摘要
背景
大多数慢性卒中患者存在上肢（UE）残疾，这是他们康复的最大障碍。矫形器、机器人装置和功能性电刺激（FES）等技术已证明可以改善慢性卒中人群的手臂和手部功能，但严重受损的个体通常无法参与这些研究。极少有研究将这些技术应用于严重受损的人群，且未使用自主控制的FES或调节负荷，而这已被证明能促进更大的运动恢复和功能改善。一种结合自主控制FES和机器人调节肩外展（SABD）负荷的上肢干预可能为严重慢性卒中患者提供一条改善手臂和手协调使用的途径。
方法
在一项双盲、双基线、随机对照试验中，患有慢性中度至重度卒中导致UE偏瘫的个体将参加为期8周的任务导向型伸手抓取任务（GR3）干预，每周三次。预计60名参与者将使用ReIn-Hand设备（ReIn-Hand Technologies Inc.）重复GR3任务，该设备是一种定制的前臂/手矫形器，集成了自主控制的FES，以协助瘫痪手张开。参与者将被随机分配到对照组（仅使用ReIn-Hand）或实验组，后者还将通过PACT3D机器人接受调节的SABD负荷。比较组别时，主要依据以下指标：(1) 使用Box and Blocks测试测量的功能变化；(2) 通过运动学分析测量的表现变化；以及 (3) 使用脑电图（EEG）和磁共振成像（MRI）测量的神经运动恢复变化。
讨论
本研究将评估一种新型干预设备的有效性（有无肩外展辅助），作为针对中重度慢性卒中患者的特定任务训练的一部分。关注更为严重的慢性卒中人群，提供了改善这一被忽视群体康复的机会。使用先进影像技术进行的功能和结构测量，有可能进一步明确神经层面的恢复与补偿。
试验注册
ClinicalTrials.gov ID NCT04077073。注册日期：2019年9月4日。
行政信息
标题 {1}| 辅助设备在接近正常模式下进行日常生活活动对中重度卒中患者上肢运动恢复的影响
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试验注册 {2a 和 2b}| Clinicaltrials.gov ID NCT04077073。
协议版本 {3}| 第12版；2023年5月3日
资助 {4}| 美国国立卫生研究院（NIH）拨款：5R01HD095187 物理治疗与人体运动科学系 西北大学芬伯格医学院
作者详情 {5a}| 贾斯汀·德罗戈斯*, 卡罗琳娜·卡尔莫纳*, 里格尔·阿尔塞奥, 姚军
试验赞助商名称及联系信息 {5b}| 西北大学物理治疗与人体运动科学系 645 N Michigan Ave, suite 1100 Chicago, IL 60611
赞助商角色 {5c}| 赞助商不参与研究设计、研究问题、数据收集、管理或分析，也无权提交报告或传播结果。
背景与理由 {6a}
每年在美国有近80万人经历卒中，其中大多数人会留下上肢（UE）损伤。事实上，卒中是美国致残的主要原因之一，预计到2035年，卒中的直接费用将超过1300亿美元。卒中幸存者表示，恢复的最大障碍是在日常任务中使用手臂和缺乏足够的上肢运动。手腕和手指伸肌的运动减少尤为明显，卒中后这些肌肉的激活减弱和无力，丧失因异常屈曲协同造成的独立关节控制，即近端臂的运动会引发远端臂（手腕和手）的非自主屈曲。与他们的同龄人相比，慢性卒中（>6个月后）个体的UE功能更差，而中重度受损（我们的目标队列）个体则更加受限，导致他们被排除在UE康复和研究之外。因此，康复研究人员正在寻找新技术，使卒中患者能够参与基于任务的手臂和手部锻炼。手和腕矫形装置有可能解决这些限制，使严重受损的慢性卒中人群能够参与并受益于康复性UE锻炼。
