LOKOMAT-TERAPIAN VAIKUTUKSET AIVOHALVAUSPOTILAIDEN KÄVELYKYKYYN Kirjallisuuskatsaus

Transkriptio

1 LOKOMAT-TERAPIAN VAIKUTUKSET AIVOHALVAUSPOTILAIDEN KÄVELYKYKYYN Kirjallisuuskatsaus Leena Korhonen Kandidaatintutkielma Liikuntalääketiede Itä-Suomen yliopisto Lääketieteen laitos Lokakuu 2013

2 ITÄ-SUOMEN YLIOPISTO, Terveystieteiden tiedekunta Lääketieteen laitos Liikuntalääketiede KORHONEN, LEENA: Lokomat-terapian vaikutukset aivohalvauspotilaiden kävelykykyyn Kandidaatintutkielma, 46 sivua, 4 liitettä (5 sivua) Ohjaajat: FT Mika Venojärvi; FM, KM, TtK Kristiina Laihonen; TtT Marja Randelin Lokakuu 2013 Avainsanat: aivohalvaus, fysioterapia, fyysinen toimintakyky, robotiikka Aivohalvaus on maailmanlaajuisesti yksi eniten pitkäaikaista vammaisuutta aiheuttavista sairauksista ja sen hoidosta koituu terveydenhuollolle mittavat kustannukset. Tavallisia aivohalvauksen seurauksia ovat toispuolihalvauksen aiheuttamat liikkumisvaikeudet, jotka vaikuttavat potilaan päivittäisistä toimista selviytymiseen. Aivohalvauspotilaiden fysioterapian keskeinen tavoite on kävelykyvyn palauttaminen. Harjoittelun avuksi on viime vuosikymmenten aikana kehitetty erilaisia robotiikkaan perustuvia kävelyharjoittelulaitteita. Lokomat-kävelyrobotti on yksi pitkälle kehittynyt kävelyä avustava robotti. Tässä katsauksessa selvitettiin, miten Lokomat-kävelyrobotin avulla toteutettu kävelyharjoittelu eli Lokomat-terapia vaikuttaa aivohalvauspotilaiden kävelykykyyn ja miten sen vaikuttavuutta on tutkittu. Lisäksi selvitettiin, onko Lokomat-terapia vaikuttavampaa kuin tavanomainen fysioterapia aivohalvauspotilaiden kävelykyvyn parantamisessa ja kuinka pysyviä vaikutukset ovat. Tässä katsauksessa kävelykykyä osoittavina muuttujina tarkasteltiin kävelynopeutta, kestävyyskuntoa, toiminnallista kävelykykyä ja kävelyn vaiheiden muuttujia. Katsaukseen valikoitiin kahdeksan (8) aivohalvauspotilaiden Lokomat-terapiaa ja tavanomaista fysioterapiaa vertailevaa satunnaistettua kontrolloitua tutkimusta. Tutkittavat olivat vuotiaita miehiä ja naisia. Joukossa oli sekä subakuutin että kroonisen vaiheen aivohalvauspotilaita, ja sekä oikean että vasemman puolen aivoinfarkteja ja aivoverenvuotoja. Tutkimusasetelmat ja otoskoot vaihtelivat tutkimuksittain. Kaikissa tutkimuksissa kyseessä oli tutkittavien ensimmäinen aivohalvaus ja tutkittavat olivat olleet kävelykykyisiä ennen aivohalvausta. Tutkimusten perusteella Lokomat-terapialla oli myönteinen vaikutus subakuutin vaiheen aivohalvauspotilaiden kävelykyvyn kaikkiin tässä katsauksessa tarkasteltuihin muuttujiin. Lokomat-terapia vaikutti myönteisesti kroonisen vaiheen aivohalvauspotilaiden kestävyyskuntoon ja toiminnalliseen kävelykykyyn. Kroonisen vaiheen aivohalvauspotilaiden kävelynopeuden ja kävelyn vaiheiden muuttujien osalta tutkimusnäyttö oli ristiriitaista. Lokomat-terapian ja tavanomaisen fysioterapian vaikutukset aivohalvauspotilaiden kävelykykyyn vaihtelivat tutkimuksittain. Vaikutukset säilyivät 3-6 kuukauden seuranta-aikojen jälkeen. Tutkimusnäyttö oli ristiriitaista, eikä sen perusteella voida sanoa, vaikuttaako Lokomatterapia vai tavanomainen fysioterapia enemmän aivohalvauspotilaiden kävelykyvyn paranemiseen. Tarvitaan lisää riittävän suurilla otoksilla toteutettuja laadukkaita tutkimuksia, jotta voidaan määrittää optimaalinen Lokomat-terapian aloitusajankohta sekä terapiakertojen tiheys ja kesto.

3 SISÄLTÖ 1 JOHDANTO TUTKIMUSMENETELMÄ JA TUTKIELMAPROSESSIN KULKU Tutkimusmenetelmä ja tutkielman taustaa Hypoteesi, tutkimuskysymykset ja tiedonhakuprosessi TUTKIELMAN KESKEISET KÄSITTEET AIVOHALVAUS Aivohalvauksen patofysiologia ja riskitekijät Aivohalvauksen oireet, hoito ja kuntoutus Liikunnan merkitys aivohalvauspotilaan kokonaisvaltaisessa toipumisessa ja liikkumiskyvyn paranemisessa AIVOHALVAUSPOTILAAN KÄVELYKYKY FYSIOTERAPIAN NÄKÖKULMASTA Aivohalvauspotilaille tyypillisiä kävelykyvyn ongelmia ja aivojen plastisiteettiin vaikuttaminen kävelyharjoittelun avulla Robotiikan käyttö aivohalvauspotilaiden kävelyharjoittelussa Lokomat-terapia aivohalvauspotilaiden kävelyharjoittelussa Lokomat-kävelyrobotin perustiedot Lokomat-kävelyrobotin kehitys TULOKSET Kävelykyvyn muutosten mittaamisessa käytetyt testit Lokomat-terapian ja tavanomaisen fysioterapian vaikutukset aivohalvauspotilaiden kävelykykyyn ja vaikutusten pysyvyys Yhteenveto POHDINTA Tutkimustulosten arviointia Tutkielman luotettavuus ja eettisyys Aivohalvauspotilaiden Lokomat-terapiaa koskevan tutkimuksen tarve LÄHTEET... 39

4 4 1 JOHDANTO Ensimmäiseen aivohalvaukseen sairastuu vuosittain maailmanlaajuisesti noin 9 miljoonaa ihmistä ja vuonna 2004 maailmassa on ollut 30,7 miljoonaa aivohalvaukseen sairastunutta. Aivohalvaus on yksi eniten pitkäaikaista vammaisuutta aiheuttavista sairauksista. (World Health Organization 2008.) Suomessa ensimmäiseen aivohalvaukseen sairastuu vuosittain noin henkilöä, joista noin menehtyy (Tilastokeskus 2010; Aivoliitto ry 2012). Eloon jääneistä sairastuneista noin 40 % tarvitsee lääkinnällistä kuntoutusta (Roine ja Palomäki 2004) ja vain noin neljännes aivohalvauskuntoutujista saavuttaa halvausta edeltäneen toimintakyvyn tason (Mehrholz 2012). Aivohalvauksesta aiheutuu kolmanneksi suurimmat kustannukset yhteiskunnalle mielenterveyshäiriöiden ja dementian jälkeen (Tilastokeskus 2010). Aivohalvauksen hoidosta koituvat elinikäiset terveydenhuollon kokonaiskustannukset ovat Suomessa arviolta yli euroa potilasta kohden ja vuotuiset valtakunnalliset kustannukset nousevat noin 1,1 miljardiin euroon (Meretoja ym. 2010). Välillisiä kustannuksia aiheutuu lisäksi muun muassa työvuosien menetyksenä: suomalaisista sairastuneista joka neljäs on työikäinen. Aivohalvauksen takia on myönnetty noin 850 työkyvyttömyyseläkettä ja menetetty työvuoden panosta vuosittain 2000-luvun alussa. (Fogelholm ym ) Aivohalvauksen esiintyvyys lisääntyy iän myötä. Aivohalvaustapausten kokonaismäärä Suomessa saattaa kaksinkertaistua tulevina vuosikymmeninä väestön ikääntymisen myötä, vaikka sairastuvuus pysyisi nykyisellä tasolla. Tämä tarkoittaa hoitokustannusten ja välillisten kustannusten huomattavaa nousua tulevaisuudessa. (Sivenius ym ) Itsenäisen liikkumiskyvyn menettäminen on yksi merkittävimpiä yksilölle aivohalvauksesta koituvia haittoja ja se vaikuttaa sairastuneen elämän normaaleihin rutiineihin. Kolmen kuukauden kuluttua aivohalvauksesta yli 20 % sairastuneista liikkuu pyörätuolilla ja 70 %:lla itsenäinen liikkuminen normaaleissa päivittäisissä tilanteissa ei ole turvallista huonon kävelykyvyn takia. Yli puolella on vaikeuksia selvitä itsenäisesti päivittäisistä toimista. (Mehrholz 2012.) Aivohalvauksen primaariehkäisyn lisäksi on tärkeää löytää entistä tehokkaampia keinoja kuntouttaa

