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无标记运动捕捉系统作为神经康复训练设备:系统回顾其使用,应用,目标人群和疗效

摘要

背景

以病人为中心的任务导向训练在神经康复中很重要,但在临床实践中费时且昂贵。技术的使用,特别是低成本且易于在临床实践中应用的动作捕捉系统(MCS),可以用于支持这种训练,但关于其用于训练的知识和证据很少。本综述旨在调查1)哪些运动捕捉系统被用作神经康复的训练设备,2)如何应用,3)在哪些目标人群中,4)训练的内容和5)MCS训练的有效性。

方法

在四个数据库(PubMed、Cinahl、Cochrane数据库和IEEE)中进行计算机系统文献综述。使用了以下MeSH术语和关键词:运动、运动、检测、捕捉、Kinect、康复、神经系统疾病、多发性硬化症、中风、脊髓、帕金森病、脑瘫和创伤性脑损伤。Van Tulder质量评估用于对所选研究的方法学质量进行评分。描述性分析报告MCS,目标人群,训练参数和训练效果。

结果

入选18项研究(平均Van Tulder评分= 8.06±3.67)。基于方法学质量,选择了六项研究来分析培训效果。最常用的MCS是微软Kinect,训练多用于上肢中风康复。培训项目在强度、频率和内容上各不相同。没有一项研究报告了基于以客户为中心的方法的个性化培训计划。

结论

动作捕捉系统是一种训练设备,在神经康复方面具有潜力,可以增加训练期间的动机,并可能有助于改善一个或多个国际功能、残疾和健康分类(ICF)水平。虽然以客户为中心的任务导向训练在神经康复中很重要,但以客户为中心的方法没有被包括在内。未来的技术发展应该接受挑战,将MCS与以客户为中心的任务导向方法的原则结合起来,并通过长期随访的随机对照试验证明疗效。

试验注册

普洛斯彼罗注册号42016035582

背景

患有多发性硬化症(MS)、中风和脊髓损伤(SCI)等中枢神经系统疾病的人,在上肢和下肢都表现出运动和感觉功能的丧失。由于上肢运动障碍,日常生活、运动和休闲活动的表现受到影响。下肢运动障碍,影响一般的移动能力和到达运动时的平衡控制。上肢和下肢的损伤降低了功能的独立性,从而降低了个人的生活质量[123.456].运动疗法已被证明可改善损伤[789],因此康复对这些患者非常重要。

在神经康复中,训练应具有挑战性、重复性、任务特异性、激励性、显著性和强化性,以激活神经可塑性[4].此外,研究亦显示以病人为中心的任务导向康复的重要性和益处[1011].以患者为中心的概念不仅将患者的愿望和需求纳入康复,而且还积极地让患者参与选择自己康复过程的目标。任务导向型培训的定义仍然非常多样化,但它包含了针对特定的功能任务的培训[1012].任务导向训练已被证明对脑卒中患者的手臂技能表现有效[1213]、脊髓[10]和MS [14].斯普伦等人。[14]证明了培训的特殊性以及“以客户为中心的培训”和“锻炼进展”的重要性。Timmermans等人[12]的结论是,培训的组成部分,如随机和分布的练习,连同反馈和明确的职能目标,应纳入,以提高任务导向培训的结果。尽管以客户为中心的任务导向方法在训练结果和运动学习方面具有优势,但这种方法需要个性化的训练计划和治疗师的指导。因此,对于治疗师和康复中心来说,以客户为中心和以任务为导向的方法更费时和昂贵。因此,需要一种新的方法,以客户为中心的任务导向的康复可以在不需要治疗师额外的成本和努力的情况下进行。

