下肢康復(fù)機(jī)器人訓(xùn)練對(duì)腦卒中患者運(yùn)動(dòng)及平衡功能的影響

吳志遠(yuǎn)，李坤彬*，婁書(shū)偉，姚先麗，孫平鴿，李小杏

1 鄭州大學(xué)附屬鄭州中心醫(yī)院，河南 鄭州450006；

2 鄭州澍青醫(yī)學(xué)高等專(zhuān)科學(xué)校，河南 鄭州450064

腦卒中（cerebral stroke，CS）引起的肢體運(yùn)動(dòng)功能、神經(jīng)功能障礙等后遺癥，嚴(yán)重?fù)p害患者自理能力，降低日常生活質(zhì)量［1-2］。據(jù)統(tǒng)計(jì)，腦卒中病死率達(dá)10%～30%，致殘率則高達(dá)60%～70%，我國(guó)每年新發(fā)CS 約200 萬(wàn)人，而目前總存活數(shù)達(dá)600～700 萬(wàn)人，其中有下肢功能障礙的患者約占總存活數(shù)的80%［3-4］。 臨床常通過(guò)各種形式的康復(fù)訓(xùn)練，促進(jìn)下肢運(yùn)動(dòng)功能恢復(fù)［5］。其中，步行訓(xùn)練是促進(jìn)下肢運(yùn)動(dòng)功能恢復(fù)的重要康復(fù)方法之一，但由于訓(xùn)練時(shí)步幅、步行速度掌握難度較高，患肢體感較差，缺乏穩(wěn)定感，需進(jìn)行人工輔助，這會(huì)耗費(fèi)輔助人員大量體力，且較難糾正患者步幅系統(tǒng)。 近年來(lái)，機(jī)器人康復(fù)系統(tǒng)在下肢功能康復(fù)中的應(yīng)用逐漸增多，然而與傳統(tǒng)人工輔助步行訓(xùn)練對(duì)比，下肢康復(fù)機(jī)器人的安全性、有效性上尚無(wú)統(tǒng)一定論［6-7］。本研究基于常規(guī)康復(fù)治療對(duì)CS 患者實(shí)施下肢機(jī)器人康復(fù)訓(xùn)練，觀察其對(duì)CS 患者運(yùn)動(dòng)及平衡功能的影響，現(xiàn)報(bào)告如下。

1 臨床資料

1.1 病例選擇標(biāo)準(zhǔn)

1.1.1 診斷標(biāo)準(zhǔn) 符合《各類(lèi)腦血管疾病診斷要點(diǎn)》中CS 診斷標(biāo)準(zhǔn)［8］。

1.1.2 納入標(biāo)準(zhǔn) ①符合上述診斷標(biāo)準(zhǔn)，并經(jīng)頭顱CT 或MRI 檢查確診；②首次發(fā)?。虎勰挲g：30～70 歲；④病程：14～90 d；⑤單側(cè)肢體癱瘓；⑥神志清、生命體征平穩(wěn)，無(wú)聽(tīng)力、理解障礙；⑦無(wú)嚴(yán)重的感染、心臟病及其他神經(jīng)系統(tǒng)疾病；⑧患者及家屬自愿簽署知情同意書(shū)。

1.1.3 排除標(biāo)準(zhǔn) ①合并有嚴(yán)重的急慢性心瓣膜病、心肌病及其他器質(zhì)性心臟?。虎诤喜⑵渌绊懴轮δ艿募膊?，如骨關(guān)節(jié)病、骨折等；③合并有嚴(yán)重的感染、呼吸衰竭、腎衰竭或癌癥等其他器官的器質(zhì)性病變；④伴有精神、聽(tīng)力、言語(yǔ)、認(rèn)知等功能障礙；⑤因顱腦創(chuàng)傷及其他神經(jīng)系統(tǒng)疾病造成的偏癱；⑥精神病。