5 5 aivohalvauspotilaita. Hyvän toimintakyvyn saavuttaminen edistää aivohalvauksesta toipumista, lisää itsenäistä suoriutumista päivittäisistä toimista, parantaa sairastuneen elämänlaatua sekä ehkäisee aivohalvauksen uusiutumista (Lee ym. 2003; Wendel-Vos ym. 2004; Vuori ja Strandberg 2010). Maailmalla on kehitelty jo usean vuosikymmenen ajan erilaisia painokevennettyyn kävelyharjoitteluun ja robotiikkaan perustuvia laitteita neurologisia sairauksia sairastavien ja eri tavoin vammautuneiden henkilöiden kuntouttamiseksi. Esimerkiksi MS-tautia, Parkinsonintautia tai aivohalvausta sairastavien henkilöiden fysioterapiassa pääpaino on usein kävelykykyä parantavassa harjoittelussa. Robotiikan avulla on tarkoitus tehostaa kuntoutusprosessia ja keventää terapiahenkilöstön fyysistä kuormittuneisuutta. (Tefertiller ym ) Yksi pitkälle kehittynyt kävelyä avustava robotti on Sveitsissä kehitetty Lokomat-kävelyrobotti, joita on Suomessa käytössä kolmessa kuntoutuslaitoksessa: Hoito- ja kuntoutuslaitos Saarenvireessä, Torniossa; Kitinkannuksessa, Kannuksessa sekä Laitilan terveyskodissa, Laitilassa (Hocoma 2013; Hocoma ja Fysioline Oy 2013). Tässä kirjallisuuskatsauksessa selvitetään, kuinka Lokomat-kävelyrobotin avulla toteutettu kävelyharjoittelu eli Lokomat-terapia vaikuttaa aivohalvauspotilaiden kävelykyyn, ja miten Lokomat-terapian vaikuttavuutta on tutkittu. Lisäksi selvitetään, onko Lokomat-terapia vaikuttavampaa kuin tavanomainen fysioterapia aivohalvauspotilaiden kävelykyvyn parantamisessa aiempien tutkimusten perusteella. Kirjallisuuskatsauksen on tarkoitus kartoittaa aivohalvauspotilaiden fysioterapiassa käytettävään Lokomat-terapiaan liittyvää tutkimuksen tarvetta.

6 6 2 TUTKIMUSMENETELMÄ JA TUTKIELMAPROSESSIN KULKU 2.1 Tutkimusmenetelmä ja tutkielman taustaa Tieteellisen tutkimukseen kuuluu olennaisena osana sen julkisuus ja yhteydet muihin alan tutkimuksiin. Tutkijan täytyy tutustua muun tiedeyhteisön tekemään työhön ja näkemyksiin tutkittavasta aihepiiristä, jotta hän saa käsityksen kyseisen aihealueen historiasta ja nykytilasta. Teoreettisen viitekehyksen luominen oman aiheen ympärille on välttämätöntä kokonaiskuvan ymmärtämiseksi. Viittaamalla aihepiirin tutkimuksiin ja teorioihin ja niitä yhdistelemällä tutkija osoittaa perehtyneisyytensä tutkimuskenttään. Samalla hän tuo esiin aihepiiriä koskevan tutkimuksen aukot sekä oman tutkimuksen tarpeellisuuden. (Ridley 2012.) Tämä kandidaatintutkielma on kirjallisuuskatsaus. Kirjallisuuskatsauksella tarkoitetaan sekä prosessia, jossa tehdään katsausta aihepiirin kirjallisuuteen, että tuotetta, eli valmista kirjallisuuskatsausta. Kirjallisuuskatsaus on tavallisesti osa opinnäytetyötä tai muuta tutkimusta. Prosessina kirjallisuuskatsaus alkaa ensimmäisestä aihepiiriä koskevasta kirjallisuushausta tai tutkimuksesta, minkä tutkija ottaa tarkasteluunsa, ja päättyy vasta kun tutkimus on täysin valmis. Kirjallisuuskatsaus auttaa tutkimuskysymysten hahmottamisessa, teorioiden ymmärtämisessä ja oman näkökulman kehittymisessä. (Ridley 2012.) Kandidaatintutkielma sai alkunsa lokakuussa 2012 kun Laitilan Terveyskodista otettiin yhteyttä Itä-Suomen yliopiston liikuntalääketieteen oppiaineeseen ja ehdotettiin tutkimusyhteistyötä Terveyskodin käytössä olevaan Lokomat-kävelyrobottiin liittyen. Tutkielman tekijä on työskennellyt fysioterapeuttina muun muassa neurologisten avokuntoutusasiakkaiden parissa, joten robotiikkaan perustuvan kuntoutuslaitteen tutkiminen tuntui kiinnostavalta aiheelta. Tutkimushanke lähti konkreettisesti käyntiin Kuopiossa kun ensimmäinen palaveri tutkielman tekijän, Laitilan Terveyskodin edustajien ja Itä-Suomen yliopiston liikuntalääketieteen oppiaineen edustajien kanssa pidettiin Itä-Suomen yliopistolla. Palaverissa ideoitiin yhteistä tutkimushanketta ja sovittiin tutustumiskäynnistä Laitilan Terveyskotiin. Tämän jälkeen keskustelu jatkui sähköpostin välityksellä. Yhteisen mielenkiinnon sekä keskusteluissa

7 7 ilmenneen tutkimustarpeen vuoksi kandidaatintutkielmana tehtävä kirjallisuuskatsaus ja sitä seuraavat tutkimukset päätettiin kohdistaa aivohalvauspotilaiden Lokomatterapiaan. Tästä alkoi alustava aivohalvauspotilaiden Lokomat-terapiaa koskevaan tutkimukseen tutustuminen. Kandidaatintutkielma on lähtökohta pitkän aikavälin tutkimushankkeelle, jossa katsausta seuraa pro gradu -tutkielmana tehtävä systemaattinen kirjallisuuskatsaus sekä väitöskirjan muut osajulkaisut. Kirjallisuuskatsauksen tekeminen alkoi tutkimussuunnitelman laatimisella. Tutkimussuunnitelmaa varten etsittiin perustietoa aivohalvauksen esiintyvyydestä ja kansantaloudellisesta merkityksestä sekä Lokomat-kävelyrobotin ominaisuuksista. Lisäksi käytiin läpi joidenkin Lokomat-terapiaa koskevien tutkimusten tiivistelmiä, jotta saatiin esiymmärrys tutkittavasta aihepiiristä. Tutkimusongelmat alkoivat muotoutua tutkimussuunnitelmaa tehtäessä ja alustavassa aineistoon tutustumisessa. 2.2 Hypoteesi, tutkimuskysymykset ja tiedonhakuprosessi Tutkielmaprosessin alussa hypoteesina oli, että Lokomat-terapiaan perustuva fysioterapia on vaikuttavampaa kuin tavanomainen fysioterapia aivohalvauspotilaiden kävelykyvyn parantamisessa. Kirjallisuuskatsauksen tavoitteena oli vastata seuraaviin kysymyksiin: 1) Minkälaisia vaikutuksia Lokomat-terapialla on aivohalvauspotilaiden kävelykykyyn ja miten vaikutuksia on tutkittu? 2) Miten tavanomaisen aivohalvauspotilaiden fysioterapian ja Lokomatterapian vaikutukset aivohalvauspotilaiden kävelykykyyn eroavat toisistaan ja kuinka pysyviä näiden menetelmien vaikutukset ovat? 3) Onko Lokomat-terapia vaikuttavampaa kuin tavanomainen fysioterapia aivohalvauspotilaiden kävelykyvyn parantamisessa?