以技术为基础的康复系统,如机器人和虚拟现实(VR)很有前途,可能能够提供以客户为中心的任务导向的康复,而不需要治疗师额外的成本和努力。几项研究探讨了机器人和虚拟现实系统作为神经康复的额外疗法的积极作用[41516171819].机器人技术已显示出积极的效果,如增强患肢的功能和活动,增加动力,但设备的成本很高[3.20.].此外,由于使用者需要在身体上佩戴设备,而患者使用此类设备有困难,因此这些设备往往不舒服[3.].虽然一些研究包括机器人康复中以客户为中心的方法的某些方面,但由于可以做出各种各样的选择(例如,难以选择单个参数、特定运动或活动、使用物体等),因此仍然很难纳入完全以客户为中心的方法。[1920.].另一方面,虚拟现实是一种基于计算机的技术,允许用户与模拟环境进行交互,并接收有关性能的反馈。虚拟现实还能刺激运动强度的增加,因此它可能通过重复和任务导向训练中强度的增加来促进运动学习和神经可塑性[23.4].与传统的神经障碍患者运动康复方法相比,VR具有以下优势:1)患者可以进行不同的康复练习,以虚拟的方式进行重建(即虚拟康复练习),2)VR可以设置练习的特征,控制其表现并从患者的表现中获取相关数据,3)VR可以通过各种可用的设备,如MIT-Manus, RemoviEM等,促进患者与系统之间的交互。[2122].非沉浸式电子游戏也是VR的一种形式。它们是由娱乐行业为健康人群和家庭使用开发的,因此成本更低,更容易被接受。无标记(即身体上没有标记或传感器)运动捕捉系统(MCS),如任天堂Wii和Playstation Move,利用非沉浸式视频游戏,并已用于虚拟现实康复。研究表明,训练后,康复的动机会增加,运动功能和运动正确性也会改善。尽管结果是积极的,但这些带有VR的商用MCS系统迄今在受损人群康复方面的效用有限[13.4]:标准游戏太难或进度太快,没有提供以损伤为重点的训练(例如,没有针对屈曲协同作用的治疗),也没有具体解决独立家庭的可用性和安全性[1].只有少数研究着眼于为中风量身定制Kinect游戏,但没有特别关注协调模式,这在中风康复、减少补偿策略或独立家庭使用的可用性和安全性方面很重要[123].目前,Microsoft Kinect在姿态控制和站立平衡方面的临床评估的有效性和准确性较强[2425].Kinect在分析平面运动时的再现性与传统的基于标记的立体摄影测量系统相似[26].虽然有越来越多的研究涉及神经康复中的无标记动作捕捉系统,但关于Kinect或其他无标记动作捕捉系统的训练内容和训练效果的知识和证据很少[2427].

由于人们对神经康复中使用的各种无标记MCS知之甚少,它们在康复训练中的应用,以及在以客户为中心的任务导向训练中作为潜在设备的有效性,本研究旨在调查1)哪些(无标记)运动捕捉系统被用作神经康复训练设备,2)如何应用,3)在目标人群中,4)培训的内容是什么。5)MCS培训的效果是什么。

方法

搜索策略

计算机搜索在PubMed, Cinahl, Cochrane数据库和IEEE进行。研究收集到2016年12月。

使用了以下医学主题标题(MeSH)和关键词:(网)(“运动”或“运动”(网)运动或运动[标题/文摘][标题/文摘]和检测[标题/文摘]或捕获[标题/文摘]kinect[标题/文摘])和(“康复”(网)或康复[标题/文摘])和(神经系统疾病(网格计算)或神经系统疾病(标题/文摘]或多发性硬化症(网格计算)或多发性硬化症[标题/文摘]或中风(网格计算)或中风(标题/文摘]或脊髓(网格计算)或脊髓[标题/文摘]或帕金森病[MeSH术语]或帕金森病[标题/摘要]或脑损伤,创伤性[MeSH术语]或脑损伤,创伤性[标题/摘要]或脑瘫[MeSH术语]或脑瘫[标题/摘要])不是(“眼睛”[MeSH]或眼睛[标题/摘要]或“言语”[MeSH]或言语[标题/摘要])。

