[논문 리뷰] A wearable anti-gravity supplement to therapy does not improve arm function in chronic stroke: a randomized trial

Courtney Celian, Partha Ryali외 3명|arXiv (Cornell University)|2024. 05. 07.

Stroke Rehabilitation and RecoveryMedicine인용 수 3

한 줄 요약

이 무작위 대조 시험은 만성 뇌졸중 환자에서 직업 치료의 보조로 ExoNET 착용형 무중력 보조 장치를 평가하였다. 장치는 안전하고 실현 가능했으며, Box and Blocks 점수에서 유의미한 향상(효과 크기: 2.1, p = .04)을 보였지만, ARAT 점수나 기타 주요 임상 지표에서 그룹 간 유의미한 차이가 없었으며, 이는 팔 기능 회복에 대한 전반적인 효과가 제한적임을 시사한다.

ABSTRACT

Background: Gravity confounds arm movement ability in post-stroke hemiparesis. Reducing its influence allows effective practice leading to recovery. Yet, there is a scarcity of wearable devices suitable for personalized use across diverse therapeutic activities in the clinic. Objective: In this study, we investigated the safety, feasibility, and efficacy of anti-gravity therapy using the ExoNET device in post-stroke participants. Methods: Twenty chronic stroke survivors underwent six, 45-minute occupational therapy sessions while wearing the ExoNET, randomized into either the treatment (ExoNET tuned to gravity-support) or control group (ExoNET tuned to slack condition). Clinical outcomes were evaluated by a blinded-rater at baseline, post, and six-week follow-up sessions. Kinetic, kinematic, and patient experience outcomes were also assessed. Results: Mixed-effect models showed a significant improvement in Box and Blocks scores in the post-intervention session for the treatment group (effect size: 2.1, p = .04). No significant effects were found between the treatment and control groups for ARAT scores and other clinical metrics. Direct kinetic effects revealed a significant reduction in muscle activity during free exploration with an effect size of (-7.12%, p< 005). There were no significant longitudinal kinetic or kinematic trends. Subject feedback suggested a generally positive perception of the anti-gravity therapy. Conclusions: Anti-gravity therapy with the ExoNET is a safe and feasible treatment for post-stroke rehabilitation. The device provided anti-gravity forces, did not encumber range of motion, and clinical metrics of anti-gravity therapy demonstrated improvements in gross manual dexterity. Further research is required to explore potential benefits in broader clinical metrics.

연구 동기 및 목표

• 만성 뇌졸중 환자에서 ExoNET 장치를 이용한 착용형 무중력 치료의 안전성과 실현 가능성을 평가하기 위해.
• 직업 치료 중 무중력 보조가 만성 뇌졸중 환자의 상지 기능 향상에 기여하는지 평가하기 위해.
• 무게 지원 모드와 느슨한 조건에서의 참가자 간 임상, 운동역학적, 운동학적 결과를 비교하기 위해.
• 환자들이 무중력 치료 장치에 대해 경험하고 인식하는 바를 검토하기 위해.

제안 방법

• 20명의 만성 뇌졸중 환자가 치료군(ExoNET을 무게 보조 모드로 설정)과 대조군(ExoNET을 느슨한 조건으로 설정)으로 무작위 배정되었다.
• 참가자들은 3주 동안 총 6회, 각 45분간의 직업 치료 세션을 이수하였다.
• 임상 결과는 표준화된 평가 도구를 사용하여 측정되었으며, 기준, 치료 후, 6주 추적 평가 시점에 블라인드 평가자가 평가하였다. 평가 도구로는 Box and Blocks 테스트와 Action Research Arm Test(ARAT)가 포함되었다.
• 근육 활동과 운동 패턴을 평가하기 위해 자유 탐색 과제 동안 운동역학적 및 운동학적 데이터를 수집하였다.
• 사용자 경험과 장치에 대한 인식을 평가하기 위해 참가자 피드백을 수집하였다.
• 임상 및 생리적 결과의 종단적 변화를 분석하기 위해 혼합 효과 모델을 사용하였다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 ExoNET 장치를 이용한 착용형 무중력 치료는 표준 치료에 비해 만성 뇌졸중 환자의 상지 기능 향상에 유의미한 영향을 미치는가?
• RQ2 ExoNET 장치는 임상 환경에서 직업 치료 중에 안전하고 실현 가능한가?
• RQ3 무중력 보조 중 근육 활동 또는 운동 운동학적 변화가 측정 가능한가?
• RQ4 환자 인식이 임상 또는 운동역학적 개선과 관련이 있는가?
• RQ5 치료 종료 후 6주 추적 평가에서 팔 기능 향상 효과가 지속되는가?

주요 결과

• 치료군은 치료 후 Box and Blocks 점수에서 통계적으로 유의미한 향상(효과 크기: 2.1, p = .04)을 보였다.
• ARAT 점수나 기타 주요 임상 지표에서 그룹 간 유의미한 차이가 관찰되지 않았다.
• 치료군에서 자유 탐색 과정 중 근육 활동이 유의미하게 감소함(효과 크기: -7.12%, p < .005)을 관찰하였다.
• 연구 기간 동안 운동역학적 또는 운동학적 데이터에서 유의미한 종단적 경향은 발견되지 않았다.
• 참가자들은 일반적으로 무중력 치료와 장치의 사용성에 대해 긍정적인 인식을 보였다.
• ExoNET 장치는 운동 범위 제한 없이 효과적인 무중력 보조를 제공하여 임상 적용의 실현 가능성을 뒷받침하였다.