智能電刺激運(yùn)動機(jī)器人在胸腰段不完全性脊髓損傷患者中的應(yīng)用效果

唐虹，王其紅，覃渝茜，常有軍，張遠(yuǎn)東，楊廷彥，胡可慧

(1重慶醫(yī)科大學(xué)附屬四川省康復(fù)醫(yī)院·四川省八一康復(fù)中心，成都611135； 2遂寧市中心醫(yī)院)

智能電刺激運(yùn)動機(jī)器人在胸腰段不完全性脊髓損傷患者中的應(yīng)用效果

唐虹1，王其紅1，覃渝茜1，常有軍1，張遠(yuǎn)東1，楊廷彥1，胡可慧2

(1重慶醫(yī)科大學(xué)附屬四川省康復(fù)醫(yī)院·四川省八一康復(fù)中心，成都611135； 2遂寧市中心醫(yī)院)

目的 探討智能電刺激運(yùn)動機(jī)器人在胸腰段不完全性脊髓損傷(SCI)患者中的應(yīng)用效果。方法 選取胸腰段不完全性SCI患者40例，將其隨機(jī)分為治療組及對照組，兩組均給予常規(guī)康復(fù)治療，治療組同時輔以智能電刺激運(yùn)動機(jī)器人訓(xùn)練，對照組分別在不同時間輔以功能電刺激和四肢聯(lián)動自行車訓(xùn)練。于治療前、治療8周后采用Fugl-Meyer量表(FMA評分)、改良Barthel指數(shù)(MBI評分)、徒手肌力檢查對兩組下肢運(yùn)動功能、日常生活活動能力(ADL)、下肢肌力進(jìn)行評定。結(jié)果 治療8周后，兩組FMA評分均升高，以治療組為著(P均<0.05)；兩組MBI評分均升高(P均<0.01)，兩組間比較，P>0.05。治療后兩組下肢肌力均較治療前提高(P均<0.05)，治療組下肢近端肌力高于對照組(P均<0.05)。結(jié)論 智能電刺激運(yùn)動機(jī)器人能改善胸腰段不完全性SCI患者下肢運(yùn)動功能及肌力；并提高日常生活活動能力。

脊髓損傷，胸腰段；智能電刺激運(yùn)動機(jī)器人；下肢運(yùn)動功能；肌力

脊髓損傷(SCI)是由于外傷、先天因素和疾病等引起的脊髓結(jié)構(gòu)和功能的損害，導(dǎo)致神經(jīng)損傷平面及平面以下感覺和運(yùn)動功能完全或部分喪失，使患者完全或部分喪失日常生活活動能力(ADL)和工作能力的一種嚴(yán)重的神經(jīng)損傷?；颊咭蚣∪獾氖窠?jīng)支配可致肢體活動受限并產(chǎn)生一系列并發(fā)癥，常見有肌肉廢用性萎縮、骨質(zhì)疏松、壓瘡、心功能降低等，這些并發(fā)癥若不及時處理，將進(jìn)一步加重功能障礙和殘損程度，嚴(yán)重時甚至危及生命。功能性電刺激(FES)技術(shù)是使用電刺激的手段，精確的刺激順序和刺激強(qiáng)度激活癱瘓或輕癱肌肉，使SCI患者恢復(fù)一定運(yùn)動功能的一種康復(fù)治療技術(shù)[1]。近年來，隨著科技的發(fā)展，臨床上開始將FES與虛擬現(xiàn)實活動聯(lián)合一起進(jìn)行功能鍛煉，F(xiàn)ES結(jié)合自行車運(yùn)動就是其中之一，即在患者使用FES對股四頭肌、腘繩肌和踝背伸肌進(jìn)行功能性電刺激的同時進(jìn)行四肢聯(lián)動性自行車訓(xùn)練。2015年7月～2016年5月,我們將有上述功能的智能電刺激運(yùn)動機(jī)器人康復(fù)訓(xùn)練設(shè)備應(yīng)用在20例胸腰段不完全性SCI患者中，取得較好效果?，F(xiàn)報告如下。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 選擇SCI患者40例，按隨機(jī)數(shù)字表法分為兩組，治療組20例，男16例、女4例，年齡(42.85±7.50)歲，病程(11.15±4.40)個月；神經(jīng)損傷平面按關(guān)鍵肌和關(guān)鍵點來確定，其中胸段SCI 12例，腰段SCI 8例；損傷分類采用美國SCI學(xué)會(ASIA)分類法：B級7例，C級13例。對照組20例，男15例、女5例，年齡(41.15±5.98)歲，病程(12.05±2.84)個月；其中胸段SCI 13例，腰段SCI 7例；ASIA分類法：B級7例，C級13例。兩組基線資料有可比性。

