國內(nèi)外卒中患者機器人輔助步態(tài)訓(xùn)練文獻的可視化分析

王開 劉倩 金愛萍 孟桂林 李燕 于曉麗 朱曉萍

(同濟大學(xué)附屬第十人民醫(yī)院 1.護理部 2.神經(jīng)內(nèi)科，上海 200072)

腦卒中已成為全球第二大死亡原因，占全球死亡病例的11.8%[1]，其中我國每年新增首發(fā)卒中患者約240萬人次[2]。卒中患者常伴有肢體、語言及認知方面的障礙，以下肢運動功能障礙最為常見[3]?；紓?cè)肌力下降、肌張力異常會導(dǎo)致軀體殘疾、步態(tài)異常及跌倒風(fēng)險增加，嚴重影響運動及日?；顒?，給家庭和社會帶來巨大心理、經(jīng)濟負擔(dān)[4]?？祻?fù)訓(xùn)練被證實是降低肢體殘疾的最有效方法，但事實上，接受康復(fù)訓(xùn)練的患者僅占約總數(shù)50%[5]，卒中患者康復(fù)訓(xùn)練存在巨大缺口。機器人輔助步態(tài)訓(xùn)練(robot-assisted gait training，RAGT)，是20世紀80年代提出的針對卒中偏癱患者的一種新型康復(fù)方法[6]，具有專一性、重復(fù)性及可定量評價等優(yōu)點[7]。RAGT能根據(jù)患者需求提供個性化的康復(fù)訓(xùn)練，產(chǎn)生充足的重復(fù)性步態(tài)運動，增加訓(xùn)練強度和時間，改善卒中患者步態(tài)特征，提高軀體平衡功能，并且增加下肢穩(wěn)定性，減少跌倒風(fēng)險。但目前，鮮有學(xué)者利用文獻計量學(xué)分析卒中患者RAGT。因此，本研究借助可視化工具[8]對2001年來國內(nèi)外相關(guān)文獻進行分析，探討國內(nèi)外在該領(lǐng)域的研究差異，以期為我國學(xué)者深入研究提供參考，現(xiàn)報道如下。

1 資料與方法

1.1文獻檢索 (1)國內(nèi)文獻。檢索中國期刊全文數(shù)據(jù)庫(CNKI)，以(“腦卒中”O(jiān)R“卒中”O(jiān)R“中風(fēng)”O(jiān)R“腦梗死”O(jiān)R“腦出血”O(jiān)R“腦血管病”)AND(“步態(tài)訓(xùn)練”O(jiān)R“步態(tài)康復(fù)”O(jiān)R“下肢訓(xùn)練”O(jiān)R“下肢康復(fù)”)AND(“機器人”O(jiān)R“人工智能”)為檢索詞。時間范圍為2001年1月1日—2021年12月31日。(2)國外文獻。檢索Web of Science數(shù)據(jù)庫，以(“storke”O(jiān)R“cerebral infarction”O(jiān)R“cerebral hemorrhage”O(jiān)R“cerebrovascular disease”)AND(“gait training”O(jiān)R“gait rehabilitation”O(jiān)R“l(fā)ower limb rehabilitation ”O(jiān)R“l(fā)ower limb training”)AND robot為關(guān)鍵詞，時間范圍為2001年-2021年，語種選擇English，最新更新時間為2021年1月7日。

1.2文獻納入與排除標準 納入標準：卒中患者RAGT相關(guān)文獻。排除標準：(1)重復(fù)發(fā)表的文獻。(2)與研究內(nèi)容不相符的文獻。(3)無法獲得全文的文獻。(4)研究類型為通知、會議、報告、專利等。(5)學(xué)位論文等。

1.3文獻篩選 將檢索結(jié)果導(dǎo)入NoteExpress文獻管理軟件，查重后由2名評審者單獨閱讀文獻題目及摘要，嚴格按照文獻納排標準篩選適合的文獻，2人評審意見出現(xiàn)偏差時由第三人評審。CNKI檢索文獻338篇，其中期刊文獻212篇，學(xué)位論文100篇，會議18篇，其他類型文獻8篇，不相關(guān)文獻24篇，最終納入188篇。Web of Science檢索文獻652篇，其中期刊文獻644篇，會議8篇，手工精煉去除不相關(guān)文獻341篇，最終納入303篇。文獻檢索流程 見圖1。

圖1 文獻檢索流程圖

1.4文獻分析 本文采用Citespace作為分析工具，該軟件由陳超美教授于2003年開發(fā)，需在JAVA運行環(huán)境下使用，能精準梳理文獻，分析論文發(fā)布時間、地域、關(guān)鍵詞及突變詞等。將文獻導(dǎo)入軟件，時間跨度設(shè)置為2001年-2021年，選擇“Years Per Slice”=1。節(jié)點類型選擇Country、Institution、Keyword，分析得出有關(guān)國內(nèi)外卒中患者機器人輔助步態(tài)訓(xùn)練研究的發(fā)文地區(qū)和機構(gòu)、關(guān)鍵詞共現(xiàn)圖譜及突現(xiàn)詞等。

