多維視覺手功能康復(fù)定量評(píng)估系統(tǒng)在腦卒中患者手功能評(píng)估中的可行性研究①

付江紅，陳樹耿，錢葉葉，陸小鋒，龍海生，崔曉，賈杰

1.復(fù)旦大學(xué)附屬華山醫(yī)院康復(fù)醫(yī)學(xué)科，上海市200040；2.復(fù)旦大學(xué)附屬浦東醫(yī)院康復(fù)醫(yī)學(xué)科，上海市200135；3.上海大學(xué)通信與信息工程學(xué)院，上海市200444；4.上海市閔行區(qū)馬橋社區(qū)衛(wèi)生服務(wù)中心，上海市201111；5.上海市長(zhǎng)寧區(qū)天山中醫(yī)醫(yī)院康復(fù)醫(yī)學(xué)科，上海市200051

腦卒中有著極高的發(fā)病率與致殘率，給患者帶來各種功能障礙[1-3]，其中上肢和手運(yùn)動(dòng)功能障礙對(duì)生活自理能力有重大影響[4-5]。人的上肢功能占全身功能的60%，手指功能則占上肢功能的90%，完好的手功能在工作和日常生活中起重要作用[6]。

針對(duì)腦卒中患者常用的評(píng)估量表，如Fugl-Meyer評(píng)定量表(Fugl-Meyer Assessment,FMA)[7]和Brunnstrom分期[8]，均采用半定量形式計(jì)分，難以反映細(xì)微的進(jìn)步[9-11]。為此，我們開發(fā)了多維視覺手功能康復(fù)定量評(píng)估系統(tǒng)。本研究探討該系統(tǒng)的可行性。

1 資料與方法

1.1 一般資料

2017年11月至2018年7月，選擇華山醫(yī)院總院、華山醫(yī)院靜安分院以及上海市天山中醫(yī)醫(yī)院康復(fù)科住院腦卒中患者17例，詳細(xì)信息見表1。均符合1995年全國(guó)第四屆腦血管病學(xué)術(shù)會(huì)議通過的腦卒中診斷要點(diǎn)[12]。

納入標(biāo)準(zhǔn)：①年齡20~75歲；②首次發(fā)病；③病程<3年，存在上肢功能障礙，F(xiàn)MA上肢部分(FMA-upper extremities,FMA-UE)評(píng)分>10分；④影像學(xué)證實(shí)單側(cè)半球腦卒中；⑤BrunnstromⅡ期及以上；⑥無明顯認(rèn)知功能障礙，能聽懂并執(zhí)行簡(jiǎn)單指令；⑦具備基本的轉(zhuǎn)移能力。

排除標(biāo)準(zhǔn)：①伴嚴(yán)重心肺疾患；②患者或家屬拒絕參與。

本研究經(jīng)華山醫(yī)院倫理委員會(huì)審核通過，批件號(hào)：倫(2016-47)號(hào)。

1.2 方法

測(cè)試前告知患者相關(guān)流程(圖1)。患者先采用FMA-UE進(jìn)行評(píng)估，然后用多維視覺手功能康復(fù)定量評(píng)估系統(tǒng)進(jìn)行評(píng)估。

多維系統(tǒng)評(píng)估時(shí)，錄入患者信息后，患者坐位，選取動(dòng)作，先評(píng)估健手，再評(píng)估患手。其間，屏幕左下方有動(dòng)畫演示標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)作做法。評(píng)估2次，系統(tǒng)自動(dòng)選取較好的結(jié)果，以患手關(guān)節(jié)活動(dòng)度占健手的百分比進(jìn)行表示。目前系統(tǒng)可測(cè)量前臂旋前、旋后，腕背伸、尺偏，手指內(nèi)收、外展，拇指外展屈伸，柱狀抓握，球狀抓握，拇指環(huán)轉(zhuǎn)共10個(gè)動(dòng)作，本研究選擇前臂旋前、前臂旋后、腕背伸、柱狀抓握4個(gè)動(dòng)作。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

采用SPSS22.0進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。將多維系統(tǒng)評(píng)估4個(gè)動(dòng)作評(píng)分之和與FMA-UE評(píng)分進(jìn)行Spearman等級(jí)相關(guān)分析。顯著性水平α=0.01。

表1 入選患者一般資料

圖1 多維視覺手功能康復(fù)定量評(píng)估系統(tǒng)評(píng)估手功能流程

2 結(jié)果

患者多維系統(tǒng)評(píng)估結(jié)果和FMA-UE評(píng)分見表2。

表2 患者多維評(píng)估及FMA-UE評(píng)估結(jié)果

3 討論

FMA對(duì)腦卒中后感覺運(yùn)動(dòng)功能評(píng)估有較好的信效度[13]。本研究顯示，多維評(píng)估結(jié)果與FMA-UE評(píng)分正相關(guān)性。