1.2 治療方法 對照組：干預(yù)措施包括：①一般物理訓(xùn)練：由專業(yè)物理訓(xùn)練師進(jìn)行一對一康復(fù)訓(xùn)練，康復(fù)治療手段以神經(jīng)促進(jìn)技術(shù)及運(yùn)動再學(xué)習(xí)療法(包括Brunnstrom技術(shù)、Rood技術(shù)、PNF技術(shù)等)為主；肌力訓(xùn)練包括癱瘓肢體訓(xùn)練，腰背部肌、髂腰肌、腹肌力量增強(qiáng)訓(xùn)練，呼吸訓(xùn)練等。45 min/次，1次/d，5 d/周。②FES治療：患者在平躺安靜狀態(tài)下接受治療，肌電極片放置在下肢雙側(cè)股四頭(兩組)、腘繩肌(一組)和踝背伸肌(一組)肌腹，參數(shù)設(shè)置如下：雙向方波，持續(xù)時間250 ms，刺激節(jié)律50次/s，45 min/次，1次/d，5 d/周。③四肢聯(lián)動自行車訓(xùn)練：使用NuStep公司生產(chǎn)的NuStep T5型四肢聯(lián)動訓(xùn)練器進(jìn)行四肢聯(lián)動功能訓(xùn)練。具體方法如下：要求患者在訓(xùn)練時穿著寬松衣服和尺寸合適的鞋；根據(jù)患者的身高依次調(diào)整好座椅距離、椅背角度、把手距離和臂桿旋轉(zhuǎn)等，確保坐姿為雙腿略彎，雙臂完全伸直。從最低強(qiáng)度開始，同時進(jìn)行上肢和下肢的運(yùn)動訓(xùn)練；所有模式由電腦根據(jù)患者不同情況調(diào)整控制，45 min/次，1次/d，5 d/周?？偗煶?周。治療組：在一般物理訓(xùn)練基礎(chǔ)上配以智能電刺激運(yùn)動機(jī)器人訓(xùn)練，功能性電刺激器使用Pals Platinum TM, Axelgaard manufacturing CO, Ltd公司生產(chǎn)的低頻電刺激儀，型號：Fallbrook, CA 92028。電極片擺放位置、參數(shù)設(shè)置與對照組患者低頻脈沖電刺激位置和組數(shù)一致；四肢聯(lián)合運(yùn)動訓(xùn)練與對照組訓(xùn)練準(zhǔn)備和參數(shù)設(shè)置均保持一致。45 min/次，1次/d，5 d/周，總療程8周。

1.3 療效評價標(biāo)準(zhǔn) 在治療前及治療8周由2名專業(yè)康復(fù)評定師對同一例患者進(jìn)行評定。應(yīng)用簡化Fugl-Meyer運(yùn)動量表(FMA)評定患者下肢運(yùn)動功能，量表總分34分，分值越高表示患者下肢運(yùn)動功能越好；采用改良Barthel指數(shù)(MBI)[2]評定ADL能力；使用徒手肌力檢查法[3]評定患者股四頭肌、臀大肌、腘繩肌、脛前肌、踝背伸肌肌力，并根據(jù)0～5級肌力換算成0～5分；。

2 結(jié)果

2.1 兩組治療前后FMA評分、MBI評分比較 治療組、對照組治療前FMA評分分別為(7.65±1.31)、(7.95±1.00)分，MBI評分分別為(29.4±7.13)、(31.65±7.74)；治療后FMA評分分別為(15.2±4.06)、(13.15±1.93)分，MBI評分分別為(61.70±6.21)、(62.60±7.04)分。治療前兩組兩指標(biāo)比較，P均>0.05。治療8周后，兩組FMA評分均升高，以治療組為著(P均<0.05)；兩組MBI評分均升高(P均<0.01)，兩組間比較，P>0.05。

2.2 兩組治療前后下肢肌力評分比較 見表1。

表1 兩組治療前后下肢肌力評分比較(分，±s)