两位综述作者(EK & JV)进行了文章的检索和收录。

入选标准

当患有神经系统疾病的患者,如MS、中风、SCI、脑瘫等,参与了在康复计划中使用无标记MCS来改善上肢或下肢功能或平衡控制的干预研究或试验时,研究被纳入。所有以英语、法语、德语和荷兰语发表的研究都被包括在内。除系统评价外,所有定量研究设计均纳入本综述。

排除标准

健康受试者、儿童或动物的研究被排除在外。机器人或外骨骼的训练也被排除在外。涉及眼球或言语运动捕捉、步态/跌倒捕捉、运动意图和运动评估的研究不适合进一步分析。

方法评估

两名综述作者(EK和JV)使用Van Tulder质量评估量表独立评估了所有入选研究的方法学质量[28].该量表对随机对照试验(RCT)和对照临床试验(CCT)的内部效度(得分0-11)、描述性标准(得分0-6)和统计标准(得分0-2)进行评分,但也用于评估另一项研究设计的研究质量。内部效度评分中的“护理人员是否对干预措施盲目”和“患者是否对干预措施盲目”两项被认为不适用,因为护理人员和患者都知道他们提供或接受的培训。使用Cohen 's Kappa [29].Van Tulder总分(0-17)是在讨论并解决任何分歧后计算的。

数据提取

描述了所有选定研究中使用的运动捕捉系统的类型、患者组和训练组件,以回答本系统综述的前两个目标。提取了以下训练组成部分:ICF训练水平、训练的身体部位(上肢、下肢或全身)、内容格式(运动、游戏或任务)、实物或VR、训练组成部分(例如周数、频率等)、反馈、以客户为中心的方法的使用和训练结果。为了描述研究的培训结果(第三个目标),只纳入了方法质量良好(即得分为9分或更高)的研究,9是Van Tulder建议的50%(17个项目)的质量分界点[28].

结果

额外的文件1:图S1总结了文章搜索和纳入/排除过程的各个阶段。通过标题/摘要筛选,共筛选出638篇文章(n= 549),共筛选出66篇文章进行进一步评价。通过全文筛选进一步剔除了50篇文章,并增加了2篇参考文献。最后,筛选出18篇论文进行分析。

纳入文章的方法学质量

表格1给出18篇论文的Van Tulder评分,包括内部效度评分、描述性评分、统计评分和总分。

表1所选研究的Van Tulder评分、所用系统和受试者

在306个Van Tulder评分项目中,有9个项目存在分歧,导致两个评分者之间的Cohen 's kappa评分平均值为0.91,这被认为是一个极好的共识[30.].

在所有项目达成共识后,Van Tulder评分平均值为8.06±3.67(均数±标准差(SD)),内部效度评分平均值为3.11±2.11(满分9分),描述评分平均值为3.16±1.54(满分6分),统计评分平均值为1.78±0.43(满分2分)。总体而言,内部效度和描述评分均较低。这可能是因为所有设计都使用了范图德量表,而该量表是专门为随机对照试验和有条件现金试验开发的。

18项研究中有6项包括对照组,包括5项随机对照试验和1项CCT [31].尽管纳入的18项研究中有5项是随机对照研究[23.213233],只有一项研究是单盲研究[21].没有研究是双盲的。所有研究都进行了短期随访测量,只有两项研究进行了长期随访测量[3435].

Van Tulder评分为9分或更高的6项研究将用于描述培训效果[28].这6项研究的平均Van Tulder评分为12.33±2.16 (mean±SD)。

动作捕捉系统的类型

使用了三种不同类型的MCS,如表所示1.16项研究涉及使用微软Kinect系统进行训练[13.56212331323334363738394041],其中一项研究使用了Gesture Xtreme(原始出版物中没有详细描述)[2]一项研究使用了动作捕捉平台,但没有进一步指定系统[35].

