上肢智能反饋訓練在顱腦外傷后認知功能障礙患者治療中的應用效果觀察

徐倩，翟佳佳，韓珍真，王梁，朱冬燕，郭冠蘭，黃志東

南通大學第二附屬醫(yī)院，江蘇南通226000

顱腦外傷是因暴力作用于頭部，導致顱骨、腦膜、腦血管和腦組織損傷，引起相關(guān)神經(jīng)功能障礙如意識水平降低、記憶缺失、運動感覺障礙等[1]。隨著我國交通運輸業(yè)、建筑行業(yè)高速發(fā)展及各種刺激性體育運動的出現(xiàn)，各種意外事故越來越多，顱腦外傷的發(fā)生率和致殘率也越來越高[2]。顱腦外傷患者術(shù)后大多病情比較穩(wěn)定，除軀體功能殘疾外，常伴有認知功能障礙[3]。認知功能障礙可嚴重阻礙患者康復治療進程，影響患者的日常生活和工作。近年來大量研究報道，上肢智能反饋訓練系統(tǒng)能顯著提高腦卒中患者的上肢功能及日常生活活動能力[4，5]。相關(guān)研究表明，上肢機器人訓練可提高腦卒中患者的認知功能[6，7]。也有研究認為，虛擬現(xiàn)實訓練可提高腦外傷患者的認知功能[8]，而對于上肢智能反饋訓練結(jié)合腦電仿生電刺激治療顱腦外傷后認知功能障礙的相關(guān)報道較少。因此，本研究觀察了上肢智能反饋訓練在顱腦外傷后認知功能障礙患者治療中的應用效果?，F(xiàn)報告如下。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 選擇2016年1月～2019年12月我院康復醫(yī)學科及神經(jīng)外科收治的50例顱腦外傷后認知功能障礙患者作為研究對象。入選標準：①經(jīng)頭顱CT或MRI證實為顱腦外傷；②年齡18～60歲，生命體征平穩(wěn)；③有認知功能障礙，簡易精神狀態(tài)量表(MMSE)評分文盲者<17分、小學文化者<20分、中學文化者<24分；④有一定的口語表達及理解能力；⑤已向患者和家屬說明本研究的目的并簽署知情同意書。排除標準：①有嚴重的心肺功能障礙，重要臟器功能減退或衰弱；②有嚴重的精神障礙或診斷為感覺性失語不能配合治療；③存在骨關(guān)節(jié)、肌肉等運動系統(tǒng)疾病。采用隨機數(shù)字表法將50例患者分為觀察組和對照組，每組25例。觀察組中，男14例、女11例，年齡(56.7±11.9)歲，中位病程1.5月，學歷為文盲3例、小學7例、初中15例。對照組中，男12例、女13例，年齡(58.0±8.2)歲，中位病程1.5月，學歷為文盲2例、小學9例、初中14例。兩組性別、年齡、病程、學歷資料差異無統(tǒng)計學意義(P均>0.05)。

1.2 治療方法 兩組均給予相同的常規(guī)治療，包括腦保護、營養(yǎng)神經(jīng)、改善腦代謝等臨床基礎(chǔ)治療，以及常規(guī)認知功能訓練。其中認知功能訓練根據(jù)MMSE評分結(jié)果個性化制定方案[6]。認知功能訓練內(nèi)容主要通過連線測驗訓練來訓練注意力；通過圖片、日常生活活動回憶來訓練記憶力；利用日期、地點訓練時間、空間定向；進行日常生活相關(guān)活動來訓練執(zhí)行力。每次治療20 min，1次/d，5次/周，連續(xù)治療8周。兩組均給予腦電仿生電刺激治療，采用蘇州好博醫(yī)療器械生產(chǎn)的HB520D治療儀：治療帽帶插頭連接線一側(cè)的治療頭置于頭部右側(cè)，兩最長連接線治療頭置于后枕部，其余平均分布在太陽穴、顳側(cè)耳上方及頭頂部，調(diào)整綁帶固定治療頭，以患者無不適感為度；采用單獨使用主極即腦電輸出進行治療，主極月牙形電極片放在兩耳后乳突處，處方選擇3，強度因人而異，由弱到強緩慢增加，以患者耐受為度；每次治療20 min，1次/d，5次/周，連續(xù)治療8周。觀察組上述治療基礎(chǔ)上輔以上肢智能反饋訓練，采用廣州一康醫(yī)療設(shè)備公司生產(chǎn)的A2上肢智能反饋訓練系統(tǒng)。該設(shè)備通過實時模擬人體上肢的運動，可在一、二、三維運動空間內(nèi)進行視頻游戲訓練。一維是單關(guān)節(jié)訓練，包括裝水、煎雞蛋、槍擊、賽車等；二維是多關(guān)節(jié)的協(xié)調(diào)訓練，包括摘蘋果、物品分類、識別顏色、智力找數(shù)等；三維是空間整體訓練，項目為擊球。操作方法：患者坐于治療椅上，肩部自然下垂，將手臂支架的肩關(guān)節(jié)裝置與患者肩關(guān)節(jié)保持齊平，將一側(cè)上肢置于支架上，調(diào)節(jié)手臂長度，調(diào)節(jié)上臂與前臂負重調(diào)節(jié)器，進入電腦操作界面系統(tǒng)評估，搜集最大關(guān)節(jié)活動范圍，選擇訓練模式、訓練項目及強度。每個項目10 min，每次訓練2個項目，左右手交替，每次訓練結(jié)束后，將成績與上次治療成績對比，逐漸調(diào)節(jié)游戲難度，1次/d,5次/周，連續(xù)治療8周。兩組在訓練時遵循循序漸進、因人而異的原則，密切觀察患者生命體征，如有心慌、氣短、大汗、惡心嘔吐等不適癥狀時，需停止鍛煉，并通知床位醫(yī)師，采取相應措施。

