下肢步行機(jī)器人對C-D級(jí)脊髓損傷腓腸肌羽狀角的影響

石芝喜 黃凱榮 蔡 朋 劉明檢 李芳鑫

( 廣東省工傷康復(fù)醫(yī)院 ， 廣東 廣州 510970 )

眾所周知，不完全性脊髓損傷患者，最明顯的功能障礙是步行能力，由于這類病人大部分雙下肢均殘存有部分肌肉力量；因此，在患者物理治療的過程中，步行及步態(tài)的訓(xùn)練也占據(jù)了相當(dāng)大的比重，但大多數(shù)因?yàn)榇嬖诩∪饬α咳?、肌張力過高、脊髓反射活躍等因素的影響，導(dǎo)致無法步行或步態(tài)的異常[1]。而Locomat下肢機(jī)器人用于脊髓損傷患者步行功能訓(xùn)練已得到較為廣泛的使用，可提高C-D級(jí)脊髓損傷患者的下肢肌力也已得到證實(shí)[2-13]，為了使治療效果的評估指標(biāo)更加客觀化。本研究通過肌骨超聲測量小腿三頭肌羽狀角在Locomat下肢機(jī)器人康復(fù)治療前后的變化，旨在探討下肢步行機(jī)器人對不完全性脊髓損傷病人的臨床價(jià)值。報(bào)告如下。

臨床資料

1 一般資料：病人來源于2017年1月-2018年5月在我院住院，符合入選標(biāo)準(zhǔn)的頸段、胸段C-D級(jí)脊髓損傷患者31例,采用隨機(jī)的法分為觀察組和對照組。入選標(biāo)準(zhǔn)：所有病例經(jīng)CT或MRI檢查，臨床診斷為脊髓損傷并符合脊髓損傷神經(jīng)學(xué)分類國際標(biāo)準(zhǔn)(2011年修訂版)中C及D級(jí)的診斷標(biāo)準(zhǔn)[14]，并且達(dá)到下列條件：(1)病程1-6個(gè)月以內(nèi)；(2)脊柱骨折處內(nèi)固定良好，神經(jīng)病學(xué)體征無明顯進(jìn)展；(3)損傷平面以下肌群肌張力≤2級(jí)(改良Ashworth量表)；(4)選取平面：頸段(C5、C6、C7)、胸段(T9、T10、T11)?；颊咛蕹龢?biāo)準(zhǔn)包括：(1)血壓控制不穩(wěn)定、嚴(yán)重的心肺疾病、血栓性疾病及嚴(yán)重的骨質(zhì)疏松等；(2)有出血傾向疾??；(3)下肢存在外傷未愈、骨折不穩(wěn)定；(4)認(rèn)知障礙無法配合治療者；(5)體質(zhì)量超過135kg，超過下肢步行機(jī)器人負(fù)荷；(6)明顯雙下肢不等長等。分組：入組患者共31例，觀察組15例，男10例，女5例，平均病程(5.7±2.61)，平均年齡(35.11±8.27)歲，其中，C級(jí)脊髓損傷14例，D級(jí)1例；對照組16例，男12例，女4例，平均病程(6.2±3.16)，平均年齡(35.96±7.75)歲，C級(jí)脊髓損傷13例，D級(jí)3例；2組患者上述資料經(jīng)統(tǒng)計(jì)比較，差異無顯著性(P>0.05)。