1.1.4 中止和脫落標(biāo)準(zhǔn) ①治療依從性不強(qiáng)，治療有效性、安全性受影響；②治療過(guò)程中，病情加重或新發(fā)其他疾病不適合繼續(xù)觀察；③因轉(zhuǎn)院等個(gè)人原因無(wú)法完成全程觀察。

1.2 一般資料

選取于2017 年1 月—2018 年7 月在鄭州大學(xué)附屬鄭州中心醫(yī)院康復(fù)醫(yī)學(xué)部住院的CS 患者123例。 按入院先后順序采用信封隨機(jī)分配法分為對(duì)照組和觀察組，每組分別60 例、63 例。 其中，觀察組1例因康復(fù)依從性差、2 例因個(gè)人原因無(wú)法繼續(xù)觀察而脫落，最終納入60 例。2 組性別、年齡、病程、疾病類(lèi)型、患側(cè)等一般資料比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），具有可比性。 見(jiàn)表1。 本研究嚴(yán)格遵守《世界醫(yī)學(xué)會(huì)赫爾辛基宣言》關(guān)于臨床試驗(yàn)的倫理相關(guān)要求，并經(jīng)過(guò)鄭州市中心醫(yī)院倫理委員會(huì)審批通過(guò)。

表1 2 組一般資料比較（±s）Table 1 Comparison of general data between two groups （±s）

表1 2 組一般資料比較（±s）Table 1 Comparison of general data between two groups （±s）

組別對(duì)照組觀察組n 60 60疾病類(lèi)型男女32 35性別 患側(cè)左側(cè)18 13 28 25年齡／歲53.28±10.91 52.64±10.76病程／d 21.33±5.94 20.85±5.71腦出血17 14腦梗死43 46右側(cè)42 47

2 方 法

2.1 治療方法

2 組均予以基礎(chǔ)的腦血管病二級(jí)預(yù)防藥物治療，如抗血小板聚集、調(diào)脂穩(wěn)定斑塊、穩(wěn)定血壓及血糖等。

2.1.1 對(duì)照組 只進(jìn)行常規(guī)康復(fù)訓(xùn)練，包括運(yùn)動(dòng)療法、作業(yè)療法、物理因子療法、針灸等，以神經(jīng)發(fā)育療法（Bobath 技術(shù)）、本體感覺(jué)神經(jīng)肌肉促進(jìn)（proprioceptive neuromuscular facilitation，PNF）技術(shù)、多感覺(jué)刺激療法（Rood 技術(shù)）、腦損傷后運(yùn)動(dòng)功能障礙療法（Brunnstrom 技術(shù)）等神經(jīng)促通康復(fù)治療為主。此外，進(jìn)行被動(dòng)活動(dòng)關(guān)節(jié)訓(xùn)練、踝背屈功能訓(xùn)練、平衡訓(xùn)練、步態(tài)訓(xùn)練和軀干肌、髖關(guān)節(jié)、膝關(guān)節(jié)控制訓(xùn)練等，30 min／次，1 次／d，每周訓(xùn)練5 次，共持續(xù)8 周。

2.1.2 觀察組 在對(duì)照組基礎(chǔ)上使用下肢康復(fù)機(jī)器人（廣州一康醫(yī)療設(shè)備實(shí)業(yè)有限公司）輔助康復(fù)訓(xùn)練。 操作流程：（1）測(cè)量受試者雙側(cè)腿長(zhǎng)，根據(jù)腿長(zhǎng)調(diào)節(jié)外骨骼架固定裝置及綁帶尺寸，將外骨骼架與受試者下肢固定，打開(kāi)啟動(dòng)開(kāi)關(guān)，同時(shí)告知患者放松下肢，隨外骨骼架運(yùn)動(dòng)擺動(dòng)下肢，預(yù)熱并熟悉1 min；（2）進(jìn)入操作界面，根據(jù)患者身體狀況選擇站立角度、踏步模式、左／右腿活動(dòng)范圍，設(shè)置步頻為20～30 步／min。 治療頻率為30 min／次，1 次／d，每周5天，共持續(xù)8 周。