8 8 Varsinainen hakuprosessi alkoi kandidaatintutkielman ohjaajien ja Laitilan Terveyskodin edustajien hyväksyttyä tutkimussuunnitelman. Kirjallisuushauissa käytettiin PubMed-, Cochrane-, Ovid MEDLINE-, CINAHL, Google Scholar- ja Scopus -tietokantoja, jotka ovat luotettavia ja aihepiirin hyvin kattavia tieteellisiä viitetietokantoja. Taulukossa 1 on esitetty tutkimusartikkelien valinta- ja poissulkukriteerit. TAULUKKO 1. Tutkimusartikkelien valinta- ja poissulkukriteerit Valintakriteerit Koe- ja kontrolliryhmissä aivohalvauspotilaita Interventiossa tutkitaan Lokomat-terapian vaikutusta kävelykykyyn Vertailu tavanomaiseen fysioterapiaan Tutkittavilla ensimmäinen aivohalvaus Tutkittavat ennen aivohalvausta liikkumiskykyisiä Poissulkukriteerit Tapaustutkimus Terveet koe- tai kontrolliryhmän henkilöt Muu kuin englanninkielinen Tutkii yläraajan kuntoutusta Tutkii selkäydinvammaisia Koeryhmässä lapsia Eläinkokeet Ei saatavilla Itä-Suomen yliopiston kautta / vapaasti verkosta / maksuttomasti (esim. vastaavalta tutkijalta) Kirjallisuushaut aloitettiin hakulauseella Lokomat AND stroke, jota käytettiin Google Scholaria lukuun ottamatta kaikissa viitetietokannoissa ilman rajauksia. Google Scholarissa päädyttiin rajaamaan hakua runsaan hakutuloksen vuoksi. Hausta rajattiin pois patentit ja viittaukset, ja muut kuin englanninkieliset viitteet. Toisena hakulauseena käytettiin stroke AND robotic AND gait training -lausetta. Google Scholarissa hausta rajattiin pois runsaan hakutuloksen vuoksi patentit ja viittaukset, sekä sanat spinal cord injury. Haku rajattiin englanninkielisiin viitteisiin. Kirjallisuushakuja suoritettiin myös muilla hakusanojen stroke, Lokomat, robotic, gait training, rehabilitation ja physical therapy eri yhdistelmillä. PubMed- ja MEDLINE - hauissa käytettiin mahdollisuuksien mukaan MeSH-termejä (Medical Subject Headings) ja muissa viitetietokannoissa käytettiin vapaasanahakuja. Ensimmäisten, Lokomat AND stroke- ja stroke AND robotic AND gait training -hakulauseilla tehtyjen, hakujen tulokset osoittautuivat tämän kirjallisuuskatsauksen kannalta parhaiten kohdennetuiksi. Muissa hauissa toistuivat samat, tutkimuskysymysten kannalta relevantit, hakutulokset, ja runsaasti tutkimuskysymysten kannalta epäolennaisia viitteitä. Kahden ensin käytetyn

9 9 hakulauseen jälkeen tehtyjen kirjallisuushakujen hakutuloksia ei käyty läpi systemaattisesti eikä niitä taulukoitu. Kaikki kirjallisuushaut tehtiin Itä-Suomen yliopiston Nelli-portaalin kautta maalishuhtikuun 2013 aikana. Hakutuloksista poimittiin esivalinnassa otsikon ja tiivistelmän perusteella aivohalvauspotilaiden Lokomat-terapiaa koskevien tutkimusten lisäksi joitain aivohalvauspotilaiden fysioterapiassa käytettävää robotiikkaa yleisellä tasolla käsitteleviä tutkimuksia, koska haluttiin saada aihepiiristä mahdollisimman laaja käsitys. Valitut viitteet siirrettiin RefWorks-viitteidenhallintaohjelmaan. Taulukossa 2 on esitetty tärkeimpien hakulauseiden osumat ja niistä lähempään tarkasteluun poimitut viitteet. Haut tehtiin taulukossa 2 esitetyssä järjestyksessä, eikä samaa viitettä poimittu useaan kertaan. TAULUKKO 2. Hakutulokset tärkeimmillä hakulauseilla ja niistä esivalinnassa poimitut viitteet Lokomat AND stroke stroke AND robotic AND gait training osumat poimitut osumat poimitut MEDLINE * CINAHL 8 * 31 1 Cochrane Library * PubMed Scopus * Google Scholar YHTEENSÄ * ei hakukriteereitä täyttäviä uusia viitteitä Kun kirjallisuushaut oli tehty kaikilla hakukoneilla ja määritellyillä hakulauseilla, poimitut viitteet (122 kappaletta) järjesteltiin RefWorks-viitteidenhallintaohjelmassa kansioihin relevanssin mukaan. Tässä vaiheessa silmäiltiin läpi tutkimusartikkelien sisältöä kokonaiskuvan saamiseksi ja poistettiin tämän kirjallisuuskatsauksen hypoteesin ja tutkimuskysymysten kannalta epäolennaiseksi osoittautuneet viitteet (114 kappaletta). Kirjallisuuskatsaukseen poimittiin kahdeksan (8) aivohalvauspotilaiden Lokomat-terapiaa käsittelevää vertailevaa tutkimusta, joiden tutkimusasetelmat on esitetty taulukossa 3. Tutkittavien perustiedot ja lähtötason toiminnallinen kävelykyky on esitetty taulukossa 4. Kaikissa tutkimuksissa kyseessä oli tutkittavien ensimmäinen aivohalvaus ja tutkittavat olivat olleet kävelykykyisiä ennen aivohalvausta.

10 10 TAULUKKO 3. Aivohalvauspotilaiden Lokomat-terapiaa ja tavanomaista fysioterapiaa (TFT) vertailevat tutkimukset (L = Lokomat-ryhmä; K = kontrolliryhmä). Tutkimus Chang ym (Etelä-Korea) Tutkimustyyppi Otoskoko (L/K) RCT 37 (20/17) Interventioiden kesto, kertojen kok.määrä, seuranta (FU) 2 vk krt # Terapian kerta-annos * ja kertojen tiheys min # 5 x vk 2 x pv Kävelykykyä mittaavat testit FAC VO₂max aerobisen kapasiteetin eli kestävyyskunnon mittarina Muut testit Hengitys- ja vk-elimistön kunto polkupyöräergometritestillä (VO₂max ja hengityskaasut, hengitystiheys, HRmax, BP, RPE, hengityksen min.tilavuus, hengitystehokkuus), FMA-L, MI-L Huomioita TFT:n perustana Bobath Hidler ym (USA) RCT 63 (33/30) 8-10 vk 24 krt FU 3 kk 45 min 3 x vk 5-m WT 6-min WT FAC Kadenssi Bergin tasapainotesti, NIHSS, MAS, RMI, FAI, SF-36 K:n harjoittelu sisälsi kävelymatolla harjoittelua Hornby ym (USA) RCT 48 (24/24) 4 vk 12 krt FU 6kk 30 min 3 x vk SSV ja FV 6-min WT mefap Yhden jalan tukivaihe, askelparin symmetria Bergin tasapainotesti, FAI, SF-36 MAS, CES-DS, manuaalinen lihastestaus K:n harjoittelu sisälsi painokevennettyä kävelyharjoittelua Ei botuliinitoksiinia <6 kk Husemann ym (Saksa) RCT 30 (15/15) 4 vk min 5 x vk + 30 TFT L+K 10-m WT, FAC, Kadenssi, heilahdusja tukivaiheen kesto, askelparin symmetia, yhden jalan tukivaiheet Kehonkoostumus (bioimpedanssi), MAS, MI-L, BI K:n harjoittelu sisälsi kävelymatolla harjoittelua