2 訓(xùn)練方法：2組患者的訓(xùn)練均由有經(jīng)驗(yàn)的物理治療師執(zhí)行，每天訓(xùn)練總時(shí)間均為70分鐘，每周5天，總共持續(xù)訓(xùn)練8周時(shí)間，其中，觀察組進(jìn)行每天1次，每周5次，每次40分鐘的步行機(jī)器人訓(xùn)練，步行機(jī)器人調(diào)節(jié)治療強(qiáng)度為35%-70%的減重水平，70%-100%的引導(dǎo)力，設(shè)置跑臺(tái)初始速度為1.2-1.7km/h,設(shè)定髖關(guān)節(jié)活動(dòng)范圍為45°，膝關(guān)節(jié)活動(dòng)范圍45°，調(diào)節(jié)系數(shù)范圍0.2-0.7。除此之外，還輔以其它的運(yùn)動(dòng)治療，如轉(zhuǎn)移、平衡訓(xùn)練等，但不給予小腿三頭肌肌力及傳統(tǒng)的步行、步態(tài)訓(xùn)練，上述治療加機(jī)器人訓(xùn)練的總時(shí)間約70分鐘。對照組每天進(jìn)行常規(guī)運(yùn)動(dòng) 治療內(nèi)容包括肌力訓(xùn)練、牽伸訓(xùn)練、平衡能力訓(xùn)練、站立訓(xùn)練、步態(tài)訓(xùn)練及轉(zhuǎn)移等等。(1)肌力訓(xùn)練：①對于肌力為1級(jí)的薄弱肌群，采用神經(jīng)肌肉電刺激聯(lián)合主動(dòng)用力的方式進(jìn)行訓(xùn)練，12-15次/組，3組/d，每周6天；②1+，2-，2，2+級(jí)薄弱肌群借助懸吊網(wǎng)架進(jìn)行減重肌力訓(xùn)練，12RM/次/組，3組/d，每周6天；③3級(jí)及其以上肌群采用漸進(jìn)式抗阻訓(xùn)練(借助沙袋、彈力帶或徒手抗阻)，12RM/次/組，共3組/d，每周6天。(2)牽伸訓(xùn)練：上下肢及軀干各攣縮肌群(髂腰肌、股四頭肌等)，每塊目標(biāo)肌群牽伸持續(xù)時(shí)間15分鐘。(3)平衡訓(xùn)練：①坐位平衡訓(xùn)練。重點(diǎn)加強(qiáng)前后、左右移動(dòng)軀干來調(diào)節(jié)重心位置并囑其努力維持平衡，待患者掌握該技巧后，囑患者進(jìn)行雙上肢的簡單活動(dòng)，如雙上肢小范圍前屈、外展等，逐漸增加移動(dòng)幅度和范圍，10-15min/d。②站立平衡訓(xùn)練。站立位下，借助姿勢矯正鏡，囑患者努力維持平衡，當(dāng)患者穩(wěn)定后，囑其進(jìn)行身體重心的前后左右轉(zhuǎn)移訓(xùn)練，或拋接球訓(xùn)練，循序漸進(jìn)逐漸增加重心轉(zhuǎn)移范圍及拋接球的重量，10min/d。(4)轉(zhuǎn)移訓(xùn)練：①轉(zhuǎn)移所需肌群的力量強(qiáng)化訓(xùn)練：長坐位及端坐位借助支撐器進(jìn)行臀部抬離床面動(dòng)作的訓(xùn)練，循序漸進(jìn)逐漸增加抬離的高度，5min/d；②轉(zhuǎn)移所需技能的訓(xùn)練：治療師講解、指導(dǎo)并示范床和輪椅間轉(zhuǎn)移的動(dòng)作要領(lǐng)，囑患者重復(fù)練習(xí)，直至掌握，20min/d。(5)站立訓(xùn)練：①在平行杠內(nèi)，保護(hù)患者安全情況下，治療師指導(dǎo)其訓(xùn)練技巧及方法并示范該動(dòng)作要領(lǐng)，患者若完成有困難，給予患者部分輔助或調(diào)節(jié)坐位高度，循序漸進(jìn)，逐漸減少輔助量，直至患者能主動(dòng)完成坐位至站立位轉(zhuǎn)移,10min/d；②站立位下囑患者保持，借助姿勢矯正鏡囑患者進(jìn)行身體重心的前后及轉(zhuǎn)移訓(xùn)練，循序漸進(jìn)逐漸增加重心轉(zhuǎn)移范圍及程度；最后再進(jìn)行邁步訓(xùn)練，10min/d；③站立位下原地踏步訓(xùn)練，循序漸進(jìn)逐漸增加踏步速度及下肢抬高幅度，10min/d。(6)步行步態(tài)訓(xùn)練：①在平行杠內(nèi)，患者在平行杠保護(hù)下，并借助姿勢矯正鏡，囑患者進(jìn)行步行，步行時(shí)針對患者異常步態(tài)進(jìn)行提示、示范及演示，并針對步態(tài)相關(guān)薄弱肌群或關(guān)節(jié)活動(dòng)度等相關(guān)問題進(jìn)行針對性強(qiáng)化訓(xùn)練，10-15min/d；②循序漸進(jìn)，隨著患者在平行杠內(nèi)步行穩(wěn)定性提高逐漸進(jìn)展至助行架，雙肘拐，單肘拐及脫拐平地步行，在每階段步行過程中，先在平地安靜無人的環(huán)境下進(jìn)行訓(xùn)練，待患者步行能力改善后，逐漸進(jìn)展至有障礙物，行人，斜坡，樓梯等環(huán)境下進(jìn)行步行訓(xùn)練，并在訓(xùn)練中針對其步行距離及耐力進(jìn)行調(diào)整，15min/d。

