Background: Stroke is a leading cause of permanent disability. Being a new technology for neurorehabilitation, virtual reality (VR) allows for intensive trainings with a larger number of repetitions focused on mastering specific skills in patients with upper limb dysfunction. To date, there are insufficient studies evaluating the use of VR in the acute period of a stroke.
Aim: To investigate the effectiveness and safety of adding VR trainings to standard therapy for improving upper limb function and for enhancing activities in daily life in patients with acute stroke.
Subjects and method: The investigation enrolled 78 patients with acute stroke (the median time from stroke onset, 3.7 days; median age, 63 (43; 79.3) years), who were randomized into 2 groups: a study group (standard therapy + VR) and a control one (standard therapy only). The patients of the study group underwent a VR training cycle lasting 15 minutes twice daily for 10 days. Before and after the training cycle, the British Medical Research Council scale for muscle strength, the upper extremity motor function sections of the Fugl-Meyer assessment (FMA) scale, hand dynamometry, and the nine hole peg test (NHPT) were used to evaluate upper extremity function in the participants; Sections 6 and 7 of the motor function assessment scale (MAS), the modified Rankin scale (MRS), and the total motor function scores of the functional independence measure (FIM) utilizing a 7-point ordinal scale were employed to assess everyday activity limitations.
Results: On completion of rehabilitation measures, the participants in the study and control groups showed a statistically significant improvement in upper extremity function and activities of daily living. According to the ratings of the FMA subscales 'hand' (p=0.034), 'hand (speed)' (p<0,001), and the total score of this scale (p=0.035) and according to those of the FIM scale (p=0.045), the patients of the study group demonstrated a statistically significant improvement compared with those in the control group. Assessments using the MRC scale, FMA subscales 'upper extremity' and 'wrist', NHPT, MAS, the Barthel index (BI), and MRS revealed no differences between the groups. No serious adverse events were recorded in the participants of the study group during the study period.
Discussion: The vast majority of studies evaluating the effect of VR in upper extremity dysfunction are conducted in patients with stroke lasting longer than 3 months. Despite the validity of using VR in the acute period of cerebral lesion, the investigations of this design are not numerous. At the same time, these studies often have limitations, such as a small number of participants (usually less than 10); a small number of training VR sessions; lack of 'blinding'; different types of software and hardware systems that implement VR technology; heterogeneity of participants according to the degree of upper extremity dysfunction; insufficient detailing of the content and scope of conventional therapy; comparison of VR with basic methods of motor rehabilitation, and sometimes the absence of a control group.
Conclusion: Thus, the use of VR in addition to standard rehabilitation measures in the acute period of stroke favors improvements in upper extremity function and a reduction in daily limitations and is safe.
Обоснование. Инсульт является ведущей причиной стойкой потери трудоспособности. Виртуальная реальность, являясь новой технологией в нейрореабилитации, позволяет обеспечивать интенсивные тренировки с высоким количеством повторений, ориентированные на освоение конкретных навыков у пациентов с нарушением функции верхней конечности. На сегодняшний день недостаточно исследований, оценивающих применение виртуальной реальности в острый период инсульта. Цель исследования - изучить эффективность и безопасность добавления тренировок в виртуальной среде к стандартной терапии для улучшения функции верхней конечности и увеличения активности в повседневной жизни у пациентов в остром периоде инсульта. Материал и методы. В исследование вошли 78 пациентов в остром периоде инсульта (медиана времени от начала инсульта 3,7 дня, медиана возраста 63 (43; 79,3) года), которые были рандомизированы на две группы: основную (стандартная терапия + виртуальная реальность) и контрольную (только стандартная терапия). Пациенты основной группы прошли курс тренировок виртуальной реальности длительностью 15 мин 2 раза в день в течение 10 дней. До начала курса тренировок и после него для оценки функции верхней конечности у участников использовали шкалу оценки мышечной силы Британского совета по медицинским исследованиям (MRC), двигательные разделы для верхней конечности шкалы Фугл-Мейера (FMA), кистевую динамометрию, тест по вставлению колышков в планшет с 9 отверстиями (NHPT); для оценки ограничений в повседневной жизни - 6-й и 7-й разделы шкалы оценки двигательной функции (MAS), Модифицированную шкалу Рэнкина (MRS), суммарный балл за двигательные функции 7-балльной версии теста функциональной независимости (FIM). Результаты. Участники основной и контрольной групп по окончании реабилитационных мероприятий продемонстрировали статистически значимое улучшение функции верхней конечности и активности в повседневной жизни. При оценке по субшкалам FMA 'кисть' (p=0,034), 'кисть (скорость)' (р<0,001), а также по общему баллу данной шкалы (p=0,035), по шкале FIM (p=0,045) пациенты основной группы продемонстрировали статистически значимое улучшение в сравнении с больными группы контроля. При оценке по шкале MRC, субшкалам FMA 'верхняя конечность' и 'запястье', NHPT, MAS, индексу Бартел и MRS разницы между группами выявлено не было. За период исследования у участников основной группы не было зафиксировано серьезных нежелательных явлений. Обсуждение. Подавляющее большинство исследований, оценивающих эффект виртуальной реальности при нарушении функции руки, проводятся у пациентов с давностью инсульта более 3 мес. Несмотря на обоснованность применения виртуальной реальности в острый период церебрального поражения, работы подобного дизайна немногочисленны. При этом данные исследования часто имеют ограничения, такие как малое число участников (как правило, менее 10); небольшое количество тренировочных сессий виртуальной реальности; отсутствие 'ослепления'; разные типы программно-аппаратных комплексов, реализующих технологию виртуальной реальности; неоднородность участников по степени нарушения функции руки; недостаточная детализация содержания и объемов 'conventional therapy'; сравнение виртуальной реальности с базовыми методами двигательной реабилитации и иногда отсутствие группы контроля. Заключение. Таким образом, применение виртуальной реальности в дополнение к стандартным реабилитационным мероприятиям в остром периоде инсульта способствует улучшению функции верхней конечности, уменьшению ограничений в повседневной жизни и является безопасным.
Keywords: rehabilitation; safety; stroke; upper extremity; virtual reality.