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Balance training following stroke: effects of task-oriented exercises with and without altered sensory input

Bayouk, Jean-Françoisa; Boucher, Jean P.a; Leroux, Alainb c

International Journal of Rehabilitation Research: March 2006 - Volume 29 - Issue 1 - p 51-59
doi: 10.1097/01.mrr.0000192100.67425.84
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The purpose of this study was to compare the effects of a task-oriented exercise program with and without altered sensory input on postural stability in subjects with stroke. Sixteen hemiparetic subjects, at least 6 months post-stroke, were randomly assigned to the experimental or control group, and participated in an 8-week task-oriented exercise program focusing on balance and mobility exercises. Exercises were performed under normal conditions by the control group, and under conditions of vision and surface manipulation by the experimental group. Pre- and post-test assessments involved the measurement of the center of pressure (COP) displacement during double-legged stance and sit-to-stand under four sensory conditions: (1) eyes open, normal surface; (2) eyes open, soft surface; (3) eyes closed, normal surface; and (4) eyes closed, soft surface, as well as the 10-m walking test. Results showed significant improvements (P<0.05) in COP displacement under sensory conditions (1) and (2) for the experimental group only, and limited changes for the sit-to-stand in both groups after training. Significant improvements (P<0.05) were also found in both groups for the walking test. It is concluded that a task-oriented exercise program, assisted by sensory manipulation, is more effective at improving the standing balance of stroke subjects than a conventional task-oriented program.

Die vorliegende Studie vergleicht die Wirkung eines anforderungsspezifischen Übungsprogramms mit und ohne Sinnesreizänderung auf die posturale Stabilität von Schlaganfallpatienten. Insgesamt 16 Hemiparetiker wurden mindestens sechs Monate nach dem Schlaganfall randomisiert der Versuchs- oder der Kontrollgruppe zugeordnet, innerhalb derer sie acht Wochen an einem anforderungsspezifischen Programm mit speziellen Gleichgewichts- und Mobilitätsübungen teilnahmen. Die Kontrollgruppe führte die Übungen unter normalen Bedingungen durch, die Versuchsgruppe dagegen unter Manipulation der Aspekte Sicht und Gehflächen. Bei den Bewertungen vor und nach dem Test wurde die Verlagerung des Druckmittelpunkts (COP) während der zweibeinigen Haltung und der Aufstehübung anhand von vier Sinneszuständen gemessen: (1) offene Augen, normale Fläche, (2) offene Augen, weiche Fläche, (3) geschlossene Augen, normale Fläche und (4) geschlossene Augen, weiche Fläche sowie anhand des 10 m Gehtests. Die Ergebnisse wiesen nur bei der Versuchsgruppe bei der COP-Verlagerung unter den Sinneszuständen (1) und (2) beachtliche Verbesserungen (P<0,05) auf und bei beiden Gruppen in beschränktem Maß Veränderungen bei der Aufstehübung. Bei beiden Gruppen wurden auch signifikante Verbesserungen (P<0,05) beim Gehtest beobachtet. Daraus schließt sich, dass ein anforderungsspezifisches Übungsprogramm mit begleitender Sinnesmanipulation das Gleichgewicht von Schlaganfallpatienten bei aufrechter Körperhaltung effektiver verbessert als ein herkömmliches anforderungsspezifisches Programm.

El propósito de este estudio fue comparar los efectos de un programa de ejercicios dirigidos, con estimulación sensorial alterada o sin ella, sobre la estabilidad postural de sujetos con accidente vascular cerebral. Dieciséis sujetos hemiparéticos que habían sufrido un accidente vascular cerebral hacía al menos 6 meses, fueron distribuidos al azar en dos grupos: uno experimental y uno control. Los mismos participaron durante 8 semanas en un programa de ejercicios dirigidos, el cual se centraba en ejercicios de balance y de movilidad. El grupo control realizó los ejercicios en condiciones normales, mientras que el grupo experimental los realizó en condiciones en que la visión y las superficies fueron alteradas. En las evaluaciones realizadas antes y después de los ejercicios se midió la desviación del centro de presión (CP) durante la postura de pie utilizando ambas piernas, así como en la postura sentada, listo para ponerse de pie, bajo cuatro condiciones sensoriales deferentes: 1) ojos abiertos, superficie normal; 2) ojos abiertos, superficie blanda; 3) ojos cerrados, superficie normal; y 4) ojos cerrados, superficie blanda. Se realizó además la prueba de la marcha de los 10 m. Los resultados mostraron mejoras significativas (P<0,05) en la desviación del CP en ambos grupos durante la prueba de la marcha. Se concluyó que un programa de ejercicios dirigidos, en los que se utilicen manipulaciones sensoriales, es más efectivo que un programa convencional de ejercicios dirigidos para mejorar el balance durante la postura de pie en sujetos con accidente vascular cerebral.

Le but de cette étude était de comparer les effets d'un programme d'exercices fonctionnels assistés ou non de stimulations sensorielles sur la stabilité posturale de sujets atteints d'un accident vasculaire cérébral (AVC). Seize sujets hémiparétiques atteints d'un AVC depuis au moins 6 mois et répartis de façon aléatoire au sein du groupe expérimental et du groupe témoin ont participé à un programme d'exercices fonctionnels de huit semaines portant sur des exercices d'équilibre et de mobilité. Les exercices étaient exécutés en situation normale par le groupe témoin et en situation de manipulation de la vision et de la surface de support par le groupe expérimental. Les évaluations pré et post exercices ont été effectuées à l'aide de la mesure du déplacement du centre de pression (CP) lors du maintien de la position debout en appui bipodal et du transfert assis-debout selon les quatre conditions sensorielles suivantes: yeux ouverts, surface normale (1); yeux ouverts, surface moelleuse (2); yeux fermés, surface normale (3); yeux fermés, surface moelleuse (4). Le test de marche de 10 mètres a aussi été inclus dans l'évaluation. Les résultats ont démontré une amélioration significative (P<0.05) du déplacement du CP dans les conditions 1 et 2 pour le groupe expérimental seulement ainsi que des changements limités pour le transfert assis-debout chez les deux groupes de sujets à la suite de l'entraînement. Une amélioration significative (P<0.05) a été observée au niveau du test de marche chez les deux groupes de sujets. Cette étude a démontré qu'un programme d'exercices fonctionnels assistés de stimulations sensorielles est plus efficace pour l'amélioration du maintien de l'équilibre en position debout chez les sujets atteints d'un AVC qu'un programme d'exercices fonctionnels conventionnnel.

aDepartment of Kinanthropology, University of Quebec in Montréal, Montréal, Canada

bDepartment of Exercise Science, Concordia University, Montréal, Canada

cCentre de Recherche Interdisciplinaire en Réadaptation du Montréal Métropolitan-Site, Constance-Lethbridge Rehabilitation Centre, Montreal, Canada

Correspondence and requests for reprints to Alain Leroux, Department of Exercise Science, Concordia University, 7141 Sherbrooke West, Montréal (Quebec), Canada H4B 1R6

Tel: +1 514 84803326; fax: +1 514 848 8681;

e-mail: alerou@alcor.concordia.ca

Sponsorship: Funding for this study was provided by the Faculty of Arts and Science of Concordia University (no. NS2001-001).

Received 2 May 2005 Accepted 11 July 2005

© 2006 Lippincott Williams & Wilkins, Inc.