组参与者都表示,他们发现连接到网络游戏的踏板开关既有趣又有趣。使用脚踏开关玩网络游戏会产生积极的感觉(情绪稳定和乐观)和积极的行动(投入、积极互动、能力和成就)。CP儿童积极参与并控制游戏。创建了一个有趣的环境,参与者可以积极应对可实现的挑战,而不会表现出疲劳,同时在整个干预过程中保持积极性。

总之,将踏板开关与网络游戏配对提供了训练踝关节背屈和足底屈曲的有效手段。与使用家用电器系统的CP儿童相比,使用网络游戏系统的儿童对进行相同的练习(踝关节背屈和足底屈曲)表现出更大的兴趣,并表现出更好的平衡和行走能力。

原始出处:

G. Wan, H. -C. Hsieh, C. -H. Lin, H. -Y. Lin, C. -Y. Lin and W. -H. Chiu, "An Accessible Training Device for Children With Cerebral Palsy," in IEEE Transactions on Neural Systems and Rehabilitation Engineering, vol. 29, pp. 1252-1258, 2021, doi: 10.1109/TNSRE.2021.3092199.

 



版权声明:
本网站所有注明“来源:梅斯医学”或“来源:MedSci原创”的文字、图片和音视频资料,版权均属于梅斯医学所有。非经授权,任何媒体、网站或个人不得转载,授权转载时须注明“来源:梅斯医学”。其它来源的文章系转载文章,本网所有转载文章系出于传递更多信息之目的,转载内容不代表本站立场。不希望被转载的媒体或个人可与我们联系,我们将立即进行删除处理。
在此留言
评论区 (2)
#插入话题
  1. 2022-02-06 shirly.li19560809

    学习了

    0

  2. 2021-12-22 ms3000000770214786

    ,,

    0

相关资讯

Otol Neurotol:人工耳蜗对成人和儿童听配能的影响

听配能是指关注和理解听觉信息所需的精神消耗,这对听力损失患者来说是一个已知的障碍,且对生活质量有很大的负面影响。中度至重度单侧听力损失(UHL)和不对称性听力损失(AHL)的患者报告由于获得双耳线索的

Environ Health:室内微生物气溶胶与五岁以下儿童呼吸道症状的关系:系统性回顾和元分析

居住的室内环境中的微生物群落,由细菌、真菌和病毒各种微生物组成。人类特别是五岁以下的儿童,90%以上的时间都是在室内中度过的。尽管人们认识到了室内微生物暴露对儿童健康的重要性,但对不同的微生物在呼吸道

JCEM:儿童肝脂肪量与胰岛素抵抗相关

虽然4-8岁儿童肝脏脂肪量较低,但它与估计的胰岛素敏感性独立相关,并与血糖和甘油三酯之间具有性别特异性关联,表明肝脏脂肪量可能是青年人代谢功能障碍的早期指标。

Can Respir J:MicroRNA-155作为儿童过敏性鼻炎潜在生物标志物的作用调查

过敏性鼻炎(AR)是最常见的非感染性慢性鼻炎,在世界范围内发病率很高,影响40%的人口。AR的症状包括鼻出血、打喷嚏、鼻痒和鼻塞,这是由于暴露于过敏原,如螨虫、昆虫、花粉、烟草烟雾以及阿司匹林或其他非

JAMA Pediatr:新冠流行期间儿童青少年抑郁和焦虑的患病率

患病率估算值已达到新冠流行前的两倍,并随着时间的推移而升高。

质子泵抑制剂预防应激性溃疡的应用

应激性溃疡常见于各类严重创伤、危重疾病或严重心理疾病等应激状态下发生的急性胃肠道黏膜糜烂、溃疡等病变,严重者可并发消化道出血、甚至穿孔,PPI在临床中是常常用作预防用药。

拓展阅读

NNR:脑性瘫痪儿童大运动干预后的功能性神经可塑性和运动技能变化

运动训练后的功能性神经可塑性改变可为痉挛性双瘫脑瘫(DCP)儿童提供与运动技能改善相关的重要指标,但对神经可塑性的潜在模式了解甚少。DCP属于双侧痉挛型CP亚型,其特点是发育早期发生的非进行性脑损伤,

JAMA子刊:脑瘫患儿“髋关节移位”支架治疗的疗效观察

新型髋支具在预防髋关节移位进展方面显著有效,能改善非行走性脑瘫患者的生活质量。

Nature Communications:脑瘫治疗获突破,无创脊髓电神经调节,显著改善脑瘫儿童运动功能

到目前为止,还没有能够有效预防或治疗脑瘫的方法或药物。通常情况下,患有脑瘫的儿童只能接受侵入性手术治疗,这虽然能在短期内减少痉挛,但从长期来看,它们可能会对功能变化产生负面影响。

JNER:一种超轻量级、多功能、无束缚的机器人踝关节外骨骼在脑瘫患者中的可用性和性能验证

踝关节外骨骼有可能增强未受伤个体和神经疾病个体的行走能力。踝关节是动力辅助的一个常见目标,因为它在有效的两足运动中起着关键作用,并且是神经功能缺损个体中常见的受影响关节。例如,患有脑瘫(CP)的个体通

JNER:骑马有助于脑瘫儿童恢复?

任何物理治疗的主要目标都是提高患者的功能能力。医疗保健提供者经常治疗脑瘫患者,这些患者在功能性活动能力以及其他领域都有缺陷。脑瘫(CP)的诊断是指发育中的大脑中的一种非进行性病变,它影响人的移动能力。

JAMA:外显子测序显示脑瘫患儿中,超过三成是由于致病突变导致的

成年脑瘫患者中,致病性突变导致脑瘫的患者比例为10.5%,而脑瘫患儿中,这一比例高达32.7%