11 11 Kelley ym (USA) Mayr ym (Itävalta) RCT 20 (11/9) RCT crosso ver 16 (8/8) 8 vko 40 krt FU 3 kk 9 vk min 5 x vk 30 min 5 x vk 10-m WT 6-min WT 10-m WT 6-min WT EU Walking Scale FIM-L, FMA-L, BI, SIS RMA, MI, MRC, AS K:n harjoittelu sisälsi kävelymatolla harjoittelua Schwartz ym (Israel) RCT 67 (37/30) 6 vk krt 30 min 3 x vko + 30 min TFT 5 x vko L+K 10-m WT 2-min WT portaiden nousu FAC SAS NIHSS, FIM, TUG Westlake ja Patten 2009 (USA) RCT 16 (8/8) 4 vk 12 krt 30 min 3 x vko 4,3-m WT 6-min WT Askelpituuksien symmetria FM-L, SPPB, Bergin tasapainotesti, LLFDI K:lla myös painokevennettyä kävelymatolla harjoittelua * Varsinainen terapia-aika # Koeryhmä sai 40 minuuttia Lokomat-terapiaa kerran päivässä ja 60 minuuttia tavanomaista fysioterapiaa kerran päivässä, kontrolliryhmä yhteensä saman verran tavanomaista fysioterapiaa kahdesti päivässä Tutkimuksessa vuoroteltiin Lokomat-terapian ja tavanomaisen fysioterapian välillä kolmen viikon jaksoissa. AS = Ashworth Scale; BI = Barthel Index; BP = Blood pressure; CES-DS = Center for Epidemiological Studies-Depression Scale; FAC = Functional Ambulation Category; FAI = Frenchay Activities Index; FIM = Functional Independence Measure; FMA-L = Fugl-Meyer Assesment Scale Lower extremity; HRmax = maximal heart rate; LLFDI = Late Life Function and Disability Instrument; MAS = Modified Ashworth Scale; mefap = Modified Emory Functional Ambulation Profile; MI-L = Motricity Index Lower extrimity; MRC = Medical Research Council Scale; NIHSS = National Institutes of Health Stroke Scale; SF36 = Short Form Health Survey; RMA = Rivermead Motor Assesment Scale; RMI = Rivermead Mobility Index; RPE: Rating of Perceived Exertion; SAS = Stroke Activity Scale; SIS = Stroke Impact Scale; SPPB = Short Physical Performance Battery; TUG = Timed Up and Go; VO₂max = Maximal Oxygen Uptake; WT = Walk Test

12 12 TAULUKKO 4. Tutkittavien perustiedot ja lähtötason kävelykyky. Tutkimus Ikä (ka) L / K Sukupuoli M / N Hemipareesin puoli O / V Tukos/ vuoto Päiviä halvauksesta L /K Toiminnallinen kävelykyky tutkimuksen alussa * Chang ym. (2012) Hidler ym. (2009) Hornby ym. (2008) Husemann ym. (2007) Kelley ym. (2013) Mayr ym. (2007) Schwartz ym. (2009) Westlake ja Patten (2009) 56 / / / / / 18 FAC ~ / / / / / 139 FAC ~ / / 18 32/ / / 2197 > 10 m. (0,8 m/s) itsenäisesti 60 / / 9 23 / 7 22 / 8 79 / 89 FAC ~ 0 67 / / 7 8 / / 526 3,5 m yhden avustamana 63 6 / 10 8 / 8 13 / 3 85 Ei itsenäistä kävelykykyä 62 / / / / / 20 FAC ~ 0 59 / / 3 7 / 9 8 / / 1100 Kotonaliikkumiskyky rajoittamaton (> 0,3 m/s) * FAC-kävelyluokituksen viitearvotaulukko on esitetty liitteessä 1. ka = keskiarvo; L = Lokomat-ryhmä; K = kontrolliryhmä; - = ei raportoitu.

13 13 3 TUTKIELMAN KESKEISET KÄSITTEET Lokomat-terapialla tarkoitetaan tässä katsauksessa Lokomat-kävelyrobotin avulla toteutettavaa kävelyharjoittelua. Lokomat-terapia on laitteen käyttöön koulutetun fysioterapeutin ohjaamaa ja valvomaa terapiaa. Tavanomaisella fysioterapialla viitataan kaikkeen sellaiseen aivohalvauspotilaiden fysioterapiaan, jossa ei käytetä apuna robotiikkaan perustuvaa kävelyharjoittelua. Tavanomaisessa fysioterapiassa kävelyharjoittelu tapahtuu joko yhden tai useamman terapeutin manuaalisesti avustamana, mutta se voi sisältää myös kävelymatolla harjoittelua painokevennettynä tai ilman painokevennystä. Tavanomaisessa fysioterapiassa voidaan käyttää kävelyharjoittelun lisäksi muita fysioterapiamenetelmiä, kuten lihaskuntoharjoittelua, mobilisointia, aktiivista ja passiivista venyttelyä sekä liikkuvuusharjoittelua (ks. esim. Luft ym. 2004). Toimintakyky voidaan määritellä todettujen toiminnan vajauksien kautta tai voimavaralähtöisesti, eli jäljellä olevien voimavarojen tasona. Toimintakyvyn ulottuvuuksia ovat fyysinen, kognitiivinen, psyykkinen ja sosiaalinen toimintakyky. Laajasti ilmaistuna toimintakyky tarkoittaa, että henkilö suoriutuu itselleen merkittävistä ja välttämättömistä päivittäisistä toimista eli ADL-toiminnoista omassa elinympäristössään sekä työssä että vapaa-ajalla. (Laine 2013.) Toimintakyvyn kokemiseen vaikuttavat henkilön fyysisen terveyden lisäksi hänen odotuksensa ja arvomaailmansa sekä suhtautuminen toiminnan rajoitteisiin eli koettu terveys (Lehto 2004). ICF-luokitus (International Classification of Functioning, Disability and Health) on Maailman terveysjärjestön (WHO) kehittämä kansainvälinen toimintakyvyn, toimintarajoitteiden ja terveyden luokitus. Luokituksen tarkoituksena on luoda kansainvälinen, yhteinen kieli, joka kuvaa toimintakyvyn, vammaisuuden ja terveyden ulottuvuuksia. ICF-luokitus toimii viitekehyksenä, jonka perusteella toimintakyvyn eri osa-alueiden testejä kehitetään ja arvioidaan. (ICF Research Branch 2013.) Suomessa kansallinen asiantuntijaverkosto tekee toimintakyvyn testeistä soveltuvuusarvioita ja

14 14 silloittaa ne ICF-luokitukseen (TOIMIA 2013). Taulukossa 5 on esitetty ICFluokituksen kaksi pääluokkaa ja niiden alaluokat. TAULUKKO 5. Toimintakyvyn, toiminnanrajoitteiden ja terveyden ICF-luokitus (mukaillen lähteestä Laine 2013) Osa I: Toimintakyky ja toimintarajoitteet a) ruumiin/kehon toiminnot ja ruumiin rakenteet - elinjärjestelmien fysiologiset ja psykologiset toiminnot, kuten aistitoiminnot ja tuki- ja liikuntaelintoiminnot - rakenteet, kuten ruumiin anatomiset osat ja niihin liittyvät rakenteet b) suoritukset ja osallistuminen - tehtävät ja toiminnot, kuten liikkuminen ja ADL-toiminnot - osallistuminen elämän eri tilanteisiin, kuten ystävien tapaaminen ja yhdistystoiminta Osa II: Kontekstuaaliset eli ihmisen elämänpiiriin kuuluvat tilannetekijät c) ympäristötekijät d) yksilötekijät - fyysinen ja sosiaalinen ympäristö - asenneympäristö - tekijät, jotka eivät kuulu lääketieteelliseen tai toiminnalliseen terveydentilaan, esim. sukupuoli ja ikä Kävelykyky on fyysisen toimintakyvyn osa-alue, jonka edellytyksenä on riittävä koordinaatio, liikkuvuus, tasapaino, lihasvoima ja kestävyys (Richards ym. 2004) sekä useiden motoristen ja kognitiivisten toimintojen samanaikainen hallinta (Husemann. ym. 2007). Tässä tutkielmassa kävelykyvyn paranemista osoittavina muuttujina tarkastellaan aivohalvauspotilaan kävelynopeutta, toiminnallista kävelykykyä, kestävyyskuntoa ja kävelyn vaiheiden muuttujia. Kävelynopeus vaikuttaa aivohalvauspotilaan osallistumismahdollisuuksiin ja toimimiseen yhteiskunnassa, ja sitä voidaan pitää toimintakyvyn muutosten osoittajana. Kävelynopeus ei välttämättä osoita parhaiten aivohalvauspotilaan toipumista etenkään hitaimmin liikkuvilla potilailla, vaan herkempiä testejä ovat yleensä erilaiset toiminnallista kävelykykyä mittaavat testit, jotka sisältyvät usein ADL-toimintoja mittaaviin testeihin. (Richards ym ) Tässä katsauksessa toiminnallinen kävelykyky tarkoittaa yksilön kykyä kävellä turvallisesti ja itsenäisesti, tarvittaessa apuvälineen kanssa, siten, että hän selviytyy päivittäisistä toimistaan. Kävelynopeus, kestävyyskunto ja monet muut muuttujat vaikuttavat toiminnalliseen kävelykykyyn, mutta tässä katsauksessa toiminnallisen kävelykyvyn analysointi perustuu erillisiin toiminnallisen