第一个也是最常用的MCS是微软Kinect。微软Kinect是一款用于交互式电脑游戏的红外动作捕捉设备,专为Xbox 360游戏机设计。该设备使用户能够通过红外摄像机和深度传感器控制虚拟现实环境并与之交互,而不需要遥控器。用户的运动提供了全身3D运动检测功能和手势识别,实时捕获并立即提供反馈。市面上可低价购买[3.3436].

第二个描述的系统是Gesture Xtreme。这是一个使用专利视频手势控制软件和沉浸式技术的虚拟游戏系统。该系统将你的身体传送到计算机生成的景观中。人体手势使与虚拟世界的实时互动成为可能。242].

第三,Shiri等人。[35)描述他们的系统是一个动作捕捉平台,由一台标准笔记本电脑和一个低成本的网络摄像头操作。病人必须穿着白色长袍和黑色无袖背心,背景是蓝色的,这样系统才能识别出病人。这种新颖的虚拟现实系统将病人受损的手臂替换为虚拟手臂。患者可以通过鼠标、轨迹球或操纵杆来控制虚拟手臂。该系统集成了在线自观脸和镜像视觉反馈,但没有进一步指定系统的名称。

目标人群

研究涉及不同的神经问题目标人群。然而,大多数研究(n= 11)包括中风患者[123.523313233343541],其中8人患有慢性中风[13.52331323341].其他患者组仅在一到三项研究中描述,包括痴呆和脑损伤[36]、脑瘫[6], ms [21]、帕金森氏症[373940]、创伤性脑损伤[38].

研究的样本量在一个(个案研究)[123]和35(随机对照试验)[3.]平均年龄为32.3岁[38]和76.4岁[31].

关于MCS的患者群体和类型,所选研究中有一半对中风患者使用Kinect [13.5233132333441].

培训内容

如表所示2,所纳入研究的训练内容(即ICF训练水平、训练的身体部位、训练内容、运动、游戏或任务、使用真实和/或虚拟物体、使用的反馈机制和训练强度)之间存在很大差异。

表2所有入选研究的训练参数

大部分研究(n= 11)报告了专门针对ICF活动水平的培训,值得注意的是,在两项研究中,培训计划针对的是ICF活动和参与水平[236].

八项研究集中在上肢训练[123.2331343536],而六项研究集中在下肢训练[52132333941只有四项研究训练了整个身体[6373840].

帕斯特等人的研究[23是唯一一项在ICF身体功能和结构水平上提供上肢训练的研究。在这项研究中,开发了一个游戏,患者需要选择随机出现在屏幕上2 × 2到6 × 6网格单元格中的图像,这取决于游戏。选择图像是通过移动鼠标将光标定位到相应的单元格中来完成的。所使用的图像,如家具或交通工具,每次治疗都不同,但不会根据患者的兴趣而改变[23].两项针对ICF活动和参与水平提供上肢训练的研究包括在虚拟超市中执行准备披萨的职业任务和目标导向的实现任务[236].其余五项研究进行上肢训练,重点关注ICF活动水平[13.313435],主要进行标准Kinect游戏[3.3134].四项对全身进行训练的研究,重点关注ICF功能、活动或功能和活动水平的结合[6373840].在六项训练下肢的研究中,有四项关注的是通过进行步进练习来平衡控制的活动水平[53233]及侧腿运动[39].另一项关于下肢的研究,在功能和活动水平上进行训练,并进行平衡和重量练习[21].最后一项下肢研究主要通过骨盆运动观察ICF功能水平[41].

培训内容包括任务[36]、标准化练习[562123323338394041]或游戏[123.31343537].六分之四的研究使用了《水果忍者》等商业游戏。34或《Kinect Sports》和/或《Kinect Adventures》[3.3137]而只有两项研究基于患者的兴趣,通过使用视觉目标或游戏来考虑患者的兴趣[631].在Lee等人的研究中[31,患者必须选择一款Kinect Sports游戏(如拳击或保龄球)和一款Kinect Adventures游戏(如Rally Ball, 20000 leaks或Space Pop)。Jaume-i-Capo等人[6)屏幕上使用的目标可以很容易地转换成每个用户感兴趣的图像,例如足球俱乐部的图像。只有在一项研究中,患者在训练中可以选择使用真实物体[38].