注：與同組治療前比較，*P<0.05；與對照組治療后比較，&P<0.05。

3 討論

SCI是一種嚴(yán)重的致殘性損傷，患者通常遺留四肢癱或截癱，嚴(yán)重影響生活能力和工作能力，給社會和家庭造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)；因此通過積極有效的康復(fù)訓(xùn)練不但可以改善患者的軀體功能，減輕殘障，而且可以通過提高其日常生活自理能力，改善生存質(zhì)量。既往研究證實，功能性電刺激配合腳踏車訓(xùn)練可以提高SCI患者肌肉強(qiáng)度和耐力，改善心肺功能[4]。本研究結(jié)果也表明，無論是常規(guī)康復(fù)治療輔以分開進(jìn)行的功能性電刺激和四肢聯(lián)動自行車訓(xùn)練，還是輔以功能性電刺激與四肢聯(lián)動自行車同時進(jìn)行的訓(xùn)練，都能改善SCI患者下肢運(yùn)動功能、肌力和ADL能力。

功能性智能電刺激運(yùn)動機(jī)器人是將FES與虛擬現(xiàn)實活動結(jié)合一起進(jìn)行的功能鍛煉，F(xiàn)ES結(jié)合四肢聯(lián)動自行車訓(xùn)練就是其中一種，其對SCI患者下肢運(yùn)動功能產(chǎn)生正性作用的機(jī)制目前考慮主要有以下幾個方面：①SCI發(fā)生后，損傷節(jié)段以下肌肉會發(fā)生一系列變化，包括神經(jīng)活動減少、骨骼肌萎縮、肌肉截面積縮小、肌肉質(zhì)量下降、運(yùn)動終板減少甚至消失等[5，6]。FES能夠逆轉(zhuǎn)長期SCI后肌肉組織的變化，恢復(fù)肌肉的結(jié)構(gòu)、質(zhì)量和力學(xué)特點，促進(jìn)肌肉泵的活動，從而恢復(fù)或重建SCI患者下肢的運(yùn)動功能[7，8]。已有研究證實，四肢聯(lián)動訓(xùn)練在改善腦卒中患者軀干控制能力、平衡功能、步行能力以及ADL方面療效顯著[9～11]；同時該儀器可以根據(jù)患者的情況，靈活地控制雙下肢的速度、頻率以及阻力，從而改善其下肢肌肉系統(tǒng)的靈活性、骨骼肌系統(tǒng)的強(qiáng)度，恢復(fù)下肢的運(yùn)動功能[12]。②FES結(jié)合四肢聯(lián)動自行車訓(xùn)練可以增強(qiáng)肌肉的抗疲勞性。這種抗疲勞性的提高與肌肉氧化酶和葡萄糖酵解酶活性提高有關(guān)，也可能是由于肌纖維的結(jié)構(gòu)發(fā)生了改變。③FES結(jié)合四肢聯(lián)動自行車訓(xùn)練可使患者的心血管功能、骨密度、肌圍度都有提高，而且還可提高機(jī)體新陳代謝水平、加強(qiáng)局部血液循壞，增加特殊新陳代謝酶數(shù)量，增強(qiáng)胰島素、腎上腺素、生長激素的分泌。

在本研究中，F(xiàn)ES結(jié)合四肢聯(lián)動自行車訓(xùn)練在訓(xùn)練形式、內(nèi)容，治療強(qiáng)度、次數(shù)和時間上都比傳統(tǒng)的FES和四肢聯(lián)動自行車訓(xùn)練有了一定程度的改進(jìn)并進(jìn)行了量化處理，儀器本身可以根據(jù)患者自身肌力情況進(jìn)行循序漸進(jìn)的訓(xùn)練，智能化的調(diào)整訓(xùn)練刺激方式和訓(xùn)練強(qiáng)度。這種訓(xùn)練可以提高下肢靈活性，保持并改善下肢的關(guān)節(jié)活動能力，增加下肢穩(wěn)定性和協(xié)調(diào)性，治療前后FMA評分差異有統(tǒng)計學(xué)意義，且治療組更優(yōu)于對照組，可以充分說明其有效性。FES的刺激還可以增加患者本體感覺的輸入，也能提高患者下肢肢體運(yùn)動功能的恢復(fù)。觀察組中下肢近端肌力的改善情況好于對照組，說明在常規(guī)康復(fù)治療基礎(chǔ)上輔以智能電刺激運(yùn)動機(jī)器人能有效提高SCI患者的肌力和活動能力，但是兩組患者下肢遠(yuǎn)端肌力改善作用有限，其可能原因是否與患者損傷平面和損傷程度不同，機(jī)體遠(yuǎn)端恢復(fù)能力較近端更差有關(guān)還需進(jìn)一步研究。另外，本研究中，MBI評分在治療后組間比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義，其可能原因主要是訓(xùn)練主要關(guān)注下肢肌力，主要體現(xiàn)在轉(zhuǎn)移、行走等下肢功能，MBI在這些方面評價比較粗略，不能反映治療后的細(xì)微差別。