2.2 觀察指標(biāo)

2.2.1 步速、步頻及左右步幅差測(cè)量 采用步態(tài)分析系統(tǒng)（江蘇德長(zhǎng)醫(yī)療科技有限公司）測(cè)量2 組治療前后的步速、步頻及左右步幅差。

2.2.2 平衡功能評(píng)定 采用Berg 平衡量表（Berg balance scale，BBS）［9］評(píng)估患者的平衡能力。 該量表評(píng)分項(xiàng)目共14 項(xiàng)，每項(xiàng)評(píng)分0～4 分，總分56 分。0 分：無(wú)法完成動(dòng)作；4 分：正常完成動(dòng)作。 評(píng)分越高，平衡能力越強(qiáng)。

2.2.3 下肢運(yùn)動(dòng)功能評(píng)定 采用簡(jiǎn)式Fugl-Meyer功能量表（Fugl-Meyer motor assessment，F(xiàn)MA）［10］評(píng)估患者下肢運(yùn)動(dòng)功能。該量表總分34 分，評(píng)分越高，運(yùn)動(dòng)功能越健全。

2.2.4 神經(jīng)功能缺損程度評(píng)定 采用美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院卒中量表（National institute of health stroke scale，NIHSS）［11］評(píng)估患者神經(jīng)功能缺損程度。 評(píng)分越低，神經(jīng)功能缺損越輕。

于治療前、治療4 周、8 周后分別對(duì)2 組進(jìn)行BBS、FMA、NIHSS 評(píng)分，于治療8 周后測(cè)量2 組步速、步頻及左右步幅差。

2.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

采用SPSS 22.0 統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，計(jì)數(shù)資料采用χ2檢驗(yàn)；計(jì)量資料符合正態(tài)分布以（±s）表示，組內(nèi)比較采用重復(fù)測(cè)量方差分析，組間比較采用兩獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)。P＜0.05 表示差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

3 結(jié) 果

3.1 2 組治療前后步速、步頻、左右步幅差比較

見(jiàn)表2。

表2 2 組步速、步頻、左右步幅差比較（±s）Table 2 Comparison of step speed，step frequency，left and right step amplitude difference between two groups （±s）

表2 2 組步速、步頻、左右步幅差比較（±s）Table 2 Comparison of step speed，step frequency，left and right step amplitude difference between two groups （±s）

注：與治療前比較，1） P＜0.05；與對(duì)照組比較，2） P＜0.05。Note: Compared with before treatment, 1) P＜0.05; Compared with the control group, 2) P＜0.05.

組別對(duì)照組觀察組n 60 60步頻／（步／min）治療前6.03±1.32 5.79±1.47步速／（m／min） 左右步幅差／cm治療前8.02±2.14 8.65±2.38治療后12.30±4.311）16.17±5.481）2）治療前18.15±3.78 17.62±3.69治療后24.79±4.811）29.43±5.661）2）治療后5.67±1.541）4.41±1.291）2）

3.2 2 組BBS、FMA、NIHSS 評(píng)分比較

見(jiàn)表3。

表3 2 組治療前后BBS、FMA、NIHSS 評(píng)分比較（±s）Table 3 Comparison of BBS, FMA and NIHSS scores before and after treatment between two groups （±s）

表3 2 組治療前后BBS、FMA、NIHSS 評(píng)分比較（±s）Table 3 Comparison of BBS, FMA and NIHSS scores before and after treatment between two groups （±s）

注：與治療前比較，1） P＜0.05；與對(duì)照組同一時(shí)間點(diǎn)比較，2） P＜0.05；與治療4 周后比較，3） P＜0.05。Note: Compared with before treatment, 1) P＜0.05; Compared with the control group at the same time, 2) P＜0.05; Compared with after treatment for four weeks, 3) P＜0.05.