没有一项研究包括以客户为中心的任务导向方法,如加拿大职业绩效测量(COPM)。所有的研究都使用了标准化的练习或游戏,针对治疗目标,并专注于受损的身体部位或功能,但从未让患者参与这个过程。只有两项研究通过使用患者兴趣的图像来考虑他们的兴趣[6或者让病人选择玩哪种游戏[31].

关于培训期间和/或培训后的反馈,大多数研究(n= 9)只使用视觉反馈[1221233435394041].五项研究提供了视觉和听觉反馈的结合[3.6363738]四项研究没有提及他们的反馈类型[5313233].

在不同的研究中,训练时间和强度的差异很大,范围从只有两个[23]至24周的训练[6],每周练习一至五次,每天练习时间为20分钟至1小时。值得注意的是,训练时间最长的研究(即24周)提供的强度最低,仅为每周一次,每次20分钟[6].

培训效果

所选研究(Tulder评分≥9分)、干预和平均结果概述见表3.用于上肢和下肢。

表3上肢和下肢训练结果

Levin等人的研究集中在上肢[2]和Shiri等人。[35],在不进行常规治疗的情况下进行MCS治疗。而在对Sin等人的研究中[3.]采用常规治疗与MCS治疗相结合的方法。关于组内差异,所有三项研究都报告了一项或多项结果指标的改善[23.35].在两项研究中,这种改善是显著的[3.35],其中一项研究只报告了效应大小[2],尤其是WMFT、FMA和BBT。

三项研究中只有两项可能进行组间比较,如Shiri等人所述。35]介绍了一个案例系列设计。莱文等人。2和辛等人。[3.报告了有利于实验组的阳性结果。莱文等人。2]报告说,与常规组相比,VR组在测试后训练对WMFT-FAS的影响更大。无论是事后训练(实验组6名受试者中有5名进行了事后训练,对照组6名中有3名进行了事后训练),还是随访(实验组6名受试者中有4名进行了事后训练,对照组2名进行了事后训练),与对照组相比,更多的实验组受试者在随访1个月时保持了他们的改善。WMFT的另一部分,即WMFT- time,没有表现出任何显著的影响[2].罪恶等。3.]报告了实验组和对照组在肩部、肘部和手腕所有关节运动的活动范围(AROM)、FMA运动功能和BBT的后测有显著差异。随访(即治疗后6周),实验组肩关节AROM、肘关节AROM改善明显优于对照组,但手腕、FMA、BBT改善不明显。

两项研究使用并报告了运动活动日志,这是一种对ICF活动水平感知表现的临床测量方法[235].莱文等人。2]报告了频率(MAL-AOU;用量)和质量(MAL-QOM;在ICF活动和参与水平都进行了训练的同时,实验组和对照组的日常手臂使用质量没有变化。Shiri等人[35]报告说,在ICF活动水平训练后,MAL总体上有了显著改善。

只有一项研究在治疗后3个月进行了长期随访[35].Shiri等人[35]是唯一入选并在治疗后3个月后进行长期随访测量的病例系列。莱文等人[2]进行了随访测量,但仅在干预后1个月。

下肢的训练时间和强度有很大差异(见表)3.).虽然训练参数是潜水员,但所有三个下肢研究都使用了相同的工具,即Kinect [213233].

Llorens等人的研究[33]重点研究了居家治疗(实验组)与康复中心治疗(对照组)的差异。这也是唯一一项在完成训练1个月后随访测量的下肢研究,其中改善仍在。

所有研究都报告了对伯格平衡量表(BBS)的显著影响,Llorens等人的两项研究均显示实验组和对照组均有显著改善[3233].Lozano-Quilis等人仅报道了实验组BBS的显著改善[21].一项研究报告,在试验组和对照组中,Tinetti性能导向移动评估的两个分量表,即平衡和步态(分别为POMAb和POMAg)以及Brunnel平衡评估(BBA)均有显著改善[33].Lozano-Quilis等人。[21]进一步显示两组POMAb量表均有显著改善。两项研究使用了10米步行测试(10MWT),均报告了实验组和对照组的显著改善[2132].