研究促进我们目标队列功能恢复的康复和矫形装置至关重要，因为设备使用使得锻炼成为可能。锻炼是卒中护理的重要组成部分，被推荐为卒中治疗的一部分，并且对恢复至关重要。运动处方基于证据表明受影响肢体的运动和神经系统的可塑性将允许功能和随后的改善。对于卒中后的推荐运动原则包括特定任务练习和高剂量练习。特定任务练习专注于训练肢体执行某项动作任务，通常是日常生活中的有意义活动，从而提高该任务的表现。任务特定训练已被证明在卒中后个体中有效改善表现和皮层激活模式。研究表明，在慢性卒中人群中，更高频率和更长持续时间的练习会导致皮层结构的变化和表现的提升。尽管慢性卒中人群的UE残疾增加，并且已知运动对卒中恢复有益，但在手臂和手干预文献中，中重度卒中患者大多被忽略，目前没有有效的干预措施来恢复慢性中重度卒中患者的基本手功能。上肢的功能性电刺激（FES）为中重度慢性卒中患者参与干预研究提供了额外手段。结合FES的矫形装置为增加特定任务练习的参与度提供了途径，但其效果尚未得知。
结合FES的矫形装置作为改善中重度卒中患者手臂/手功能的手段已经被研究过，但结果尚无定论。Singer等人报道了其研究中UE功能和损伤的统计显著但临床上不显著的改善。一项研究显示，使用FES作为特定任务干预的一部分，在慢性卒中人群中取得了临床显著的UE功能和损伤评分改善，但未包括最严重的卒中幸存者，并使用了非自主触发的FES设备。当FES由自主肌肉激活启动时，意味着要求个体自愿收缩其肌肉，当肌肉活动达到一定水平时，FES被触发。研究表明，相对于非自主或外部触发的FES，由自主肌肉激活触发的FES在改善卒中人群上肢运动控制方面更为优越。像ReIn-Hand这样的设备，结合FES并由自主肌肉激活触发，可能会比现有设备取得更好的效果。如果自主触发弱化肌肉的FES能实现优于外部触发FES的恢复，那么合理推测结合高强度的特定任务练习将进一步改善伸手和抓取功能。我们的设备ReIn-Hand结合了FES和自主控制，并已被证明可以改善目标人群的手部功能和皮层激活模式——但仅限于少数参与者。
除了使用ReIn-Hand，我们还将结合PACT3D机器人，它可以调节肩外展负荷。我们有证据表明，在主动伸手过程中，机器人调节肩外展（SABD）负载可以短期和长期减少UE协同作用。通过结合ReIn-Hand和机器人，我们提出了一种适用于中重度慢性卒中患者的伸手抓取干预。该设计旨在通过增强ReIn-Hand辅助的手部打开并最小化PACT3D的UE协同效应，以反协同模式练习日常生活活动（ADLs），从而最大化潜在的运动恢复。我们将不仅测量干预引起的功能结果变化，还测量UE运动学和功能与形态神经可塑性的变化，以区分运动补偿与恢复。恢复正常皮层激活模式是评估卒中人群干预时需要考虑的重要组成部分，因为它有助于克服上述不良协同作用。正如动物模型所展示的，允许补偿运动和神经活动会负面影响神经可塑性和运动恢复。反之，限制补偿的训练增强了病灶侧的可塑性并促进了运动恢复，定义为在功能、表现和神经活动层面恢复到受伤前状态。这促使人们认为干预应侧重于最大化运动恢复而非通过补偿完成任务。
目标 {7}
我们的研究项目总体目标是帮助改善因卒中导致UE残疾的人们的功能，减少他们的残疾，增加他们的参与度，让他们过上更有意义和生产力的生活。通过此干预，我们的具体假设是，针对中重度慢性卒中患者，采用“反协同”模式进行日常活动（ADLs）的设备辅助干预（ReIn-Hand +/− SABD调节）将在手和手臂功能、伸手表现以及神经水平的运动恢复方面带来改善。此外，我们假设实验组（ReIn-Hand + SABD调节）的所有改善将大于对照组（仅使用ReIn-Hand）。手和手臂功能的改善将主要通过Box and Blocks测试得分的变化来衡量。伸手表现的改善将通过最大手张开面积（有无SABD负荷）的变化以及手张开时肩肘补偿力的变化来衡量。
