Intervention Review

Electromechanical and robot-assisted arm training for improving generic activities of daily living, arm function, and arm muscle strength after stroke

  1. Jan Mehrholz1,*,
  2. Anja Hädrich2,
  3. Thomas Platz3,4,
  4. Joachim Kugler5,
  5. Marcus Pohl6

Editorial Group: Cochrane Stroke Group

Published Online: 13 JUN 2012

Assessed as up-to-date: 27 OCT 2011

DOI: 10.1002/14651858.CD006876.pub3


How to Cite

Mehrholz J, Hädrich A, Platz T, Kugler J, Pohl M. Electromechanical and robot-assisted arm training for improving generic activities of daily living, arm function, and arm muscle strength after stroke. Cochrane Database of Systematic Reviews 2012, Issue 6. Art. No.: CD006876. DOI: 10.1002/14651858.CD006876.pub3.

Author Information

  1. 1

    SRH Fachhochschule für Gesundheit Gera gGmbH, Sektion Therapiewissenschaften, 07548 Gera, Germany

  2. 2

    SRH Fachhochschule für Gesundheit Gera gGmbH, Gera, Germany

  3. 3

    Neurologisches Rehabilitationszentrum Greifswald gGmbH Karl-Liebknecht-Ring 26a, Neurologische Rehabilitation und Frührehabilitation, Greifswald, Germany

  4. 4

    Ernst-Moritz-Arndt-Universität, Neurowissenschaften, Greifswald, Germany

  5. 5

    Dresden Medical School, University of Dresden, Department of Public Health, Dresden, Germany

  6. 6

    Klinik Bavaria Kreischa, Abteilung Neurologie und Fachübergreifende Rehabilitation, Kreischa, Germany

*Jan Mehrholz, Wissenschaftliches Institut, Private Europäische Medizinische Akademie der Klinik Bavaria in Kreischa GmbH, An der Wolfsschlucht 1-2, 01731 Kreischa, Germany. jan.mehrholz@klinik-bavaria.de.

Publication History

  1. Publication Status: New search for studies and content updated (conclusions changed)
  2. Published Online: 13 JUN 2012

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Abstract

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Background

Electromechanical and robot-assisted arm training devices are used in rehabilitation, and might help to improve arm function after stroke.

Objectives

To assess the effectiveness of electromechanical and robot-assisted arm training for improving generic activities of daily living, arm function, and arm muscle strength in patients after stroke. We will also assess the acceptability and safety of the therapy.

Search methods

We searched the Cochrane Stroke Group's Trials Register (last searched July 2011), the Cochrane Central Register of Controlled Trials (CENTRAL) (The Cochrane Library 2011, Issue 7), MEDLINE (1950 to July 2011), EMBASE (1980 to July 2011), CINAHL (1982 to July 2011), AMED (1985 to July 2011), SPORTDiscus (1949 to July 2011), PEDro (searched August 2011), COMPENDEX (1972 to July 2011), and INSPEC (1969 to July 2011). We also handsearched relevant conference proceedings, searched trials and research registers, checked reference lists, and contacted trialists, experts and researchers in our field, as well as manufacturers of commercial devices.

Selection criteria

Randomised controlled trials (RCTs) comparing electromechanical and robot-assisted arm training for recovery of arm function with other rehabilitation or placebo interventions, or no treatment, for patients after stroke.

Data collection and analysis

Two review authors independently selected trials for inclusion, assessed trial quality, and extracted data. We contacted trialists for additional information. We analysed the results as standardised mean differences (SMDs) for continuous variables and risk differences (RDs) for dichotomous variables.

Main results

We included 19 trials (involving 666 participants) in this update of our review. Electromechanical and robot-assisted arm training did improve activities of daily living (SMD 0.43, 95% confidence interval (CI) 0.11 to 0.75, P = 0.009, I2 = 67%) as well as arm function (SMD 0.45, 95% CI 0.20 to 0.69, P = 0.0004, I2 = 45%), but arm muscle strength did not improve (SMD 0.48, 95% CI -0.06 to 1.03, P = 0.08, I2 = 79%). Electromechanical and robot-assisted arm training did not increase the risk of patients to drop out (RD 0.00, 95% CI -0.04 to 0.04, P = 0.82, I2 = 0.0%), and adverse events were rare.

Authors' conclusions

Patients who receive electromechanical and robot-assisted arm training after stroke are more likely to improve their generic activities of daily living. Paretic arm function may also improve, but not arm muscle strength. However, the results must be interpreted with caution because there were variations between the trials in the duration and amount of training, type of treatment, and in the patient characteristics.