评估家庭和医院环境中MCS使用差异的研究没有发现任何显著差异[33].其他研究表明,各组之间存在显著差异,实验组通过几个结果指标(即BBS和10MWT)来衡量[2132].除了BBS和10MWT, Lozano-Quilis等人[21]在SLB右脚的时间效应和时间“Up and Go”试验(TUG)上均表现出显著的群体效应。

唯一一项包括动机和可用性的研究是Llorens等人(2015)的研究。在动机方面,干预后内在动机量表(IMI)和系统可用性量表(SUS)呈积极趋势。此外,Llorens et al. [33]还发现,与临床项目相比,家庭项目的总体费用更便宜。

由于所有三项关注下肢的研究都使用Kinect,因此可以说,在关注ICF活动水平的组内,使用Kinect进行下肢功能和/或活动训练对临床结果测量有显著影响。

讨论

本研究的目的是调查1)无标记MCS在神经康复中被用作训练设备,2)如何应用,3)在哪些目标人群中,4)训练内容是什么,5)MCS训练的效果如何。总的来说,本系统综述的结果表明,只有有限数量的研究调查了神经疾病患者使用(无标记)运动捕捉系统进行上肢或下肢训练的效果。使用Kinect最多,在虚拟环境中进行锻炼最多,中风是主要的目标人群,上肢是最受训练的身体部位。干预主要集中在ICF活动水平和视觉反馈是最常用的反馈形式。研究发现了各种各样的训练参数,如内容、频率和强度。没有一项研究报告了以客户为中心的任务导向方法。所有研究都报告了在一个或多个ICF水平上,上肢和下肢的(显著)改善,大多数有利于实验MCS组。

在选定的研究中,微软Kinect是使用最多的MCS (n= 18)。一些研究报告了微软Kinect与机器人或任天堂Wii相比的优势。由于使用基于kinect的系统的人不需要在身上佩戴传感器或标记,也不需要手持它们[26],它们使用起来更有吸引力、更舒适、更令人愉快和更直观[2127333940].它也可在市面上以低成本购买,并可在家中使用[2627333940].这些结果与两项定性研究的结果相符[4344].Knippenberg等人[43]通过评估治疗师和患者对MCS和微软Kinect在神经康复中的使用的期望和要求,调查了无标记MCS的机会。研究发现,对患者来说,Kinect的主要优势是可以在没有治疗师帮助的情况下使用Kinect,并且可以在家锻炼。43].Palacios-Cena等人[46]报告了在执行Kinect虚拟家庭锻炼程序时的高度依从性(86.02%完成了会话)和满意度(87.4%的样本非常满意)[44].微软Kinect的主要缺点是缺乏精细的运动捕捉和肩关节生物力学精度的限制[27].尽管如此,微软Kinect在临床评估中的有效性和准确性在姿势控制和站立平衡方面很强,以及在分析平面运动时的可重复性[242526].

虽然微软Kinect已经在神经康复中得到应用和实现,但它还没有适应神经康复的具体需求[13.439].例如,在治疗中使用的标准游戏是激励的,但必须密切监控表现,因为过度运动可能会造成损伤,而且游戏并不总是适合个人治疗目标。此外,游戏内分数的提升并不一定与实际功能的提升相关。27].此外,在本综述中包括的研究中,使用了许多不同形式的MCS应用,这使得比较培训内容变得困难。因此,缺乏关于功能改善有效性的一致证据。