神经运动恢复的改善将通过灰质密度（GMD）和白质完整性（WMI）的功能和结构性变化来衡量。我们假设干预后两组都会出现以下变化：(1) 手张开相关的皮层活动从对侧半球转移到同侧半球；(2) 同侧感觉运动皮层的GMD增加，对侧感觉运动皮层的GMD减少；(3) 同侧皮质下行束的WMI增加，对侧皮质下行束的WMI减少，实验组的变化幅度大于对照组。
在ReIn-Hand设备的首次试验中，我们选择了卒中的慢性阶段，确保处于“最坏”情况。这些问题如果得到积极回答，预计将推动未来相关研究进入亚急性或急性恢复期，并为这一庞大人群重新开启针对手功能恢复的干预大门。我们的研究人群也属于中度至重度受损，这可能会使参与变得困难。我们假设，如至少90%的符合条件的参与者完成其干预计划所示，这项干预对研究参与者是可行的。
试验设计 {8}
这是一项具有平行分配的干预性随机对照试验。
方法：参与者、干预和结果
研究设置 {9}
研究活动将在伊利诺伊州芝加哥进行，在芬伯格医学院校区的实验室中进行，这是一个学术医院环境，位于西北纪念医院影像中心阿克斯馆的物理治疗与人体运动科学系。
符合条件标准 {10}
纳入标准如下：(1) 年龄在21至80岁之间；(2) 偏瘫局限于一侧，上肢有显著的运动障碍并有一些残留的自主运动（Fugl-Meyer上肢评估分数（UEFMA）在10–40/66范围内，Chedoke McMaster卒中评估手部子量表（CMSA_H）≤ 4）；(3) 能够提供知情同意；(4) 能够抬起肢体抵抗重力至少达到75°的肩屈曲角度，并能产生一些主动肘伸展；(5) 能够在拇指到食指距离≥4厘米的情况下实现ReIn-Hand辅助的手张开；(6) 磁共振成像（MRI）兼容；(7) 已结束所有形式的物理康复；(8) 偏瘫手臂皮肤完整；(9) 能够连续坐一小时以上；(10) 蒙特利尔认知评估（MoCA）得分≥23。
排除标准如下：(1) 非受影响肢体的运动或感觉障碍；(2) 任何脑干和/或小脑病变；(3) 严重并发医疗问题（如心肺功能障碍、未受控高血压、炎症性关节疾病）；(4) 除卒中外的其他神经系统疾病史（帕金森病、肌萎缩侧索硬化症、多发性硬化症、创伤性脑损伤、周围神经病变）；(5) 上肢或脊柱的急性或慢性疼痛状况，按10分视觉模拟量表得分≥5；(6) 使用心脏起搏器、植入式心律转复除颤器、脑或脊髓内的神经刺激系统、骨生长融合刺激；(7) 过去六个月内癫痫发作；(8) 严重上肢感觉障碍，表现为修订版诺丁汉感官评估触摸感子量表（轻触和压力项目）中感觉缺失（得分<4）；(9) 在过去六个月内对偏瘫UE的任何部位进行化学去神经注射（肉毒杆菌毒素、Myobloc、苯酚块或Dysport注射）或苯酚/酒精注射<12个月前；(10) 无法被动达到90°的肩屈曲和外展，使用适应方法测量；(11) 肘关节、腕关节、掌指关节（MCP）和指间关节（IP）的屈曲挛缩大于45°；(12) 怀孕或计划怀孕；(13) 参与其他实验性康复或药物研究；(14) 无法在8周内每周参加三次干预课程及评估/随访；(15) 卒中前UE肌肉骨骼损伤限制功能；(16) 当前使用氧气；(17) 上肢截肢。
谁将获取知情同意？{26a}
知情同意过程将由熟悉研究并接受过伦理和法律方面培训的授权研究成员处理，包括首席研究员（PI）、共同研究员、评估临床医生（物理治疗师）和研究协调员。
对参与者数据和生物样本收集及使用的额外知情同意规定 {26b}
在此试验之后，没有计划进行可能使用本试验收集数据的辅助研究。然而，知情同意文件确实包含一个条款，允许将本研究的去身份化数据用于未来的未指定研究。
干预措施
比较选择的理由 {6b}