 

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Electromechanical-assisted training for improving arm function and disability after stroke

More than two-thirds of all patients who have a stroke have difficulties with reduced arm function. This lack of functional recovery restricts patients' activities in daily living, decreases productivity, affects social re-integration, and leads to economic burden. Electromechanical and robot-assisted arm training uses specialised machines to assist rehabilitation in supporting shoulder, elbow or hand movements. However, the role of electromechanical and robot-assisted arm training for improving arm function after stroke is unclear. This review identified 19 trials, which included 666 participants that evaluated this type of therapy. Electromechanical and robot-assisted arm training did improve generic activities of daily living in people after stroke and may have improved arm function, but did not improve muscle strength of the partial paralysed (paretic) arm. Because adverse events were rare, based on the data of 19 trials, these devices could be applied as a rehabilitation tool, but we still do not know when, and how often they should be used.

 

Résumé scientifique

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Entrainement électromécanique et assisté par robot pour améliorer le fonctionnement du bras, sa force musculaire et les activités générales de la vie quotidienne après un AVC.

Contexte

Des dispositifs d'entrainement électromécanique et assisté par robot sont utilisés pour la rééducation du bras et pourraient contribuer à améliorer le fonctionnement du bras après un AVC.

Objectifs

Évaluer l'efficacité de l'entrainement électromécanique et assisté par robot pour l'amélioration du fonctionnement du bras, de sa force musculaire et des activités générales de la vie quotidienne après un AVC. Nous allons également évaluer l'acceptabilité et l'innocuité de la thérapie.

Stratégie de recherche documentaire

Nous avons effectué une recherche dans le registre des essais cliniques du groupe Cochrane sur les accidents vasculaires cérébraux (dernière recherche en juillet 2011), le registre Cochrane des essais contrôlés (CENTRAL) (The Cochrane Library 2011, numéro 7), MEDLINE (de 1950 à juillet 2011), EMBASE (de 1980 à juillet 2011), CINAHL (de 1982 à juillet 2011), AMED (de 1985 à juillet 2011), SPORTDiscus (de 1949 à juillet 2011), PEDro (recherche menée en août 2011), COMPENDEX (de 1972 à juillet 2011) et INSPEC (de 1969 à juillet 2011). Nous avons également recherché manuellement dans des actes de congrès pertinents, cherché dans des registres d'essais et de recherche, passé au crible des références bibliographiques et contacté des expérimentateurs, des experts et des chercheurs dans notre domaine, ainsi que des fabricants d'appareils commerciaux.

Critères de sélection

Des essais contrôlés randomisés (ECR) comparant l'entrainement électromécanique et assisté par robot pour le rétablissement fonctionnel du bras à d'autres interventions de rééducation ou placebo, ou à l'absence de traitement, pour les patients post-AVC.

Recueil et analyse des données

Deux auteurs de la revue ont, de façon indépendante, sélectionné les essais à inclure, évalué leur qualité et extrait les données. Nous avons contacté des auteurs d'essais pour obtenir des informations supplémentaires. Nous avons analysé les résultats au moyen des différences moyennes standardisées (DMS) pour les variables continues et des différences de risque (DR) pour les variables dichotomiques.

Résultats principaux

Nous avons inclus 19 essais (soit 666 participants) dans cette mise à jour de notre revue. L'entrainement du bras à l'aide de méthodes électromécaniques et assistées par robot avait amélioré les activités de la vie quotidienne (DMS 0,43 ; intervalle de confiance (IC) à 95 % 0,11 à 0,75 ; P = 0,009 ; I2 = 67 % ) ainsi que le fonctionnement du bras (DMS 0,45 ; IC à 95 % 0,20 à 0,69 ; P = 0,0004 ; I2 = 45 %), mais pas la force musculaire du bras (DMS 0,48 ; IC à 95 % -0,06 à 1,03 ; P = 0,08 ; I2 = 79 %). L'entrainement du bras à l'aide de méthodes électromécaniques et assistées par robot n'avait pas augmenté le risque que le patient sorte de l'étude (DR 0,00 ; IC à 95 % -0,04 à 0,04 ; P = 0,82 ; I2 = 0,0 %), et les événements indésirables étaient rares.

Conclusions des auteurs

Les patients qui, après un AVC, bénéficient d'un entrainement du bras à l'aide de méthodes électromécaniques et assistées par robot sont plus susceptibles de s'améliorer au niveau des activités générales de la vie quotidienne. Le fonctionnement du bras parétique peut également s'améliorer, mais pas sa force musculaire. Les résultats doivent cependant être interprétés avec prudence car les essais différaient pour ce qui concerne la durée, la quantité et le type d'entrainement, ainsi que les caractéristiques des patients.