关于纳入的受试者,最常入选的研究人群是慢性中风患者(n= 13)。其他研究还包括患有急性和亚急性中风、痴呆、多发性硬化症、帕金森病或脑损伤的受试者。这与中风人群的患病率高于多发性硬化症或脑瘫有关[454647].然而,慢性中风以外的其他患者群体,如多发性硬化症、帕金森病等,也可能有利于更广泛地实施无标记MCS [6212737394048].特别是当开发人员在系统中实现以客户端为中心的面向任务的方法时。

研究样本范围从一个受试者(个案研究)[123]至35(随机对照试验)[3.基于Van Tulder评分的方法学质量较低(8.06±3.67)。当查看范图德评分至少为9分的6项研究的选择时,样本量仍然很低,从6(病例系列)[35]至35(随机对照试验)[3.)科目。因此,不能进行meta分析,应谨慎得出关于疗效的结论。

从训练生理学和运动学习原理可知,训练的时间、强度和内容是影响训练效果的重要因素[124950].尽管了解了这些知识,但在所选的研究中,培训持续时间、强度和内容的差异很大。由于这种广泛的变化,一般的假设应该谨慎。关于持续时间,干预的范围为2周[23]至24周[6].这可能是由于实际的考虑,如康复中心的受试者的可用性,以及大多数研究都认为自己是试点和/或可行性研究,然后才计划进行更大规模和更长期的干预。在强度方面,有研究比较了干预训练与常规训练、干预与常规训练相结合且强度和时间相同、干预加常规康复训练与单纯常规康复训练。后者有更多的康复时间,产生了有利于新的干预训练的偏向。

在选取的6项方方法质量良好的研究中,研究表明,使用MCS结合虚拟现实进行干预后,大多数临床结果指标都有所改善,主要关注的是ICF活性水平。这可能与运动学习的特定任务效应有关[1451].此外,这种改善可能是由于游戏方面的原因,因为与传统治疗相比,人们往往更有动力。但只有两项研究专门对动机进行了结果测量:Llorens等人。33和Summa等人(2015)用IMI评估动机[3341].虽然Llorens et al.(2015)的研究是随机对照实验,但实验组和对照组都接受了Kinect的训练。因此,两组在IMI上的高结果,没有显著差异,表明所有患者都认为Kinect激励训练[33].这与有关虚拟现实的研究相一致,研究表明,当提供虚拟康复练习时,患者更有动力进行练习[2127]而且他们对治疗的依从性更强[21].

关于评估的使用,使用了各种各样的评估工具,特别是在上肢。上肢被认为比下肢更复杂[52],这可能就是为什么在不同的研究中使用了更独特的评估。此外,事实上三分之二的下肢研究是由同一位研究人员进行的[3233,可能会有影响。各种各样的评估工具使得研究之间的比较更加困难,应该谨慎地解释训练的效果。

值得注意的是,只有两项(病例系列)研究进行了长期随访测量[3435].因此,不能对真正的神经可塑性的发生作出任何假设。

研究数量有限可能是由于在康复中使用商用动作捕捉系统(如微软Kinect)的新颖性。本综述所选研究均发表于近5年,与Saposnik等的研究结果一致。[4和韦伯斯特等人。[44].萨普斯尼克等人。[4]回顾了专门关于各种VR在中风康复中的文献,而不是MCS的使用[4].而韦伯斯特等人。44]回顾了Kinect在老年人护理和中风康复方面的应用[27].

还必须指出的是,可能并非所有相关文章都使用了上述搜索策略。例如,“Kinect”一词被包含在搜索中,这就产生了选择偏差。然而,尽管明确使用了这个术语,其他设备也包括在内。另一个例子是术语“康复”。通过使用术语“康复”,其他文章如Colomer等人。[53]和Shih等人。[54]没有使用搜索策略,因为使用了“exergaming”一词[5354].