BBS 評(píng)分12.15±5.46 24.16±3.911）43.51±2.691）3）11.42±5.33 26.79±3.741）2）47.63±2.181）2）3）組別n對(duì)照組60觀察組60時(shí)間治療前治療4 周后治療8 周后治療前治療4 周后治療8 周后FMA 評(píng)分15.83±6.92 19.07±6.711）23.49±6.111）3）15.16±7.08 22.46±6.541）2）26.73±5.841）2）3）NIHSS 評(píng)分13.48±4.53 10.82±3.801）8.93±2.941）3）12.87±4.46 9.36±3.611）2）6.49±2.381）2）3）

4 討 論

4.1 下肢康復(fù)機(jī)器人訓(xùn)練可有效改善腦卒中患者下肢運(yùn)動(dòng)功能

腦卒中后下肢運(yùn)動(dòng)功能障礙患者常主動(dòng)屈髖、屈膝、踝背屈等能力受限，步態(tài)、平衡能力異常，行走、轉(zhuǎn)移、上下樓梯等能力受到嚴(yán)重影響。 其主要原因在于上運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元損傷，使被抑制的運(yùn)動(dòng)反射釋放，導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)模式異常。 而步行訓(xùn)練使患者因重復(fù)性模擬地面自然行走并獲得正確的本體感覺(jué)及外部感覺(jué)反饋［12－13］，有助于促進(jìn)步行功能的恢復(fù)，是下肢功能障礙的重要康復(fù)方法之一。 但這種訓(xùn)練模式需要人工輔助，它會(huì)大量消耗輔助人員體力，且隨著訓(xùn)練時(shí)間延長(zhǎng)，訓(xùn)練效果逐漸降低，難以滿(mǎn)足高強(qiáng)度、重復(fù)性訓(xùn)練要求［14－15］。

下肢康復(fù)機(jī)器人輔助訓(xùn)練系統(tǒng)在臨床康復(fù)中的作用突出，受到廣泛關(guān)注。 有研究發(fā)現(xiàn)下肢康復(fù)機(jī)器人結(jié)合常規(guī)康復(fù)治療腦卒中偏癱患者，可增強(qiáng)患者下肢肌力，減輕運(yùn)動(dòng)功能障礙［16-17］。本研究采用下肢康復(fù)機(jī)器人的步態(tài)訓(xùn)練與評(píng)估系統(tǒng)，通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬正常人步態(tài)，協(xié)助腦卒中患者進(jìn)行康復(fù)訓(xùn)練。研究結(jié)果顯示：與治療前比較，2 組治療8 周后的步速、步頻明顯增加，左右步幅差明顯減少，觀察組治療8 周后步速和步頻明顯高于對(duì)照組、左右步幅差明顯低于對(duì)照組；2 組治療4、8 周后的BBS 評(píng)分、FMA 評(píng)分明顯增加，NIHSS 評(píng)分明顯降低，觀察組治療后同一時(shí)間點(diǎn)BBS 評(píng)分、FMA 評(píng)分明顯高于對(duì)照組，NIHSS 評(píng)分明顯低于對(duì)照組。 這提示下肢康復(fù)機(jī)器人訓(xùn)練能通過(guò)鍛煉腦卒中患者下肢肌肉，促進(jìn)神經(jīng)系統(tǒng)恢復(fù)，提高平衡功能，改善其步行能力。 本研究所使用的下肢康復(fù)機(jī)器人可根據(jù)所選模式自主設(shè)定踝關(guān)節(jié)扭力、下肢關(guān)節(jié)屈伸角度、治療時(shí)間、角速度、保持時(shí)間等參數(shù)，合理設(shè)定有針對(duì)性的治療方案［18-19］。此外，還可根據(jù)患者訓(xùn)練狀態(tài)調(diào)節(jié)踝關(guān)節(jié)扭力、關(guān)節(jié)活動(dòng)度、關(guān)節(jié)偏移范圍等，使運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練符合患者生理需要，增強(qiáng)下肢伸肌協(xié)同運(yùn)動(dòng)，糾正異常運(yùn)動(dòng)模式所致足內(nèi)翻、下垂等。 下肢康復(fù)機(jī)器人可帶動(dòng)患者偏癱肢體進(jìn)行重復(fù)性運(yùn)動(dòng)，反復(fù)刺激運(yùn)動(dòng)神經(jīng)，重建運(yùn)動(dòng)神經(jīng)系統(tǒng)，促進(jìn)下肢運(yùn)動(dòng)功能恢復(fù)。 其原因可能如下：（1）下肢康復(fù)機(jī)器人訓(xùn)練可增強(qiáng)腘繩肌、股四頭肌肌力，提高關(guān)節(jié)穩(wěn)定性；（2）下肢康復(fù)機(jī)器人訓(xùn)練可使患者身體重心處于中線附近，優(yōu)化身體對(duì)線對(duì)位，保持軀干運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定；（3）下肢康復(fù)機(jī)器人訓(xùn)練可刺激下肢肌肉、肌腱、關(guān)節(jié)的本體感受器，恢復(fù)本體感覺(jué)，使患者持續(xù)學(xué)習(xí)步行，改善步行能力。