多維視覺手功康復(fù)定量評(píng)估系統(tǒng)是由復(fù)旦大學(xué)附屬華山醫(yī)院和上海大學(xué)聯(lián)合研發(fā)的定量評(píng)估手運(yùn)動(dòng)功能的評(píng)估設(shè)備。結(jié)合臨床腦卒中患者上肢運(yùn)動(dòng)障礙常見類型，系統(tǒng)設(shè)計(jì)10個(gè)手、腕和前臂動(dòng)作，其中腕尺偏、腕背伸、手指內(nèi)收外展、拇指外展等動(dòng)作的識(shí)別算法已申請(qǐng)專利。前期陸雅婷等[14]研究初步驗(yàn)證該系統(tǒng)的可行性。該系統(tǒng)采用光學(xué)智能動(dòng)作捕捉設(shè)備、紅外與灰度相機(jī)結(jié)合的技術(shù)方案，通過內(nèi)置智能算法分析關(guān)節(jié)的多種運(yùn)動(dòng)參量，作為功能定量評(píng)估的標(biāo)準(zhǔn)，采用健手建模、患手評(píng)估的定量化自對(duì)比。

本研究原計(jì)劃對(duì)32例腦卒中患者行10個(gè)動(dòng)作評(píng)估，但測(cè)試過程中患者由于疲勞，難以完成全部10個(gè)動(dòng)作等原因，最終選取17例患者的4個(gè)可在一定程度上代表手和腕功能的動(dòng)作進(jìn)行分析。

大腦皮質(zhì)有發(fā)出運(yùn)動(dòng)指令和調(diào)節(jié)運(yùn)動(dòng)的作用[15]，外周神經(jīng)也會(huì)實(shí)時(shí)將信息反饋回大腦[16]。正常大腦左右半球處于相互平衡、經(jīng)胼胝體聯(lián)系并相互抑制當(dāng)中[17]。腦卒中患者一側(cè)半球受損，可致雙側(cè)半球興奮性改變[18]，受損腦區(qū)受到健側(cè)腦區(qū)抑制[19]，使左右肢體、上下肢體活動(dòng)不協(xié)調(diào)?；颊咴谶M(jìn)行上肢功能活動(dòng)時(shí)，會(huì)明顯表現(xiàn)為患側(cè)活動(dòng)能力降低。

上肢痙攣模式的控制對(duì)下肢運(yùn)動(dòng)功能恢復(fù)有一定的促進(jìn)作用，可能存在不同腦區(qū)之間相互影響、相互促進(jìn)的內(nèi)在網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系[20]。腦卒中后半年，由于高級(jí)中樞的受損，低級(jí)運(yùn)動(dòng)中樞失去高位抑制，約1/2患者肌張力明顯增高[21]，患者無法隨意控制肌肉活動(dòng)，而表現(xiàn)為固定模式的共同運(yùn)動(dòng)，如上肢屈肌共同運(yùn)動(dòng)[22]和下肢伸肌共同運(yùn)動(dòng)。

多維系統(tǒng)采用患側(cè)占健側(cè)關(guān)節(jié)活動(dòng)度百分比的方法，不僅可以在一定程度上避免雙側(cè)肢體不平衡造成的影響，而且考慮到個(gè)體之間的差異，自對(duì)比使結(jié)果具有個(gè)體間的可比性。今后隨著研究展開，可對(duì)患者進(jìn)行動(dòng)態(tài)評(píng)估，觀察其細(xì)微變化，指導(dǎo)康復(fù)治療，也增強(qiáng)患者和家屬的信心。

目前臨床用于上肢和手功能的評(píng)估方法還有諸如：肌電圖[23]可測(cè)量運(yùn)動(dòng)時(shí)肌肉電活動(dòng)，但穩(wěn)定性差，易受外界干擾；功能性磁共振[24]可檢查大腦相關(guān)腦區(qū)血流，但價(jià)格較高，使用不便利；經(jīng)顱多普勒超聲[25]檢測(cè)顱內(nèi)血流情況，但對(duì)操作者有一定要求；等速肌力測(cè)試[26]可評(píng)估肌力，但造價(jià)較高且對(duì)操作者有一定要求。多維視覺手功能定量評(píng)估系統(tǒng)主要針對(duì)手和腕關(guān)節(jié)主動(dòng)活動(dòng)進(jìn)行關(guān)節(jié)活動(dòng)度測(cè)量，操作簡(jiǎn)單，經(jīng)簡(jiǎn)單培訓(xùn)即可熟練使用，數(shù)據(jù)可自動(dòng)生成。

本研究存在以下不足。①系統(tǒng)仍不夠成熟，各動(dòng)作有待進(jìn)一步完善；②樣本量不足，無法進(jìn)行更詳細(xì)的數(shù)據(jù)分析；③僅是一次性評(píng)估，而多維系統(tǒng)在動(dòng)態(tài)評(píng)估時(shí)意義更大。

進(jìn)一步研究將增加評(píng)估手功能的動(dòng)作，對(duì)手功能進(jìn)行全方位評(píng)估；利用攝像頭捕捉手部運(yùn)動(dòng)的速度和加速度，甚至可進(jìn)一步通過內(nèi)置透明球狀、柱狀物體，進(jìn)行握力、捏力評(píng)估。

目前已有華山醫(yī)院總院、華山醫(yī)院靜安分院、陜西省康復(fù)醫(yī)院和新疆第一康復(fù)醫(yī)院等使用多維視覺手功能康復(fù)評(píng)估系統(tǒng)，各醫(yī)院采集的數(shù)據(jù)可上傳到云平臺(tái)，從而獲得不同人群手功能定量評(píng)估大數(shù)據(jù)，進(jìn)行有效數(shù)據(jù)分類、分析。隨著更多數(shù)據(jù)的累積，多維視覺手功能康復(fù)評(píng)估系統(tǒng)將能指導(dǎo)臨床康復(fù)訓(xùn)練。