15 15 kävelykyvyn testeihin. Katsauksessa ei huomioida tuloksia sellaisista ADL-toimintoja mittaavista testeistä, joiden toiminnallista kävelykykyä mittaavien osioiden pisteitä ei ole eritelty tutkimusraporteissa. Kestävyyskunto on tärkeä terveyteen liittyvän fyysisen kunnon mittari. Kestävyyskunnolla tarkoitetaan hengitys- ja verenkiertoelimistön kapasiteettia sekä lihasten kykyä käyttää happea. Kestävyyskunnon osoittajana käytetään usein maksimaalista hapenottokykyä (VO₂max), jota voidaan mitata suorilla ja epäsuorilla testeillä. Lisäksi aivohalvauspotilaiden kestävyyskuntoa voidaan mitata ja arvioida epäsuorasti esimerkiksi erilaisilla kävelytesteillä, joissa mitataan maksimaalisen hapenottokyvyn sijaan tietyssä ajassa käveltyä matkaa (Gordon ym. 2004). Kävelyn vaiheiden muuttujilla tarkoitetaan muun muassa kävelyn eri vaiheiden kestoa, askeltiheyttä eli kadenssia sekä askelpituutta (Mehrholtz 2012). Kävelyn vaiheiden muuttujien mittaaminen esimerkiksi kävelynopeutta mittaavien testien yhteydessä antaa lisää tietoa siitä, millä tavalla aivohalvauspotilaan kävely poikkeaa normaalista kävelymallista (TOIMIA 2013).

16 16 4 AIVOHALVAUS 4.1 Aivohalvauksen patofysiologia ja riskitekijät Aivohalvaus on kliininen yleisnimitys tilanteelle, jossa aivokudosta tuhoutuu äkillisesti verenkierron häiriöiden vuoksi. Häiriö voi johtua joko aivoinfarktista, aivoverenvuodosta tai lukinkalvon alaisesta verenvuodosta. Aivoinfarktissa aivokudos menee kuolioon valtimon tukoksesta johtuvan vaillinaisen verenkierron tai verenkierron täydellisen puuttumisen takia. Aivoverenvuodossa ja lukinkalvon alaisessa verenvuodossa valtimo on repeytynyt ja verta vuotaa ympäröiviin kudoksiin. Tämä aiheuttaa niin ikään hapenpuutetta kyseisen valtimon alueelle. Lisäksi vuotava veri aiheuttaa painetta ympäröiviin kudoksiin ja siten vaikuttaa myös alueen hermokudoksen toimintaan. Aivohalvauksen yleisin syy, noin 80 % tapauksista, on aivoinfarkti. (Mehrholtz 2012.) Suurin osa aivohalvauksen riskitekijöistä on elintapatekijöitä tai elintapatekijöistä johtuvia sairauksia. Kohonnut verenpaine on tärkein yksittäinen aivohalvauksen riskitekijä, johon voidaan vaikuttaa elintavoilla. Siihen vaikuttavat monet elintavat, kuten tupakointi, runsas alkoholin käyttö, runsas suolan käyttö, vähäinen liikunta ja henkinen kuormitus. (Asplund ym. 2009; O Donnell ym. 2010; Mehrholz 2012.) Fyysinen inaktiivisuus ja huono fyysinen kunto ovat yhteydessä suurentuneeseen aivohalvausriskiin (Kohl 2001; Lee ym. 2003). D-vitamiinin puutteellisen saannin on todettu olevan yhteydessä vanhusten kohonneeseen aivohalvausriskiin (Hsia ym. 2007; Wang ym. 2008). Tyypin 2 diabetes, dyslipidemiat, eteisvärinä ja monet muut sydän- ja verisuonisairaudet lisäävät aivohalvauksen riskiä (Gordon ym. 2004; Asplund ym. 2009; Mehrholtz 2012). Naisilla hormonikorvaushoito ja ehkäisypillereiden käyttö lisäävät aivohalvausriskiä (Gillium ym. 2000; Farquhar ym. 2009). Muita aivohalvauksen riskitekijöitä ovat anabolisten steroidien väärinkäyttö (Santamarina ym. 2008), akuutit ja krooniset tulehdukset, kuorsaus sekä uniapnea (McColl ym. 2009; Dyken ja Im 2009). Lisäksi matala koulutustaso ja huono sosioekonominen asema ovat yhteydessä lisääntyneeseen aivohalvauksen riskiin (Sivenius ym. 2002). Tärkeimpiä aivohalvauksen riskitekijöitä,

17 17 joihin ei voida vaikuttaa, ovat ikä ja sukupuoli. Aivohalvausten esiintyvyys lisääntyy merkittävästi iän myötä, ja ikä on aivohalvauksen suurin yksittäinen riskitekijä. Alle 75- vuotiailla miehillä aivohalvaus on kaksi kertaa yleisempää kuin naisilla, mutta yli 75- vuotiailla tätä sukupuolten välistä eroa ei enää ole nähtävissä. (Pajunen ym ) Perinnöllisyyden vaikutuksesta aivohalvausriskiin on ristiriitaista näyttöä, mutta kaksostutkimusten perusteella perinnöllisyys on yksi aivoinfarktin riskitekijä (Flossmann ym. 2004). Lisäksi tummaihoisilla on valkoihoisia suurempi aivohalvauksen riski (Cushman ym. 2008). 4.2 Aivohalvauksen oireet, hoito ja kuntoutus Aivohalvaus syntyy yleensä nopeasti ja oireisto kehittyy huippuunsa muutamissa minuuteissa tai tunneissa. Halvauksen aiheuttamat oireet riippuvat vuoto- tai tukoskohdasta, ja voivat siten olla hyvin erilaisia. Tyypillistä on toispuolinen raajojen toimintahäiriö ja puutuminen, toispuoliset tuntohäiriöt ja ongelmat puheen tuottamisessa sekä ymmärtämisessä. Myös kasvohalvaus, nielemisvaikeudet, näköhäiriöt, sekavuus ja huimaus ovat melko yleisiä aivohalvauksen oireita. Aivoverenvuoto kehittyy usein infarktia hitaammin ja siinä voi esiintyä voimakasta päänsärkyä etenkin alkuvaiheessa. (McElveen ja Macko 2004.) Epäiltäessä aivohalvausta tulee soittaa hätänumeroon ja hakeutua välittömästi hoitoon, sillä ensimmäiset tunnit ovat selviytymisen ja toipumisen kannalta erittäin merkittäviä. Aivoinfarktissa liuotushoito täytyy aloittaa 4,5 tunnin sisällä oireiden alkamisesta. Myös muut elintoimintoja vakauttavat ja tukoksia, tulehduksia sekä muita komplikaatioita estävät toimenpiteet tulee aloittaa välittömästi. Potilas ei pysty itse vaikuttamaan aivohalvauksen oireisiin ja niiden etenemiseen. (McElveen ja Macko 2004; Aivoinfarkti: Käypä hoito -suositus 2011; Mehrholz 2012.) Aivohalvauksen varhaisvaiheella tarkoitetaan akuuttia vaihetta ja subakuuttia vaihetta. Akuuttivaiheen katsotaan kestävän niin kauan kunnes potilaan tila on vakiintunut. Sen jälkeen puhutaan subakuutista vaiheesta, jonka aikana tapahtuu nopeinta kuntoutumista. Subakuutti vaihe kestää yleensä kolmesta kuuteen kuukautta. Suomalaisessa hoitomallissa aivohalvauksen hoito ja varhaisvaiheen intensiivinen kuntoutus aloitetaan

