JNER：使用一种上肢康复游戏机器人系统用于中风患者康复

中风是全世界死亡、身体残疾的主要原因之一。在过去几年中，中风患者的患病率有所增加，从而对康复有了更高的需求。上肢瘫痪是中风后常见的损伤，只有10-20%的患者完全康复：对于这些患者，手臂康复的主要目的是恢复失去的功能。如今，使中风患者的康复有效的关键因素被认为是训练强度、重复使用具有挑战性和功能导向的活。机器人辅助康复和基于家庭的远程康复越来越受到人们的欢迎。机器人的精确运动能够客观地测量患者的运动。基于家庭的远程康复允许患者通过增加和延长治疗时间来提高康复效果。

基于游戏的远程康复和机器人系统的结合为患者创造了一个积极的环境。患者从这些专门为康复任务设计的“游戏”中获得的乐趣，可以极大地提高治疗的质量。MERLIN是一种机器人系统，用于中风患者的上肢远程康复。它是一种价格合理且易于使用的解决方案，允许患者在家中进行强化康复，并与治疗师进行持续远程监控和沟通。该系统由一个上肢康复机器人和一个软件平台组成，该平台引导和测量患者的运动，并允许医生定制治疗计划和监测患者的发展。本研究的目的是展示MERLIN机器人系统的可用性验证。开展的研究还旨在证明将机器人治疗作为日常康复计划的补充的可行性。本文发表在《Journal of NeuroEngineering and Rehabilitation》。

在中风后上肢恢复的不同阶段招募12名患者，以测试尽可能多的系统功能。受试者根据其恢复阶段分为三组：亚急性（中风恢复2-6个月）、短期慢性（6-12个月）和长期慢性（超过12个月）。每个阶段招募4名患者。参与本研究的纳入标准为：18岁以上的中风后上肢偏瘫、单侧偏瘫以及理解、接受和积极参与可用性研究的认知能力的受试者。每位患者使用MERLIN系统3周：在理疗师的监督下，进行1周的培训，在患者家中进行1周的监督，并在理疗师的远程支持和监督下独自在患者家中进行1周的康复训练。在基线检查时（开始训练前第1天）和最后一天评估手臂和手的功能。系统的可用性和参与者的动机在最后一天使用不同的验证量表进行评估。

机器人系统

MERLIN系统的开发旨在将神经康复带到中风后患者的家中，目的是在治疗师的间接监督下提供日常、强化、激励和患者定制的康复。该系统由ArmAssist（AA）和Antari家庭护理平台组成，ArmAssist（AA）是一个基于TECNALIA开发的严肃游戏的经济高效的机器人系统，用于远程监督、组织和定制患者的日常训练，Antari家庭护理平台由GMV开发。AA系统是一个模块化解决方案，包括一个价格合理的便携式机器人设备，用于完成上肢康复，用于激励患者并评估他们的训练。有7种训练游戏可供选择。康复治疗包括使用MERLIN系统进行的11个疗程，为期3周。用于此目的的训练动作和游戏由治疗师选择，治疗师根据患者的进化或认知状况决定治疗中训练的强度水平和动作。

患者使用机器人训练

9名患者参与并完成了研究。可用性评估报告了高水平的满意度：平均SUS分数71.94。ArmAssist调查问卷的结果显示，平均7分中有6分，这表明MERLIN非常直观、易于学习和使用。关于临床评估，Fugl-Meyer评分显示，从训练前到训练后，运动功能总分有中度改善（p = 0.002)。改良Ashworth量表结果无显著变化（p = 0.169)。在本研究中， 旨在观察参与试验后患者临床状况的可能变化，因此还增加了一些额外的临床测量。在开发新的康复技术时，必须考虑最终用户的特殊需求及其移动限制，以确保系统设计满足其实际需求和要求。

SUS量表

IMI的平均分为6.06分（满分为7分），每个分量表的最低分为5.67分，这表明参与者认为该系统是一个有趣的康复系统。 关于QUEST和AA问卷的结果，参与者认为这种疗法有趣、有动机，而且简单、直观、易于使用。然而，与其他人相比，P4和P8表达了略为消极的观点。P4不习惯使用新技术，在和电脑和游戏互动时感到沮丧。P8有严重的运动障碍，这意味着与其他参与者相比，移动手臂需要付出更多的努力。尽管有这些缺点，两名患者都决定完成训练。100%的参与者会向其他患者推荐使用MERLIN系统，88.9%的人会使用它超过6周。所有的参与者都报告说，在家里独自使用MERLIN时，压力很低。尽管普遍持积极看法，但参与者还认为MERLIN需要一些改进，这将在系统进一步开发时予以考虑。

临床实验结果

本研究的目的是评估系统的可用性，由于训练时间和患者数量太少，无法充分证明治疗的有效性。然而，临床评估显示上肢运动功能有中度改善，这与在家庭环境中使用类似机器人系统进行的其他研究结果一致。在个体水平上，根据Fugl-Meyer量表的基线测量，九名参与者的运动功能被分为轻度（6名患者）、中度（2名）和重度（1名）。受试者在训练后取得了显著的进步，这是通过Fugl-Meyer运动功能量表进行评估的。事实上，P6，一个处于慢性期的患者，经历了最大的运动变化。P6、P2和P3发生了最显著的变化：这些患者处于不同的进化阶段，基线也不同，分别如表1和表3所示。因此，在本研究中，没有发现运动功能改善与进展之间的关系，并且由于大多数参与者也参与了额外的治疗，这些改善不能完全归因于MERLIN系统的使用。

这项可用性研究表明，使用MERLIN系统进行上肢家庭康复是安全、有用、可行和激励的。

Guillén-Climent, S., Garzo, A., Muñoz-Alcaraz, M.N. et al. A usability study in patients with stroke using MERLIN, a robotic system based on serious games for upper limb rehabilitation in the home setting. J NeuroEngineering Rehabil 18, 41 (2021). https://doi.org/10.1186/s12984-021-00837-z