对于中重度卒中患者，自主肩外展可以调节异常的UE协同表达，从而改变独立关节控制和伸手能力。研究表明，针对伸手期间肩外展负荷的运动干预可以改变这些模式，从而改善伸手距离。我们的研究小组之前已经证明ReIn-Hand能够改善手的打开和手功能，作为基于任务的GR3干预的一部分，但这些干预方案并未考虑到SABD负荷的影响及其潜在好处。在这项研究中，对照组将参与不增加SABD负荷的任务导向GR3干预，模仿真实世界场景并与我们之前的工作一致。实验组将参与相同的干预，但增加了SABD增强。这组将能够在设备辅助下以抗协同模式练习ADLs，从而接近正常运动模式。这将是首次调查这种接近正常的练习对中重度卒中患者UE运动恢复的影响，通过评估临床结果、运动学和神经可塑性。
干预描述 {11a}
干预期间将使用两种设备。
- ReIn-Hand: 一种定制的矫形设备，结合智能检测软件、ReIn-HAND平台和FDA批准（510(k)# K021100）的电刺激器（Empi 300 PV, Vista, CA, 或 E-Wave Zynex Medical, Inc, Englewood, CO）。ReIn-Hand平台无线同步记录多达8个上肢肌肉的表面EMG活动（我们将在此协议中使用四个），并使用新颖的信号处理方法根据EMG特征检测手部打开是否伴随手臂运动。一旦检测到手部打开，电刺激就会触发，以协助瘫痪手部的张开。刺激电极将放置在手指/腕部伸肌上；刺激参数如下：足以实现最大手张开但不会引起不适的振幅，双相波形，频率50 Hz ± 20%，脉宽300 µs，“ON”持续时间= 3秒）。
- 被动臂协调训练3D机器人（PACT3D）：PACT-3D通过一种新型弹簧系统生成所需的端点力，该系统本质上是被动的，但可以通过执行器控制设定所需力。它允许三维低惯性运动，并能提供虚拟重力效果，可以通过在其垂直轴（即Z轴）施加力来增强或减少。它将用于在干预期间为实验组提供受控的Z方向力。
研究参与者将参加24次干预会议，每次约2小时，每周3次，总共8周。负责实施干预的人员是两名培训技术人员。对于所有会议和两组，研究参与者将坐在带有胸部和腰部绑带的座椅系统上，以防止不必要的躯干运动。培训技术人员将拉伸瘫痪UE，最多15分钟。然后将ReIn-Hand连接到瘫痪的上肢（UE）并定位在起始位置，肩外展（SABD）75°，肩屈曲30°，肘屈曲60°。
第一次会议将是“参数调整会议”，在此期间，培训物理治疗师（PT）将确定训练参数，包括(1) SABD负荷，(2) 目标（罐）距离，(3) 罐宽度，(4) 罐重量，(5) 罐高度，和(6) 罐方向。这些训练参数将在桌面条件下和使用机器人时建立。机器人在参与者需要举起手臂时调节施加在手臂上的支持力，从而改变肩外展（SABD）负荷。SABD负荷将设置为允许参与者主动到达目标距离的最大负荷，并实现ReIn-Hand介导的手张开至少4厘米（拇指和食指尖之间的距离）。确定SABD负荷后，将按照以下顺序设置所有附加参数（#2–6）：(2) 目标距离至少为瘫痪UE在摩擦力桌面完全支持下的最大伸展距离的70%；(3) 罐宽度将通过在罐周围添加衬垫逐步增加0.5厘米，直至参与者用ReIn-Hand能达到的最大宽度；(4) 罐高度（即罐最低部分到桌面的距离）将以2厘米递增，直至参与者能成功（且无痛）达到的最大高度；(5) 罐方向（即罐的长轴与桌面的关系）将以2°递增，直至参与者能成功抓住罐的最大角度；(6) 罐重量将以100克递增，若参与者感到疼痛或无法提起罐则停止。培训PT将重复步骤2–6以确定这些参数（#2–6）在桌子条件下的值，即这次没有机器人支持，使用可调高度的桌子。