 

Résumé simplifié

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Entrainement assisté électro-mécaniquement pour améliorer le fonctionnement du bras et l'invalidité après un AVC

Plus des deux tiers des patients ayant subi un AVC ont des difficultés dues à la détérioration du fonctionnement d'un bras. Ce manque de récupération fonctionnelle restreint les activités des patients dans la vie quotidienne, diminue leur productivité, affecte leur réinsertion sociale et constitue un fardeau économique. L'entrainement électromécanique et assisté par robot contribue à la rééducation du bras au moyen de machines spécialisées qui soutiennent les mouvements de l'épaule, du coude ou de la main. Cependant, le rôle de l'entrainement électromécanique et assisté par robot pour l'amélioration du fonctionnement du bras après un AVC n'est pas clair. Cette revue a identifié 19 essais, incluant au total 666 participants, qui avaient évalué ce type de thérapie. L'entrainement du bras à l'aide de méthodes électromécaniques et assistées par robot avait amélioré les activités générales de la vie quotidienne chez les personnes post-AVC et avait peut-être amélioré le fonctionnement du bras, mais il n'avait pas amélioré la force musculaire du bras partiellement paralysé (parétique). Les événements indésirables étant rares, sur la base des données de 19 essais, ces dispositifs pourraient servir d'outils de rééducation, mais nous ne savons toujours pas quand et à quelle fréquence il convient de les utiliser.

Notes de traduction

Traduit par: French Cochrane Centre 25th June, 2012
Traduction financée par: Ministère du Travail, de l'Emploi et de la Santé Français

 

Resumo

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Dispositivos eletromecânicos e robôticos de treinamento para o braço são utilizados em reabilitação, e podem ajudar a melhorar a função do braço após o acidente vascular cerebral (AVC).

Introdução

Dispositivos eletromecânicos e robôticos de treinamento para o braço são utilizados em reabilitação, e podem ajudar a melhorar a função do braço após o acidente vascular cerebral (AVC).

Objetivos

Avaliar a efetividade do treino de braço eletromecânico e robôtico para melhorar as atividades da vida diária, função e força muscular do braço em pacientes após acidente vascular cerebral. Nós também avaliamos a aceitabilidade e segurança da terapia.

Métodos de busca

Nós realizamos a busca de artigos nos seguintes bancos de dados: Cochrane Stroke Group's Trials Register (última atualização: Julho de 2011),the Cochrane Central Register of Controlled Trials (CENTRAL)(The Cochrane Library 2011, fascículo 7), MEDLINE (1950 até Julho de 2011), EMBASE (1980 até Julho 2011), CINAHL (1982 até Julho de 2011), AMED (1985 até Julho de 2011), SPORTDiscus (1949 até Julho de 2011), PEDro (busca realizada em Agosto de 2011), COMPENDEX (1972 até Julho de 2011), e INSPEC (1969 até Julho de 2011). Nós também realizamos a busca manual de relevantes resumos de conferencias, registros de pesquisas e ensaios clínicos, listas de referencias e contatamos pesquisadores de ensaios clínicos, especialilistas e pesquisadores em nossas áreas de pesquisas, bem como fabricantes de dispositivos.

Critério de seleção

Ensaios clínicos randomizados, comparando treinamento assistido do braço eletromecânico e robôtico para recuperação da função do braço com outro tipo de reabilitação ou intervenções com placebo, ou sem tratamento para pacientes com AVC.

Coleta dos dados e análises

Dois autores independentemente revisaram os artigos para inclusão, avaliaram a qualidade metodológica dos estudos e extrairam os dados. Nós contatamos com os autores para informações adicionais analisamos os resultados tais como diferença de média padronizada (DMP) para variáveis contínuas e diferença de risco (DR) para variáveis dicotómicas.

Principais resultados

Nós incluimos 19 ensaios clínicos (envolvendo 666 participantes) para esta atualização de nossa revisão. Treino de braço eletromecânico e robôtico melhorou as atividades da vida diária (AVDs) (DMP 0.43, 95% ; Intervalo de Confiança (IC) 0.11 a 0.75, P = 0.009,I2 = 67%) bem como a função do braço (DMP 0.45, 95% IC 0.20 to 0.69, P = 0.0004,I2 = 45%), mas a força do braço não melhorou (DMP 0.48, 95% ;IC -0.06 a 1.03, P = 0.08, I2 = 79%). Treino de braço eletromecânico e robôtico não aumentou o risco de pacientes abandonarem sua participação nos estudos (DR 0.00, 95% IC -0.04 to 0.04, P = 0.82,I2 = 0.0%), além de ter sido rara a presença de eventos adversos.

Conclusão dos autores

Pacientes que recebem treino assitido de braço eletromecânico e robôtico depois do AVC tem maior probabilidade de melhorar suas atividades da vida diária. A função do braço parético pode também melhorar, mas não há melhora na força muscular. Entretanto, os resultados devem ser interpretados com precaução porque existe varições entre os ensaios clínicos em relação a duração e quantidade de treino, tipo de tratamento e característica dos participantes.