18 18 yliopistollisen keskussairaalan aivoverenkiertohäiriöihin erikoistuneessa yksikössä (AVH-yksikössä), jossa toimii moniammatillinen hoitotiimi. AVH-yksikössä potilaasta tehdään kuntoutusarvio, jonka mukaan varhaiskuntoutus toteutetaan. Kuntoutuksen tarve ja yksilölliset tavoitteet kirjataan kuntoutussuunnitelmaan, joka suositellaan laadittavaksi yhdessä moniammatillisen tiimin, potilaan ja hänen läheistensä kanssa. Käypä hoito -suositusten mukaan kuntoutusta tarvitsevien tulisi saada hoitoa moniammatillisessa kuntoutusyksikössä. (Aivoinfarkti: Käypä hoito -suositus 2011.) Tärkeä varhaisvaiheen hoito on asentohoito, jolla pyritään aktivoimaan asentotuntoa ja ehkäisemään vartalon ja raajojen toimintahäiriöitä sekä nivelten virheasentoja. Asentohoidon lisäksi varhainen mobilisaation aloittaminen on tärkeää, jotta voidaan ehkäistä painehaavojen ja embolioiden syntymistä. Aktiivinen kuntoutus ja kognitiivinen terapia aloitetaan heti, kun potilaan tila on riittävän vakaa. Aktiivinen kuntoutus tarkoittaa potilasta osallistavaa kuntoutusta, jossa harjoitellaan ADLtoimintoja terapeutin avustuksella. Kuntoutuksessa on tärkeää huomioida potilaan toimintakyky kokonaisvaltaisesti ja ottaa huomioon lisäksi läheiset, joilla on keskeinen rooli kuntoutusprosessissa. (Kleim ja Jones 2008; McElveen ja Macko 2004.) Intensiivistä kuntoutusta jatketaan niin kauan kuin merkittävää toipumista on nähtävissä. Tämän jälkeen kuntoutusta jatketaan tavoitteiden mukaisesti ylläpitävänä tarvittavan ajan. AVH-yksiköstä potilas siirtyy tarpeen mukaan laitoshoitoon tai kotiin, ja kuntoutus jatkuu avo- ja laitoskuntoutuksena henkilökohtaisen suunnitelman mukaisesti. (Gordon ym ) Merkittävin toimintakyvyn paraneminen on nähtävissä yleensä alle puolessa vuodessa, mutta aivohalvauspotilaan toimintakyky voi parantua vielä kroonisessa vaiheessa. Kuntoutuksen tarve arvioidaan aina tapauskohtaisesti. (Mehrholz 2012; Pennycott ym ) 4.3 Liikunnan merkitys aivohalvauspotilaan kokonaisvaltaisessa toipumisessa ja liikkumiskyvyn paranemisessa Aivohalvauspotilaiden liikkumiskyvyn paranemisen kannalta on tärkeää, että fysioterapia aloitetaan varhain ja että se on progressiivisesta (Richards ym. 2004). Liikunnallinen kuntoutus tulisi aloittaa viimeistään viikon kuluttua sairastumisesta ja

19 19 sitä tulisi jatkaa niin kauan kuin toipumista on havaittavissa (Gordon ym. 2004). Aivohalvauspotilailla on usein sydänsairauksia, joten sydänterveyden arviointi ennen fyysisesti kuormittavan fysioterapian aloittamista on tarpeen (Gordon ym. 2004; Vuori ja Strandberg 2010). Kestävyysliikuntaan perustuvalla fysioterapialla voidaan parantaa potilaan edellytyksiä toipua aivohalvauksesta. Kävelyharjoittelu hidastaa aivoverenkiertohäiriöiden pahenemista, ehkäisee uusia aivoverenkiertohäiriöitä ja lisää fyysistä suorituskykyä (Gordon ym. 2004; Vuori ja Strandberg 2010.) Kestävyysliikunnalla on todettu olevan myönteinen vaikutus aivohalvauspotilaiden kävelykyvyn ja kävelynopeuden lisääntymiseen, ja se on usein fysioterapian perusta (Pennycott ym. 2012). Lisäksi lihasvoimaharjoittelulla on todettu olevan myönteisiä vaikutuksia aivohalvauspotilaiden kävelykykyyn. Hemipareettisen jalan ojennusvoiman sekä lonkan ja nilkan koukistajien voiman lisääntyminen parantaa aivohalvauspotilaiden kävelykykyä. (Gordon ym ) Hemipareettisen jalan vahvistamisella on todettu olevan vaikutusta kävelynopeuden ja kestävyyden lisääntymiseen (Pennycott ym. 2012). Kestävyys- ja lihasvoimaharjoittelun lisäksi aivohalvauspotilaille suositellaan liikkuvuus-, koordinaatio- ja tasapainoharjoituksia (Gordon ym. 2004). Monipuolinen liikunta voi parantaa potilaan psyykkistä kuntoa, mikä on merkittävä tekijä masennuksen ehkäisyssä. Masennus on yleistä aivohalvauspotilailla: sitä ilmenee noin %:lla sairastuneista. Liikunnan avulla voidaan parantaa potilaan kokonaisvaltaista toimintakykyä ja elämänlaatua. (Vuori ja Strandberg 2010.) Aivohalvauspotilaiden liikuntaharjoitteluun liittyy samanlaisia riskejä kuin terveiden henkilöiden harjoitteluun. Riskejä ovat esimerkiksi tuki- ja liikuntaelinvammat sekä äärimmäisessä tapauksessa sydänpysähdys. Aivohalvauspotilaan liikunnan vasta-aiheita ovat epästabiilit tai kontrolloimattomat sydän- ja verisuonisairaudet, kuten kontrolloimaton hypertensio. (Gordon ym ) American Heart Association (AHA) on laatinut vahvaan tieteellisen näyttöön perustuvat aivohalvauspotilaiden liikuntasuositukset. Suosituksia tulee soveltaa potilaskohtaisesti ja potilaan terveydentila tulee arvioida huolellisesti ennen liikuntaohjelman aloittamista. Etenkin ensimmäisten kuntoutusviikkojen aikana harjoittelukertojen kestoa voi joutua

20 20 lyhentämään tai harjoitusta tauottamaan. (Gordon ym ) Taulukossa 6 on esitetty AHA:n asiantuntijaryhmän laatimat aivohalvauspotilaiden liikuntasuositukset. TAULUKKO 6. Aivohalvauspotilaiden liikuntasuositukset (Gordon ym. 2004) Harjoituksen tyyppi Päätavoitteet Intensiteetti/harjoitustiheys/ harjoituksen kesto Kestävyysliikunta Suurten lihasryhmien harjoittelua (esim. kävely, kuntopyöräily, yhdistetty käsi-jalkaergometri) Lihasvoimaharjoittelu Kiertoharjoittelu suurille lihasryhmille (laitteissa, vapailla painoilla, dynaaminen tai isometrinen) Liikkuvuusharjoittelu Venyttely Neuromuskulaarinen harjoittelu Koordinaatio- ja tasapainoharjoituksia Lisätä itsenäistä suoriutumista ADL-toiminnoista, Lisätä kävelynopeutta ja kävelyn tehokkuutta. Parantaa harjoituksensietokykyä. Vähentää sydän- ja verisuonitautien riskiä. Lisätä itsenäistä suoriutumista ADL-toiminnoista Lisätä liikkuvuutta halvaantuneissa raajoissa Ehkäistä nivelten jäykistymistä % VO₂max; % sykereservistä; 50 80% HRmax; RPE min / kerta (tai 10 min jaksoissa) 3-7 pv/vko 1-3 sarjaa, toistoa, 8-10 harjoitusta 2-3 pv/vko sekuntia/venytys 2-3 pv/vko Parantaa turvallisuutta ADLtoimintojen aikana 2-3 pv/vko VO₂max = maksimaalinen hapenottokyky; HRmax = maksimisyke; RPE = koettu kuormittuneisuus (Borgin asteikko)