3 評定標(biāo)準(zhǔn)：每位患者在入組時(shí)由同一位物理治療師進(jìn)行超聲羽狀角測量，小腿三頭肌的肌肉圍度、10米步行距離及6分鐘步行時(shí)間的測量。

4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析：對2組患者所收集的羽狀角、10米步行時(shí)間及6分鐘步行距離等數(shù)據(jù)用Excel軟件輸入，并分別進(jìn)行治療前后組內(nèi)及組間對照，數(shù)據(jù)用SPSS17.0統(tǒng)計(jì)軟件分析，采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)進(jìn)行組間數(shù)據(jù)分析，采用配對t檢驗(yàn)對2組訓(xùn)練前后數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。設(shè)P<0.05為差異有顯著性。

5 結(jié)果

5.1 2組間雙側(cè)腓腸肌靜態(tài)下羽狀角的評分結(jié)果對比：治療前觀察組和對照組患者雙側(cè)腓腸肌靜態(tài)下羽狀角的評分的數(shù)值差異無顯著性(P>0.05)，治療后，2組患者的羽狀角度均有增加，訓(xùn)練前后評分差異具有顯著性(P<0.05)，而對2組間的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較發(fā)現(xiàn)，觀察組較對照組羽狀角度增大明顯，差異具有顯著性(P<0.05)，詳見表1。

表1 2組雙側(cè)腓腸肌靜態(tài)下羽狀角的比較

注：與組內(nèi)治療前比較aP<0.05；與對照組組間比較bP<0.05。

5.2 2組間雙側(cè)腓腸肌靜態(tài)下羽狀角的評分結(jié)果對比：治療前觀察組和對照組患者雙側(cè)腓腸肌抗阻下羽狀角的評分的數(shù)值差異無顯著性(P>0.05)，經(jīng)過8周訓(xùn)練后，2組患者的的羽狀角度均有增大，訓(xùn)練前后的評分差異具有顯著性(P<0.05)，而對2組間的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較發(fā)現(xiàn)，觀察組較對照組羽狀角度增大明顯，差異具有顯著性(P<0.05)，詳見表2。

表2 2組雙側(cè)腓腸肌抗阻下羽狀角的比較

注：與組內(nèi)治療前比較aP<0.05；與對照組組間比較bP<0.05。

5.3 2組間步行能力的評分結(jié)果對比：治療前觀察組和對照組患者6分鐘步行距離及10米步行時(shí)間的評分的數(shù)值差異無顯著性(P>0.05)，經(jīng)過8周訓(xùn)練后，2組患者的6分鐘步行距離均有增加，10米步行時(shí)間也有縮短，訓(xùn)練前后的評分差異具有顯著性(P<0.05)，而對2組間的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較發(fā)現(xiàn)，觀察組較對照組進(jìn)步較為明顯，差異具有顯著性(P<0.05)，詳見表3。