1.3 療效觀察評價方法 分別于治療前和治療8周后采用MMSE、洛文斯頓認知評定量表(LOTCA)評價認知功能，采用簡易上肢機能檢查方法(STEF)評價上肢功能，Barthel指數(shù)評定量表(BI)評價日常生活活動能力。MMSE對認知功能進行初篩[9]；LOTCA對認知功能的各方面進行詳細評定[10]，量表包含7個項目(定向、視知覺、空間知覺、動作運用、視運動組織、思維操作、注意力)，總分119分，得分越低則功能損害越大。STEF是通過手取物過程來完成全套檢查測試[11]，共分10項活動，每項分數(shù)為0～10分，花費時間越短，得分越高。BI總分100分，包括10個項目，分數(shù)越低則日常生活活動能力越差。

2 結(jié)果

對照組治療前后BI評分分別為(34.80±18.34)、(61.60±13.82)分，觀察組分別為(33.80±16.28)、(69.20±12.56)分。兩組治療前后MMSE、LOTCA、STEF評分比較見表1。治療前，兩組間評分差異無統(tǒng)計學意義，P均>0.05。治療后兩組MMSE、LOTCA、STEF、BI評分較治療前提高，且觀察組高于對照組(P均<0.05)；觀察組LOTCA評分中的空間知覺、思維操作、注意力單項評分高于對照組(P均<0.05)。詳見表1、2。

表1 兩組治療前后MMSE、LOTCA、STEF評分比較[分，M(QR)]

表2 兩組治療前后LOTCA評分中單項得分比較[分，M(QR)]

3 討論

顱腦外傷是經(jīng)濟發(fā)達國家年輕人死亡和殘疾的主要原因之一，其發(fā)病率位于我國各類創(chuàng)傷的第二位，僅次于肢體損傷[12]。顱腦損傷部位位于大腦皮質(zhì)、海馬、丘腦等區(qū)域時，損傷區(qū)域缺血、缺氧、腦細胞水腫，進而導致認知功能障礙[13]，其主要表現(xiàn)為記憶、注意、定向、抽象思維、執(zhí)行等能力受損[14]，嚴重時可影響患者的日常交流，阻礙患者身心康復。隨著科技的發(fā)展，上肢機器人逐漸被應用于康復訓練中。本研究旨在探討上肢智能反饋訓練對顱腦外傷后認知功能、上肢功能及日常生活活動能力的影響。

本研究結(jié)果顯示，治療8周后觀察組的MMSE、LOTCA總分較治療前明顯改善，且觀察組LOTCA評分中的空間知覺、思維操作及注意力單項得分高于對照組，這表明上肢智能反饋訓練結(jié)合腦電仿生電刺激治療能夠改善顱腦外傷患者的認知功能，且在空間知覺、思維操作和注意力方面改善較為明顯。