一旦设定了干预参数，培训技术人员将指导参与者使用这些参数执行GR3活动。实验组的参与者将使用机器人进行训练。参与者的前臂将牢固地连接到机器人的小臂上。对照组的参与者将在普通高度可调的桌子上进行训练。所有训练课程都将包括40次“伸手-抓取-取回-释放”（GR3）活动试验（约1小时），其中包括(1) 伸向一个塑料罐（直径=3厘米，空罐重量=30克）；(2) 激活手指/腕部伸肌以触发ReIn-Hand，进而协助伸手时瘫痪手的打开；(3) 抓住罐子；(4) 将罐子取回到起始位置并放在桌子上；(5) 释放罐子。为了避免疲劳，每次试验之间将提供20至30秒的休息时间。
对照组的参与者将被鼓励在桌子上方执行GR3活动。实验组将通过PACT3D获得必要的SABD支持，因此在训练过程中必须在桌子上方伸手。两组都将获得相同的口头提示。一次成功的试验要求完成一次试验中的所有五个任务：伸向塑料罐、触发ReIn-Hand、抓住罐子、将罐子收回起始位置、释放罐子。失败的试验是指在一次试验中未能完成其中一个任务。每次40次试验的结果将由培训技术人员记录。
培训技术人员将咨询培训物理治疗师（PT）在每次会议后审查培训表现，以确定是否需要调整下次会议的参数。如果参与者在连续两次会议中成功完成30/40次试验，培训PT将在下次会议中重新调整所有参数，以便逐步挑战参与者。新参数将由培训技术人员在该会议期间实施。
停止或修改分配干预的标准 {11b}
可能的退出原因包括参与者健康状况的变化、实验纳入/排除标准的变化或其他不可预测的情况。参与者可以随时自由选择停止参与研究。然而，已收集的数据可能不会从研究数据库中删除。完成至少50%干预的个体将有其数据纳入分析。未完成至少50%干预的个体将不将其数据纳入分析。
提高干预依从性的策略 {11c}
通过电话、电子邮件和短信提醒参与者即将进行的研究预约，促进研究保留。我们将密切监控所有数据和与参与者的对话，了解任何阻碍参与的报告。参与者将获得公共交通费用、西北医学院停车场停车费或必要时的私人Lyft服务的报销。
试验期间允许或禁止的相关伴随治疗 {11d}
参与者不应在参与本研究的同时开始新的物理康复或上肢研究。
试验后护理规定 {30}
如果参与者因本研究（设备或程序）生病或受伤，应通过自己的医生或治疗中心寻求医疗救治并通知研究团队。研究人员不会支付因参与研究而导致的不良结果所需的医疗费用；但是，个人并不排除寻求赔偿的权利。
结果 {12}
主要结果测量：
- Box and Blocks测试（BBT）的变化。时间范围：这将在干预前两次（干预开始前一周内，两次得分的平均值作为“基线”），干预期间每周一次，干预结束后立即（干预结束后一周内，“干预后”），以及三个月随访时进行测量。分析指标是从基线到干预后的平均得分变化，针对中度和重度受损组。BBT是一个衡量伸手和抓取能力的功能测量，是研究干预的主要目标。
次要结果测量：
- 手张开面积和闭合力的定量测量变化。时间范围：这将在干预前两次（干预开始前一周内，两次得分的平均值作为“基线”），干预期间每周一次，干预结束后立即（干预结束后一周内，“干预后”），以及三个月随访时进行测量。分析指标是从基线到干预后的平均得分变化，针对中度和重度受损组。该测量允许跟踪干预期间的手五边形区域（瘫痪手最大程度张开时由拇指和指尖形成的区域的定量测量）和闭合力。
- 使用Semmes–Weinstein单丝测定的触觉阈值变化（CSTT-SWMFT）。时间范围：这将在干预前两次（干预开始前一周内，两次得分的平均值作为“基线”），干预期间每周一次，干预结束后立即（干预结束后一周内，“干预后”），以及三个月随访时进行测量。分析指标是从基线到干预后的平均得分变化，针对中度和重度受损组。单丝测试是一种阈值测定法，用于确定个体在手掌和手背不同点感受到的最小压力刺激，并评估是否会因干预而发生变化。