21 21 5 AIVOHALVAUSPOTILAAN KÄVELYKYKY FYSIOTERAPIAN NÄKÖKULMASTA 5.1 Aivohalvauspotilaille tyypillisiä kävelykyvyn ongelmia ja aivojen plastisiteettiin vaikuttaminen kävelyharjoittelun avulla Aivohalvauksesta seuraa usein eriasteisia toiminnanrajoituksia, joista toispuolihalvauksen eli hemipareesin aiheuttamat liikkumisvaikeudet ovat yleisiä. Liikkumiskyvyn palauttaminen on aivohalvauspotilaiden fysioterapian keskeinen tavoite. (Mehrholz 2012.) Aivohalvauspotilailla keskushermostovauriosta johtuvat liikkumiskyvyn rajoitukset näkyvät kävelyssä muun muassa tasapainon ja painonsiirron vaikeuksina, hemipareettisen jalan tukivaiheen lyhentymisenä, leveäraiteisena kävelynä, lihasheikkoutena ja myötäliikkeiden puuttumisena. Hemipareettinen alaraaja tai koko kehon puoli saattaa olla akuuttivaiheessa veltto, mutta subakuutissa ja kroonisessa vaiheessa voimakkaasti spastinen. Polvi ja nilkka voivat ojentua ja koukistua normaalista poikkeavilla tavoilla kävelyn eri vaiheissa. (Neckel ym. 2008; Westlake ja Patten 2009.) Aivohalvauspotilaat menettävät usein kyvyn hallita vain yhtä lihasryhmää ja siksi he pystyvät tuottamaan liikettä vain yhtä aikaa useiden nivelten alueella. Askellus tapahtuu tyypillisesti massaliikkeenä lonkasta ja lantion alueelta. (Pennycott ym ) Epäsymmetrinen kävely lisää tasapainovaikeuksia ja kaatumisen riskiä (Neckel ym. 2008; Westlake ja Patten 2009). Hemipareettisen aivohalvauspotilaan kävely on epätaloudellista ja kuormittaa kehon puoliskoja epätasaisesti (Westlake ja Patten 2009; Chang ym. 2012). Myös terveen puolen alaraajan voimankäytössä ja hallinnassa saattaa olla vaikeuksia (Pennycott ym. 2012). Häiriöt kehon ja vamman hahmotuksessa sekä ympäristön huomioinnissa tai akuuttivaiheesa toisinaan esiintyvä voimakas pusher-oire saattavat niin ikään vaikeuttaa kävelyharjoittelua (Heilman 2009; Krewer ym. 2013). Lisäksi heikentyneet tunto-, lämpö- ja kipuaistit sekä heikentynyt proprioseptiikka vaikuttavat kävelyharjoitteluun (Pennycott ym. 2012). Kävelyvaikeuksista johtuva liikkumisen merkittävä vähentyminen johtaa lihasheikkouden kehittymiseen ja aerobisen kapasiteetin heikkenemiseen (Westlake ja Patten 2009; Chang ym. 2012). Liikkumattomuus

22 22 aiheuttaa epäedullisia muutoksia lihasten lisäksi muissa pehmytkudoksissa, nivelissä ja luustossa (Pennycott ym. 2013). Aivohalvaus vaikuttaa sekä aivojen anatomiaan että fysiologiaan ja sitä kautta muiden kudosten toimintaan. Aivot pystyvät uudelleenorganisoitumaan läpi elämän ja myös silloin, kun ne ovat vaurioituneet. Tätä kutsutaan aivojen plastisiteetiksi. Ympäristön ärsykkeet, harjoittelu, kuntoutus ja lääkkeet vaikuttavat aivojen plastisiteettiin. (Carr ja Shepherd 2011.) Motoristen toimintojen paraneminen tapahtuu joko neuraalisen uudelleenorganisoitumisen seurauksena tai kompensoivien strategioiden kautta (Pennycott ym. 2012). Neuraalinen uudelleenorganisoituminen voi tapahtua neurokemiallisten, yksittäisten hermosolujen välisten yhteyksien tai hermoston rakenteellisten muutosten kautta (Carr ja Shepherd 2011). Tehtäväorientoitunut harjoittelu on osoittautunut tehokkaimmaksi tavaksi parantaa haluttua taitoa, joten kävelykyvyn oppiminen on todennäköisintä harjoittelemalla kävelyä mahdollisimman luonnollisin liikemallein. Kävelyharjoitteluun liittyvän sensorisen ärsykkeen, kokemuksen ja oppimisen vaikutuksesta keskushermostossa tapahtuu toiminnallista ja rakenteellista uudelleenorganisoitumista. Aivojen plastisiteetin seurauksena tuhoutuneen aivojen alueen toiminnot korvautuvat muilla aivojen alueilla, mikä mahdollistaa kävelykyvyn paranemisen. (Arya ym. 2011; Pennycott ym ) 5.2 Robotiikan käyttö aivohalvauspotilaiden kävelyharjoittelussa Robottiavusteisen painokevennetyn harjoittelun avulla mahdollistetaan kävelyharjoittelu vaikeimmin vammautuneille potilaille ja samalla kevennetään terapeutille aiheutuvaa fyysistä kuormitusta. Robotiikka lisää harjoittelutilanteen turvallisuutta ja mahdollistaa luonnollisenkaltaisen kävelymallin. (Husemann ym. 2007; Krewer ym ) Turvalliselta tuntuva kävelyharjoittelu voi johtaa parempaan painonsiirtoon hemipareettiselle puolelle kuin manuaalisesti avustetussa kävelyharjoittelussa (Hidler ja Wall 2005; Krewer ym. 2013). Robotiikka mahdollistaa pidentyneet kävelyajat ja - nopeudet, mikä edistää kestävyyskunnon kehittymistä ja aerobisen kapasiteetin paranemista. Aerobisen kapasiteetin kehittymisen on todettu olevan yhteydessä

23 23 toimintakyvyn paranemiseen aivohalvauspotilailla (Tang ym. 2009; Chang ym. 2012). Robotiikan avulla saadaan tarkkaa ja objektiivista tietoa potilaan suorituksesta, kuten nivelten kinematiikasta ja kinetiikasta. Palaute auttaa terapian suunnittelussa ja kehityksen seurannassa, ja se voi motivoida potilasta. (Pennycott ym ) Robottiavusteisia kävelylaitteita on kritisoitu siitä, että ne eivät mahdollista lantion ja alaraajojen liikkuvuutta kaikkiin luonnollisiin liikesuuntiin kävelyn eri vaiheissa (Hornby ym. 2008; Hidler ym. 2009; Koenig ym. 2011). Useissa robottiavusteisissa kävelylaitteissa vartalon ja käsien luonnolliset myötäliikkeet rajoittuvat ortoosien tai robotin muiden osien takia, mikä saattaa vaikuttaa kävelyn tehokkuuteen ja jopa estää alaraajojen täydellistä lihasaktivaatiota kävelyharjoittelun aikana (Hidler ym. 2009). Liikesuuntien rajoitus estää tärkeän tasapainoharjoittelun ja voi lisätä kompensoivien liikemallien kehittymistä (Pennycott ym. 2012). Lisäksi on esitetty, että robotin avustaessa kävelyä potilas passivoituu, mikä vaikuttaa muun muassa kokonaisenergiankulutukseen, lihasaktiivisuuteen ja motoriseen oppimiseen (Hornby ym. 2008; Hidler ym. 2009; Koenig ym. 2011). Robotiikkaan perustuvat kävelylaitteet eivät pysty huomioimaan kaikkia afferenttiin palautteeseen, keskushermoston ja perifeerisen hermoston plastisiteettiin ja motoriseen oppimiseen liittyviä mekanismeja, joiden kautta aivohalvauspotilaiden toipuminen tapahtuu. Tämä saattaa olla tekijä, jonka takia tähän mennessä kehitellyt kävelyä avustavat robotit eivät ole osoittautuneet tutkimuksissa tavanomaista kävelyharjoittelua tehokkaimmiksi fysioterapian välineiksi. (Pennycott ym ) Suurin osa markkinoilla tällä hetkellä olevista robotiikkaa käyttävistä kävelylaitteista perustuvat robotisoituihin jalka-alustoihin ja painokevennykseen (Riener ym. 2010). Tällaisia laitteita ovat muun muassa LokoHelp, GangTrainer GT1, Haptic Walker, G- EO-Systems, Walk Trainer ja Gait Trainer (Waldner ym. 2009; Koenig ym. 2011). Autoambulator, Lopes ja Lokomat ovat edellä mainittuja pidemmälle kehittyneitä laitteita, joissa moottoroidut ortoosit ohjailevat potilaan alaraajojen liikkeitä (Riener ym. 2010).