上肢智能反饋訓練對顱腦外傷患者認知功能的影響機制主要與大腦可塑性有關(guān)[15]。認知功能重塑與運動功能重塑相似，通過反復訓練，給予外周刺激與感覺反饋治療實現(xiàn)中樞重塑[7]。上肢智能反饋訓練系統(tǒng)是包含一定虛擬現(xiàn)實技術(shù)的上肢機器人。機器人可實現(xiàn)肢體的重復性訓練，不僅有助于周圍腦組織及對側(cè)大腦半球代替受損腦組織行使相關(guān)功能，還有利于神經(jīng)軸突發(fā)芽，形成新的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，促進認知功能的康復[16]。本研究觀察組LOTCA評分中的空間知覺、思維操作、注意力單項得分改善優(yōu)于對照組，其原因可能與上肢智能反饋訓練系統(tǒng)中的虛擬技術(shù)有關(guān)。虛擬技術(shù)擁有豐富多彩的游戲視頻，給予患者豐富的聲、光刺激，增強視覺、聽覺信息的輸入，吸引患者的注意力，并且能夠進行實時運動反饋。比如，裝水、摘蘋果等可以讓患者了解圖片中的空間關(guān)系，鍛煉患者的空間知覺；槍擊、賽車可鍛煉患者的注意力；另外有些游戲項目如物品分類可以讓患者鍛煉思維操作能力。袁淑娟等[6]研究發(fā)現(xiàn),上肢機器人可顯著改善腦卒中患者的注意力。吳彩虹等[8]研究發(fā)現(xiàn)，治療組在基礎(chǔ)臨床治療和常規(guī)康復治療方案的基礎(chǔ)上增加虛擬現(xiàn)實訓練,對腦外傷患者認知功能康復療效優(yōu)于對照組。

此外，腦電仿生電刺激儀對認知功能的影響機制在于電療部分的小腦頂核電刺激(FNS)和磁療部分的交變電磁場。FNS通過主極輸出腦電仿真生物電流，經(jīng)乳突部位的電極刺激小腦頂核區(qū)，通過腦干網(wǎng)狀上行激動系統(tǒng)和紋狀體作用于大腦前、中動脈舒張中樞[17]，還可使受刺激的小腦頂核釋放信號，促進神經(jīng)遞質(zhì)Ach的釋放[18]，增加對突觸后細胞的刺激作用。此外，交變電磁場的9個電磁感應治療頭對顱腦的電磁刺激可作用于腦細胞和腦血管，促進患者腦電、腦磁功能趨向正常[19]。電療部分和磁療部分相結(jié)合，可大幅度增加大腦皮層血液循環(huán)，減輕神經(jīng)元損傷，抑制炎癥反應和細胞凋亡，達到提高注意力、記憶力的作用。

本研究中，觀察組在治療8周后，STEF評分也較對照組提高，提示上肢智能反饋訓練對顱腦外傷患者的上肢功能具有改善作用。畢勝等[20]研究發(fā)現(xiàn),機器人輔助訓練可減輕腦外傷患者的上肢殘損程度，提高上肢功能。上肢機器人在三維空間內(nèi)通過游戲環(huán)節(jié)可提供上肢的重復性訓練，增加運動感覺信息的輸入。傳統(tǒng)的重復性訓練很容易導致患者精力不集中，對訓練感覺乏味、疲勞;上肢智能反饋訓練系統(tǒng)則擁有其獨特的優(yōu)勢，如可重復性、精確控制力、趣味性，從而吸引患者注意力，調(diào)動康復鍛煉的積極性。而且，此系統(tǒng)可以根據(jù)患者的功能情況，逐漸選擇在減重或抗重力的狀態(tài)下，進行上肢主動運動訓練，從而有效提高患者上肢的靈活性、協(xié)調(diào)能力及主動運動能力。

本研究結(jié)果還顯示，治療后觀察組患者的BI評分較治療前明顯改善。分析其原因，一方面可得益于認知功能的改善，由于顱腦外傷患者存在認知功能障礙，往往存在對日常生活的某些自理動作不理解，無法準確地將運動技巧運用到日常生活中，從而影響日常生活活動的恢復。機器人通過游戲訓練患者模擬日常生活動作如煎雞蛋、裝水等，有助于將運動技巧應用于日常生活中。另一方面得益于患者上肢功能的改善，通過改善顱腦外傷患者上肢運動和感覺功能從而提高患者的日常生活活動能力。

綜上所述，在常規(guī)康復訓練的基礎(chǔ)上，上肢智能反饋訓練結(jié)合腦電仿生電刺激治療能夠顯著改善顱腦外傷患者的認知功能，提高上肢功能及日常生活活動能力，有助于回歸家庭。上肢智能反饋訓練具有重復性高、趣味性強等優(yōu)點，可顯著提高患者的積極性和依從性，安全高效，便于臨床推廣。