- Fugl-Meyer上肢评估分数（UEFMA）的变化。时间范围：这将在干预前两次（干预开始前一周内，两次得分的平均值作为“基线”），干预期间每周一次，干预结束后立即（干预结束后一周内，“干预后”），以及三个月随访时进行测量。分析指标是从基线到干预后的平均得分变化，针对中度和重度受损组。Fugl-Meyer卒中后运动恢复评估工具用于评估和测量卒中后偏瘫个体瘫痪肢体的运动障碍和独立关节控制。
- 感官评估（实体感觉）的变化。时间范围：这将在干预前两次（干预开始前一周内，两次得分的平均值作为“基线”），干预期间每周一次，干预结束后立即（干预结束后一周内，“干预后”），以及三个月随访时进行测量。分析指标是从基线到干预后的平均得分变化，针对中度和重度受损组。卒中后的慢性期人群中，运动功能与实体感觉能力之间存在关联，我们希望看到是否有实体感觉方面的变化作为干预的结果。
- 中风影响量表手功能域（SIS_H）的变化。时间范围：这将在干预前两次（干预开始前一周内，两次得分的平均值作为“基线”），干预期间每周一次，干预结束后立即（干预结束后一周内，“干预后”），以及三个月随访时进行测量。分析指标是从基线到干预后的平均得分变化，针对中度和重度受损组。SIS_H提供了卒中个体日常生活中瘫痪肢体手功能的主观测量。
- 运动活动日志（MAL）的变化。时间范围：这将在干预前两次（干预开始前一周内，两次得分的平均值作为“基线”），干预期间每周一次，干预结束后立即（干预结束后一周内，“干预后”），以及三个月随访时进行测量。分析指标是从基线到干预后的平均得分变化，针对中度和重度受损组。MAL是一种半结构化访谈，可以评估瘫痪手臂在日常生活中功能。
- 动作研究手臂测试（ARAT）的变化。时间范围：这将在干预前两次（干预开始前一周内，两次得分的平均值作为“基线”），干预期间每周一次，干预结束后立即（干预结束后一周内，“干预后”），以及三个月随访时进行测量。分析指标是从基线到干预后的平均得分变化，针对中度和重度受损组。ARAT测试是一项包含19个项目的性能测量，分为4个手臂和手功能子测试（抓握、握持、捏合和大臂运动）。
- Chedoke McMaster卒中评估手部子量表（CMSA_H）的变化。时间范围：这将在干预前两次（干预开始前一周内，两次得分的平均值作为“基线”），干预期间每周一次，干预结束后立即（干预结束后一周内，“干预后”），以及三个月随访时进行测量。分析指标是从基线到干预后的平均得分变化，针对中度和重度受损组。该测试通过分期评估瘫痪手的运动恢复来评估卒中后个体的功能障碍。
- 修订版诺丁汉感官评估：运动觉子量表（NSA）的变化。时间范围：这将在干预前两次（干预开始前一周内，两次得分的平均值作为“基线”），干预期间每周一次，干预结束后立即（干预结束后一周内，“干预后”），以及三个月随访时进行测量。分析指标是从基线到干预后的平均得分变化，针对中度和重度受损组。运动觉子量表测量个体在给定关节处感知运动、运动方向和位置感觉的能力。本体感受与手臂功能相关，因此我们在评估中包括这一点，以评估是否因我们的干预而发生变化。
- 全球变化等级（GROC）评分：这将在干预后立即（“干预后”）和三个月随访时进行测量。分析指标是中度和重度受损组干预后GROC评分的平均变化。该量表衡量个体对自己状况随时间变化的自我感知，以确定干预效果或绘制病情的临床进程。
- 肩膀和肘部在开手时（有无抬高手臂）产生的耦合力变化。时间范围：这将在干预前一次（干预开始前一周内，“基线”），以及干预结束后立即一次（干预结束后一周内，“干预后”）进行测量。分析指标是中度和重度受损组干预后耦合力的平均变化。该指标量化了肩膀和肘部在开手时（有无抬高手臂）产生的上肢协同耦合力，提供运动恢复或补偿的测量。