4.2 下肢康復(fù)機(jī)器人訓(xùn)練可有效改善腦卒中患者平衡功能

有研究指出腦卒中患者可能出現(xiàn)感覺(jué)或運(yùn)動(dòng)傳導(dǎo)通路障礙，造成肌力、肌張力異常，損害運(yùn)動(dòng)控制功能，影響機(jī)體平衡能力［20-21］。大腦可塑性是運(yùn)動(dòng)再學(xué)習(xí)的理論基礎(chǔ)。 通過(guò)特定、重復(fù)的訓(xùn)練活動(dòng)可使皮質(zhì)中樞接受反復(fù)刺激，學(xué)習(xí)并存儲(chǔ)正確的運(yùn)動(dòng)模式，從而重建腦功能。 康復(fù)訓(xùn)練能夠?yàn)樯窠?jīng)元再生重塑創(chuàng)造良好的環(huán)境［22-23］。 下肢康復(fù)機(jī)器人訓(xùn)練在增加訓(xùn)練密度，保持康復(fù)訓(xùn)練的穩(wěn)定性、科學(xué)性方面有著天然的優(yōu)勢(shì)。 通過(guò)正確的步行模式及感覺(jué)輸入，促使皮質(zhì)中樞形成正確的運(yùn)動(dòng)記憶，從而促進(jìn)中樞神經(jīng)功能重建［24-25］。此外，下肢康復(fù)機(jī)器人訓(xùn)練還可強(qiáng)化肌肉組織蠕變、肌梭傳入率，緩解痙攣。腦功能的重建又可促進(jìn)肢體運(yùn)動(dòng)功能恢復(fù)，增強(qiáng)步行能力，二者形成一個(gè)良性循環(huán)，加快腦功能及肢體運(yùn)動(dòng)功能恢復(fù)［26－27］。研究結(jié)果提示，基于常規(guī)康復(fù)的下肢機(jī)器人康復(fù)訓(xùn)練應(yīng)用于CS 患者，可減輕患者神經(jīng)功能缺損。 這與劉宣等［28］研究發(fā)現(xiàn)：多體位智能化下肢康復(fù)機(jī)器人訓(xùn)練可改善腦卒中偏癱患者大腦前動(dòng)脈、大腦中動(dòng)脈平均血流速度，降低下肢痙攣程度，減輕患者神經(jīng)功能缺損的結(jié)果一致。

5 小 結(jié)

在常規(guī)康復(fù)基礎(chǔ)上，應(yīng)用下肢康復(fù)機(jī)器人對(duì)CS后肢體功能障礙患者進(jìn)行康復(fù)訓(xùn)練，可減輕患者神經(jīng)功能缺損，促進(jìn)患者平衡能力、下肢運(yùn)動(dòng)功能恢復(fù)，改善患者步行能力。