在选定的研究中没有使用以客户为中心的任务导向方法,因为他们对所有患者使用标准化练习。只有两项研究通过使用与患者兴趣相对应的图像来考虑患者的兴趣[6],或让病人从先前的一组练习中选择[31].虽然人们的兴趣很重要,但以客户为中心的方法更进一步,积极让他们参与选择自己的目标。实现以客户为中心的任务导向的方法可能很耗时,特别是使用像微软Kinect这样的新系统,但它已经确立了其价值[1011121314].因此,未来的研究需要实现以客户为中心的面向任务的方法,结合无标记MCS,如微软Kinect。

结论

有不同类型的MCS用于神经康复,但大多数使用微软Kinect。大多数应用针对中风患者,集中在上肢训练。所有纳入的研究都没有采用以客户为中心和任务导向的方法。

由于RCT和CCT较少,长期随访的研究较少,因此很难根据本综述中纳入的研究来证明其有效性。然而,有可能将MCS与以客户端为中心的面向任务的方法结合使用。更重要的是,未来的技术发展应该接受挑战,将MCS与以客户为中心的任务导向方法的原则结合起来,并通过长期随访的随机对照试验证明有效性。

缩写

10次参与者:

10米步行测验

答:

活动

(一)罗:

(活动的)活动范围

论坛:

伯格平衡量表

《生活大爆炸》:

盒块测验

有条件现金转移支付:

对照临床试验

DC:

描述性标准

F:

函数

弗拉维奥-布里亚托利:

全身

菲利普-马萨:

Fugl Meyer评估

ICF:

《国际功能、残疾和健康分类》

四:

内部效度

IMI:

内在动机量表

噢,

下肢

发作:

运动活动日志

主持人:

动作捕捉系统

女士:

多发性硬化症

病人:

参与

帕金森病:

帕金森病

POMA:

Tinetti绩效导向流动性评估

个随机对照试验:

随机对照试验

SC:

统计标准

科学:

脊髓损伤

SD:

标准偏差

姐姐:

中风影响量表

SLB:

单腿平衡测验

SUS:

系统可用性量表

创伤性脑损伤:

创伤性脑损伤

UL:

上肢

虚拟现实:

虚拟现实

WMFT:

沃尔夫运动功能测验

参考文献

  1. Brokaw EB, Eckel E, Brewer BR:针对中风患者的运动学Kinect治疗方案的可用性评估。科技卫生保健,2014;23:143-151。

  2. Levin MF, Snir O, Liebermann DG, Weingarden H, Weiss PL.虚拟现实与传统治疗慢性中风的达到能力:临床可行性研究。神经科学。2012;1:1-15。

    文章谷歌学者

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确认

不适用。

资金

这项工作部分得到了“Agentschap Innovatie door Wetenschap en Technologie”(IWT,最近IWT的名字改为VLAIO) IWT Tetra 140,324的支持,这是PXL大学学院、哈塞尔特大学和西弗兰德斯大学学院的研究基金。

数据和材料的可用性

当前研究期间和/或分析期间的数据集可根据合理要求从通信作者处获得。

作者的贡献

EK对数据的概念、数据的获取、数据的分析和解释做出了主要贡献。她在撰写手稿方面也有主要贡献。JV对数据的获取、分析和解释做出了重大贡献。他对手稿进行了批判性的修改,以保留重要的思想内容。IL、SP和AT对重要知识内容的修改做出了贡献。AS对数据的概念和解释作出了重大贡献。她严格地修改了手稿中重要的知识内容。所有作者都阅读并批准了最终的手稿。

相互竞争的利益

作者宣称他们之间没有利益冲突

发表同意书

不适用。

伦理批准并同意参与

不适用。

作者信息

作者及隶属关系

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相应的作者

对应到Els Knippenberg

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克尼彭伯格,E,韦尔布鲁格,J,拉默斯,I。et al。无标记运动捕捉系统作为神经康复训练设备:系统回顾其使用,应用,目标人群和疗效。神经工程杂志14, 61(2017)。https://doi.org/10.1186/s12984-017-0270-x

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  • 动作捕捉系统
  • 神经系统疾病
  • 康复
  • 系统综述
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