總之，智能電刺激運(yùn)動機(jī)器人訓(xùn)練對癱瘓肢體的功能恢復(fù)有積極的正向作用。但本研究中四肢聯(lián)動自行車訓(xùn)練的模式是根據(jù)患者不同情況進(jìn)行的參數(shù)調(diào)整，患者在治療中可根據(jù)自身情況選擇主動模式和被動模式，這種主動和被動訓(xùn)練之間是否存在差異并未做進(jìn)一步分析。在以后的研究中，對FES結(jié)合四肢聯(lián)動自行車訓(xùn)練的最佳參數(shù)以及不同參數(shù)對功能恢復(fù)是否不同等方面將做進(jìn)一步深入的研究。

[1] Thrasher TA, Popovic MR. Functional electrical stimulation of walking: function, exercise and rehabilitation[J]. Ann Readapt Med Phys， 2008，51(6):452-460.

[2] 閔瑜，吳媛媛，燕鐵斌.改良Barthel指數(shù)(簡體中文版)量表評定腦卒中患者日常生活活動能力的效度和信度研究[J].中華物理醫(yī)學(xué)與康復(fù)雜志，2008，30(3)：185-188.

[3] 勵建安，許光旭.實用脊髓損傷康復(fù)[M].北京：人民軍醫(yī)出版社，2013:93-95.

[4] 陳小花，吳慧平，周東容，等.四肢聯(lián)動鍛煉在康復(fù)治療中的研究進(jìn)展[J].中華現(xiàn)代護(hù)理雜志，2015，21(16)：1980-1981．

[5] 劉卉，劉德明.脊髓損傷后骨骼肌變化的研究進(jìn)展[J].四川解剖學(xué)雜志，2009,17(4)：31-32.

[6] 王元元,張軍衛(wèi),洪毅,等.大鼠胸段脊髓損傷后后肢神經(jīng)肌肉的自然變化[J].中國脊柱脊髓雜志，2015，25(3)：264-273.

[7]高峰，杜良杰，李建軍.脊髓損傷患者的下肢功能重建-矯形器、功能性電刺激和外科手術(shù)[J].中國康復(fù)理論與實踐，2008，14(8)：724-726.

[8]王欣，王寧華.功能性電刺激在改善運(yùn)動功能方面的作用[J].中國康復(fù)理論與實踐，2009，15(3)：238-241.

[9] 榮積峰，吳毅，路微波,等.四肢聯(lián)動對腦卒中偏癱患者平衡功能和步行能力的影響[J].中國康復(fù)醫(yī)學(xué)雜志，2015，30(10)：1063-1065.

[10] 段好陽，劉福遷，閆兆紅，等.四肢聯(lián)動功能訓(xùn)練對腦卒中患者軀干控制能力及平衡功能的影響[J].中華物理醫(yī)學(xué)與康復(fù)雜志，2015，37(10)：747-749.

[11] 龍耀斌.MOTOmed智能運(yùn)動訓(xùn)練系統(tǒng)對腦卒中偏癱患者步態(tài)改善的作用[J].中國康復(fù),2012,27(5):363-364.

[12] 陳小花，陳楚嫻，吳慧平，等.自制四肢聯(lián)動鍛煉系統(tǒng)儀在截癱患者中臨床應(yīng)用的研究[J].護(hù)士進(jìn)修雜志，2016，31(13)：1233-1234.

四川省衛(wèi)生廳科研基金資助項目(130494)。

胡可慧(E-mail：123081617@qq.com)

10.3969/j.issn.1002-266X.2017.29.019

R741

B

1002-266X(2017)29-0057-03

2016-12-06)