表3 2組步行能力的比較

注：與組內(nèi)治療前比較aP<0.05；與對照組組間比較bP<0.05。

討 論

不完全性脊髓損傷患者，影響其步行及步態(tài)有效性的主要原因多數(shù)在于患者殘存肌肉力量不足、肌張力過高或活躍的脊髓反射影響，而上述這些影響也一直困擾著不完全性脊髓損傷物理治療的進(jìn)展，但隨著科技的發(fā)展，特別是下肢步行機(jī)器人的發(fā)展，使得不完全性脊髓損傷的步行康復(fù)有了新的方法。近幾年，關(guān)于下肢步行機(jī)器人的應(yīng)用研究也如雨后春筍般發(fā)展，目前國內(nèi)也已有較多的研究關(guān)注于下肢步行機(jī)器人對脊髓損傷甚至于腦卒中后的康復(fù)療效包括步行功能的研究，Locomat下肢機(jī)器人用于脊髓損傷患者步行功能訓(xùn)練已得到較為廣泛的使用，可提高C-D級(jí)脊髓損傷患者的下肢肌力[1-11]，但目前對于治療效果的評估使用的指標(biāo)仍不夠客觀，如徒手的肌力評估、痙攣量表評估及日常生活活動(dòng)能力評估量表等，其結(jié)果還比較主觀[12]，而肌肉纖維插入羽狀骨骼肌肌腱的角度是決定肌肉功能的重要特征，羽狀肌肉相比相同成分和同體積的縱向纖維，允許更多的肌纖維平行排列，增加收縮力量潛力。肌肉收縮時(shí)羽狀角度數(shù)改變，因此，羽狀角是可以用于比較肌肉在不同時(shí)刻產(chǎn)生的力量。肌骨超聲被作為活體的測量工具，可以測量羽狀角在不同時(shí)刻的角度變化[13]。通過超聲測量羽狀角的方法在近年來得到快速發(fā)展，被國內(nèi)外證明是一種客觀及可靠的測量方法。研究結(jié)果表明，超聲圖像中測量羽狀角的方法具有很高的可靠性[15-17]。從上述研究結(jié)果顯示，治療前 2組患者腓腸肌靜態(tài)及抗阻羽狀角、10米步行時(shí)間及6分鐘步行距離評分比較，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)， 治療后，2組患者小腿三頭肌內(nèi)外側(cè)頭羽狀角、10米步行時(shí)間及6分鐘步行距離評分均較組內(nèi)治療前改善(P<0.05)，觀察組小腿三頭肌內(nèi)外側(cè)頭羽狀角、6分鐘步行距離評分均高于對照組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，10米步行時(shí)間觀察組少于對照組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。同時(shí)，2組患者中觀察組略優(yōu)于對照組，其原因可能在于Lokomat下肢步行機(jī)器人通過提供一個(gè)模擬正常步態(tài)的訓(xùn)練環(huán)境，在早期病人肌肉力量不足時(shí)即可進(jìn)行步行訓(xùn)練，這也是常規(guī)訓(xùn)練所不能達(dá)到的，同時(shí)，再進(jìn)行步行機(jī)器人訓(xùn)練時(shí)，機(jī)器人還可以對患者下肢的引導(dǎo)力、阻力、擺動(dòng)速度、減重量及步行時(shí)下肢關(guān)節(jié)的活動(dòng)度進(jìn)行個(gè)性化的調(diào)整等，而對對照組患者在同等條件下，在肌肉力量特別是與步行相關(guān)的肌肉力量不足時(shí)，僅能先通過基礎(chǔ)的訓(xùn)練，提高肌力，待達(dá)到步行條件時(shí)，方開始進(jìn)行相應(yīng)步行訓(xùn)練。步行機(jī)器人雖然有著上述描述的一些優(yōu)勢，但仍然缺乏大樣本量的、運(yùn)動(dòng)處方的等方面的進(jìn)一步深入的研究，所以，步行機(jī)器人訓(xùn)練在脊髓損傷領(lǐng)域的研究也仍有許多值得進(jìn)一步探索。

結(jié)論：不管是傳統(tǒng)的康復(fù)訓(xùn)練還是Lokomat下肢步行機(jī)器人訓(xùn)練，均可對小腿三頭肌的羽狀角增大及改善步行能力有作用，同時(shí)，Lokomat下肢步行機(jī)器人訓(xùn)練能更好的增加C-D級(jí)脊髓損傷腓腸肌羽狀角并改善步行能力。

入院時(shí)(左內(nèi)抗)

出院時(shí)(左內(nèi)抗)

出院時(shí)(左內(nèi)靜)

入院時(shí)(左內(nèi)靜)