24 Lokomat-terapia aivohalvauspotilaiden kävelyharjoittelussa Lokomat-kävelyrobotin perustiedot Lokomat-kävelyrobotti kehitettiin Sveitsissä, Zurichissa, yliopistollisen sairaalan selkäydinvammayksikössä vuonna 1999 (Jezernik ym. 2003; Bernhardt ym. 2005). Se on ensimmäinen kävelyä avustava robotiikkaan perustuva ortoosi eli kävelyrobotti (Husemann ym. 2007). Sveitsiläinen Hocoma-yhtiö toi Lokomat-kävelyrobotin markkinoille vuonna 2001 ja sitä on hyödynnetty kuntoutuksen lisäksi diagnostisessa ja kokeellisessa käytössä (Jezernik ym. 2003; Riener ym. 2004). Lokomat-kävelyrobotti koostuu painokevennysjärjestelmästä, robotisoiduista alaraajaortooseista ja niiden kanssa synkronissa olevasta kävelymatosta, sekä kahdesta tietokoneesta. (Jezernik ym. 2003; Hocoma 2013.) Alaraajaortooseissa on erikseen säädettävät, moottoroidut, nivelet oikealle ja vasemmalle lonkalle ja polvelle. Ortoosit voidaan säätää potilaan anatomian mukaisesti lantion leveyden ja reisiluun pituuden mukaan. Potilaan jalat kiinnitetään ortooseihin reidestä yhdellä ja säärestä kahdella remmillä, joiden paikat on säädettävissä yksilöllisesti. (Jezernik ym. 2003; Hocoma 2013.) Potilaan nilkka tuetaan tarvittaessa dorsifleksioon passiivisen jalkaterätuen avulla ja lantio kiinnitetään ortoosiin potilaan koon mukaan säädettävillä fiksaatioremmeillä (Riener ym. 2010). Nivelkulmien ja asennon sekä kehon painon kannattelun yksilöllinen määrittäminen mahdollistavat fysiologisen kävelymallin. Robotin antaman avustuksen määrää ja kävelyvauhtia voidaan säätää harjoittelun aikana. Tietokoneet kontrolloivat kävelyn vaiheiden muuttujia ja kävelyn turvallisuutta sekä toimivat graafisena käyttöliittymänä, josta potilas ja terapeutti saavat biopalautteen kävelyn aikana. (Jezernik ym. 2003; Hocoma 2013.) Lokomat-kävelyrobotti helpottaa symmetristä ja luonnollista kävelymallia samalla, kun potilas itse yrittää aktiivisesti kävellä laitteessa. Laite on ohjelmoitu siten, että se noudattaa normaalia kävelyn kineettistä ketjua. Koordinoidut nivelten liikkeet, painonsiirto puolelta toiselle ja muut fysiologista kävelymallia mukailevat toistuvat toiminnot viestivät aivoihin signaaleja oikeasta kävelymallista ja lisäävät keskushermoston plastisiteettia. (Westlake ja Patten 2009.) Harjoittelunaikaisen

25 25 hapenkulutuksen on todettu lisääntyvän ja sykkeen nousevan aivohalvauspotilailla myös silloin, kun Lokomat-terapiassa käytetään täyttä painokevennystä ja laite ohjailee liikkeitä voimakkaasti. Tämä viittaa siihen, että Lokomat-terapia ei ole passiivista. (Krewer ym ) Kuvissa 1 ja 2 on LokomatPro-kävelyrobotti, joka tuotiin markkinoille vuonna Kuva 1. LokomatPro-kävelyrobotti Kuva 2. LokomatPro-kävelyrobotissa on useita säätömahdollisuuksia Kuntoutumisen kannalta on tärkeää, että laitteen säädöt tehdään yksilöllisesti ja niitä sopeutetaan harjoittelun edetessä siten, että harjoittelu on potilaalle sopivan haastavaa (Koenig ym. 2011). Potilaan aktiivisuudella Lokomat-terapian aikana on ratkaiseva merkitys harjoittelun tuloksellisuuden, kuten lisääntyneen kävelynopeuden ja kävelyn symmetrian kannalta (Pennycott ym. 2012). Lokomat-terapia on turvallista, mikäli potilaalla ei ole terapiaa estäviä vasta-aiheita ja laitetta käyttää siihen koulutettu henkilö (Hocoma 2013). Lokomat-terapian vasta-aiheet on esitetty liitteessä 2. Yleisin Lokomat-terapian aikana ilmennyt haittavaikutus on painokevennysvaljaiden aiheuttamat painaumat ja ihovauriot nivusiin tai muualle alavartalon alueelle (ks. esim. Schwartz ym. 2009; Kelley ym. 2013). Muita suoraan Lokomat-terapiaan liittyviä haittavaikutuksia ei ole raportoitu.

26 Lokomat-kävelyrobotin kehitys Lokomat-kävelyrobottia on kehitetty sen alkuajoista yhä yksilöllisemmän kävelyharjoittelun mahdollistavaan suuntaan (Hocoma 2013). Laitteen ensimmäisessä versiossa kävelyharjoittelu oli vielä suhteellisen fiksoitua, jolloin oli vaarana potilaan passivoituminen koneen tehdessä työt (Jezernik ym. 2003). Kävelymalli oli rajoittunut kaksiulotteiseen liikerataan sagittaalitasossa; lonkan ja polven ojennukseen ja koukistukseen. Normaalissa kävelymallissa tapahtuu myös lonkan loitonnusta ja lähennystä, joten laitteeseen lisättiin nivelet mahdollistamaan tämä liike. Uuden sovelluksen myötä mahdollistettiin myös lantion sivuttainen liike painonsiirron aikana sekä luonnollisen kävelymallin mukainen vertikaalisuunnassa tapahtuva liike. (Bernhardt ym ) Laitetta kehiteltiin edelleen siten, että kävelyharjoittelu olisi aikaisempaa enemmän vuorovaikutteisempaa ja mahdollistaisi potilaan mahdollisimman aktiivisen osallistumisen kävelyyn. Asennon kontrollointi korvattiin näennäisvastuksen kontrolloinnilla, joka sallii potilaan paremman osallistumisen työskentelyyn: mitä lähempänä oikeaa liikerataa potilaan kävely on, sitä vähemmän robotti ohjaa liikettä. Molempien alaraajaortoosien erillinen säätäminen mahdollistaa sen, että potilas pystyy ohjaamaan tervettä jalkaansa vapaasti. (Jezernik ym ) Lokomat-kävelyrobotin ensimmäisissä versioissa kävelynopeus oli maksimissaan 3,0 km/h (0,83 m/s), mutta uusimpien laitteiden maksiminopeus on 3,2 km/h (0,89 m/s) (Hocoma 2013). Vuodesta 2005 lähtien Lokomat-kävelyrobotissa on ollut mahdollisuus käyttää reaaliaikaista biopalautetta ja suorittaa tehtäviä virtuaaliympäristössä. Palaute perustuu laskennallisiin nivelvoimiin kävelyn eri vaiheissa ja se kannustaa potilasta pyrkimään parempaan asentoon, aktiivisempaan osallistumiseen ja symmetrisempään kävelyyn. (Hocoma 2013.) Kuviossa 1 on esitetty pelkistetysti aikajanalla Lokomat-kävelyrobotin kehitys. Kuvissa 3 ja 4 on nähtävissä erilaisia visuaalisen palautteen välineitä.

27 27 Patologia Selkäydinvamma AVH, traumaattinen aivovamma, MS-tauti Synnynnäinen CP-vamma (lapset) Ortopediset liitännäiset Lokomatkävelyrobotin kehitys Käyttöjärjestelmän ominaisuudet Välitysvoimiin perustuva biopalaute Näennäisvastuksen kontrolli/ohjausvoimaperiaate Visuaalinen palaute/ virtuaalitodellisuus Lisää arviointityökaluja Painokevennysjärjestelmä (PKJ) Vastapainoinen/tasapainottava painonkevennysjärjestelmä Mekatroninen PKJ (Lokolift) Kehittynyt passiivinen PKJ (Levi) Kävelyn vaiheisiin sopeutuva PKJ Kuvio 1. Lokomat-kävelyrobotin kehitys aikajanalla (Riener ym. 2010) Kuva 3. Reaaliaikainen biopalaute aivohalvauspotilaan Lokomat-terapiasta Kuva 4. Kokovartalopeili visuaalisen palautteen apuna