 

Resumo para leigos

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Treino assitido de braço eletromecânico e robôtico para melhorara função do braço e incapacidade depois do acidente vascular cerebral

Mais de dois terços de todos os pacientes que tiveram acidente vascular cerebral tem dificuldades com a diminuição da função do braço. Esta falta de recuperação funcional restringe as atividades da vida diária dos pacientes, diminue a produtividade, afeta a reintegração social e gera um ônus econômico. Treino assitido de braço eletromecânico e robôtico usa especializados equipamentos para assitir a reabilitação no suporte do movimento do ombro, cotovelo e mãos. Entretanto, a função do treino assitido de braço eletromecânico e robôtico para melhorar a função do braço no AVC ainda não esta definida. Esta revisão identificou 19 estudos de ensaios clínicos, incluindo 666 participantes que avaliaram este tipo de terapia. O treino assitido de braço eletromecânico e robôtico melhorou as atividades da vida diária em pessoas que tiveram AVC e pode também ter melhorado a função do braço, mas não houve melhora na força muscular do braço paralisado (parético). Considerando que a presença de adversos eventosforam raros, baseado nos dadosdestes 19 estudos, estes dispositivos podem ser utilizadoscom uma ferramenta de reabilitação,mas ainda não sabemos quandoe quão frequente devem ser usados.

Notas de tradução

Traduzido por: Mirella Maria Soares Veras, Unidade de Medicina Baseada em Evidências, Unesp, Brasil Contato: portuguese.ebm.unit@gmail.com

 

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背景

電機和機器人協助可能可以訓練中風後的手臂以改善日常生活功能

電機和機器人協助可能可以訓練中風後的手臂以改善日常生活功能

目標

評估使用電機和機器人協助對於訓練中風後的手臂以改善日常生活功能的效果還有中風後肢體力量及接受度和安全性

搜尋策略

我們搜尋了Cochrane中風組試驗登記(搜尋至2007年10月), Cochrane中心登記的對照試驗(Cochrane圖書館、第三期(2007) EDLINE, 1950年至2007年10月), EMBASE(1980年至2007年10月), CINAHL(1982年至2007年10月), AMED(1985年至2007年10月報), SPORTDiscus(1949年到2007年10月), PEDro(搜尋至2007年10月), COMPENDEX(1972年到2007年10月), INSPEC(1969年至2007年10月)。我們也以人工翻閱相關會議論文集,搜尋試驗和研究的參考文獻,並與專家和研究者,商業設備製造商接洽。

選擇標準

比較以電機和機器人協助訓練中風後的手臂以回復功能與其他復健治療或沒有治療相比的隨機對照實驗

資料收集與分析

兩位作者獨立地審查所選定的試驗,評估試驗品質和摘取數據。我們聯繫試驗者以獲取額外的資訊。我們以標準化平均差異值(SMDs)分析連續變量和相對危險差異分析兩分法變量。

主要結論

我們收入了11個試驗共328位受試者在此回顧。以電機和機器人協助訓練手臂並不能改善日常生活活動(SMD = 0.29;95% 的信賴區間(CI) −0.47到1.06; 0.45;I2 = (85%)。手臂的運動功能和手臂的肌肉力量有進步(SM 0.68,95% 信賴區間為0.24到1.11; 0.002;I2 = 56%; SMD = 01.03,95% 信賴區間為0.29 – 1.78; 0.007;I2 = 79%)。電機和機器人協助訓練手臂並不會增加病人退出(RD)(固定作用模型) .01;95% 信賴區間從 −0.05到0.06; 0.77;I2 = 0.0%)而不良事件是很少見的。

作者結論

患者接受電機和機器人協助訓練中風後的手臂並不會比較改善日常生活功能,但是手臂的運動功能和肌肉力量可以提高。然而,這結果必須小心解釋,因為試驗之間有不同的變數,像是試驗期間,訓練的數量,治療的類型,病人的特點。

翻譯人

本摘要由奇美醫院何乘彰翻譯。

此翻譯計畫由臺灣國家衛生研究院(National Health Research Institutes, Taiwan)統籌。

總結

電機協助訓練中風後的手臂以改善日常生活功能和失能: 電機和機器人協助訓練中風後的手臂所扮演的角色還不清楚。超過三分之二的患者在中風後手臂活動困難且功能下降。電機和機器人協助訓練手臂使用特殊的機械來協助復健。本回顧收入了使用這種療法的11個試驗,包括328位參與者來做評估。電機和機器人協助訓練手臂沒有改善中風後病人日常生活功能。然而,卻可以改善運動功能,和癱瘓手臂的肌力。然而仍不清楚這種裝置是否應該被用在常規復健,還有什麼時候及多常被使用。