- 手五边形面积（HPA）在开手时（有无抬高手臂）的变化。时间范围：这将在干预前两次（干预开始前一周内，两次得分的平均值作为“基线”），干预期间每周一次，干预结束后立即（干预结束后一周内，“干预后”），以及三个月随访时进行测量。分析指标是从基线到干预后的平均面积变化，在抬高和非抬高条件下，针对中度和重度受损组。该指标量化了在最大打开瘫痪手时由拇指和指尖形成的区域（有无抬高手臂），是卒中人群独立关节控制和恢复的测量。
- 与手张开相关的皮层活动的偏侧指数（LI）变化。时间范围：这将在干预前一次（干预开始前一周内，“基线”），以及干预结束后立即一次（干预结束后一周内，“干预后”）进行测量。分析指标是中度和重度受损组从基线到干预后的LI平均变化。LI定义为（LI = (I − C)/(I + C)），其中“I”和“C”分别代表来自同侧和对侧感觉运动皮层（即组合的初级感觉运动皮层和次级运动皮层）的电流密度强度。LI反映了每个大脑半球对源活动的相对贡献，数值接近+1表示同侧源分布，-1表示对侧源分布。干预后与手张开相关的皮层活动从对侧半球转移到同侧半球，表明瘫痪UE运动过程中皮层激活更趋于正常。
- 皮层活动比率（CAR）的变化。时间范围：这将在干预前一次（干预开始前一周内，“基线”），以及干预结束后立即一次（干预结束后一周内，“干预后”）进行测量。分析指标是中度和重度受损组从基线到干预后的CAR平均变化。皮层活动比率定义为一个感兴趣区域（ROI）节点的电流密度强度总和与整个感觉运动皮层节点的电流密度强度总和的比率。感兴趣的区域是双侧初级感觉运动皮层（初级运动皮层（M1）+ 初级感觉皮层（S1））和次级运动皮层（辅助运动区（SMA）+ 运动前区（PM））。CAR反映了某一ROI的相对强度，标准化为4个ROI的总强度之和。同侧初级感觉运动皮层的更大激活表明更正常的皮层激活。
- 灰质（GM）密度变化。时间范围：这将在干预前一次（干预开始前一周内，“基线”），以及干预结束后立即一次（干预结束后一周内，“干预后”）进行测量。分析指标是中度和重度受损组从基线到干预后的GM平均变化。该测量量化了灰质密度，特别是同侧中央前回的灰质密度，似乎与卒中人群的各种功能能力和技能呈正相关。
- 双侧皮质下行束的分数各向异性（FA）变化。时间范围：这将在干预前一次（干预开始前一周内，“基线”），以及干预结束后立即一次（干预结束后一周内，“干预后”）进行测量。FA测量量化了目标运动下行束的白质完整性，并提供了卒中后皮层结构恢复的测量。
参与者时间表 {13}
图[1]显示了研究时间表（见附图）。
图1
研究时间表
全尺寸图像
样本量 {14}
样本量计算基于初步结果中仅使用ReIn-Hand设备的参与者从基线到干预后的主结果变化，以及未发表的使用机器人SABD增强ReIn-Hand设备的参与者结果，两组的BBT平均差异为2（SD 2.5）。基于这些发现，我们进行了功效分析（G*Power，版本3.1.9.4），以确定检测以下情况所需的参与者数量：(1) 干预后BBT分数显著增加，使用单尾t检验；(2) 实验组相较于对照组的改善显著更大，使用双侧、双样本等方差t检验。两个测试均设定在0.05的显著性水平。结果显示每组需要28名参与者，功效为90%。样本量可能会变化。我们将在中期（N = 30，达到干预后时间点）使用主结果进行类似的功效分析，以评估样本量是否需要更改。考虑到在类似人群的机器人干预研究中7%的脱落率，我们将招募60名（最终有效数据为56名）成年人（年龄：21–81岁），这些人均患有慢性（> 1年卒中）UE偏瘫，由单侧卒中引起，以参与本研究。
(全文结束)