2 結(jié)果

2.1文獻發(fā)表時間分布 某段時間內(nèi)的文獻發(fā)表量可揭示該時間內(nèi)相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展與變化。2001-2021年國內(nèi)外卒中患者RAGT研究文獻變化趨勢 見圖2。20年內(nèi)國內(nèi)外文獻均呈上升趨勢，且國外發(fā)文量整體高于國內(nèi)。國外首篇卒中患者機器人輔助步態(tài)訓(xùn)練的文獻發(fā)表于2001年，而國內(nèi)最早于2010年才出現(xiàn)相關(guān)文獻。國內(nèi)發(fā)文量可大致分為3個階段：第一階段(2001-2012年)年發(fā)文量2篇及以下，為初始階段；第二階段(2013-2017年)年平均發(fā)文量10篇以上，為上升階段；第三階段(2018-2021年)年平均發(fā)文量20篇以上，為穩(wěn)定階段。

圖2 2001年-2021年國內(nèi)外卒中患者RAGT研究文獻變化趨勢

2.2文獻發(fā)表地區(qū)或機構(gòu)分布情況 通過對不同國家或機構(gòu)卒中患者機器人輔助步態(tài)訓(xùn)練研究的共現(xiàn)分析，共生成296個節(jié)點，830條連線的共現(xiàn)圖譜，國外不同國家或機構(gòu)卒中患者RAGT研究發(fā)文情況共現(xiàn)圖譜 見圖3。國內(nèi)各研究機構(gòu)生成161個節(jié)點，0條連線的共現(xiàn)圖譜，國內(nèi)不同研究機構(gòu)卒中患者RAGT研究發(fā)文情況共現(xiàn)圖譜 見圖4。其中國內(nèi)以重慶醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院康復(fù)醫(yī)學(xué)科，河北聯(lián)合大學(xué)護理與康復(fù)學(xué)院、浙江省嘉興市第二醫(yī)院康復(fù)中心及復(fù)旦大學(xué)附屬華山醫(yī)院康復(fù)醫(yī)學(xué)科等發(fā)文量最多，但各機構(gòu)間未有連線，這表明我國各機構(gòu)間研究相對獨立，尚鮮見科研合作。國內(nèi)外前10位卒中患者機器人輔助步態(tài)訓(xùn)練發(fā)表地區(qū)或機構(gòu)對比表，見表1。

圖3 國外不同國家或機構(gòu)卒中患者RAGT研究發(fā)文情況共現(xiàn)圖譜

圖4 國內(nèi)不同研究機構(gòu)卒中患者RAGT研究發(fā)文情況共現(xiàn)圖譜

表1 國內(nèi)外前10位卒中患者RAGT研究發(fā)表地區(qū)或機構(gòu)對比表

2.3國內(nèi)外卒中患者機器人輔助步態(tài)訓(xùn)練研究關(guān)鍵詞可視化圖譜 關(guān)鍵詞是論文文獻檢索標識，是對文章主題的高度概括與提煉，關(guān)鍵詞的頻次反映了該領(lǐng)域的研究熱點[9]。本文對納入的491篇文獻分別進行關(guān)鍵詞共現(xiàn)分析，中文文獻繪制節(jié)點136個，連線427條， 國內(nèi)卒中患者RAGT研究關(guān)鍵詞可視化圖譜 見圖5；英文文獻繪制節(jié)點345個，連線2 099條，國外卒中患者RAGT研究關(guān)鍵詞可視化圖譜 見圖6。國內(nèi)外卒中患者RAGT研究關(guān)鍵詞對比表 見表2。結(jié)合圖表將國外研究內(nèi)容歸納為：(1)體現(xiàn)研究對象的關(guān)鍵詞為storke、individual，(2)體現(xiàn)研究內(nèi)容的關(guān)鍵詞為rehabilitation、walking、gaitrecovery、body weight support、robot、reliability等。國內(nèi)研究內(nèi)容歸納為：(1)體現(xiàn)研究對象的關(guān)鍵詞：腦卒中、偏癱。(2)體現(xiàn)研究內(nèi)容的關(guān)鍵詞：步行功能、運動功能、康復(fù)訓(xùn)練、平衡功能、機器等。

圖5 國內(nèi)卒中患者RAGT研究關(guān)鍵詞可視化圖譜

圖6 國外卒中患者RAGT研究關(guān)鍵詞可視化圖譜

表2 國內(nèi)外卒中患者RAGT研究關(guān)鍵詞對比表

2.4國內(nèi)外卒中患者RAGT研究突變詞 突變詞是指短時間內(nèi)依靠詞頻的突變度，將使用頻率增高的詞從大量主題詞中提煉出來，可以體現(xiàn)該領(lǐng)域研究的前沿和發(fā)展趨勢[10-11]。國內(nèi)卒中患者機器人輔助步態(tài)訓(xùn)練研究突變詞變化 見圖7，共16個突變詞，以“頭針”、“早期康復(fù)”及“步態(tài)重建”為2018年至今的研究熱點；國外卒中患者RAGT研究突變詞變化 見圖8，共25個突變詞，以“stroke rehabilitation”、“robot-assisted gait training”、“validity”、“muscle”、“feasibility”為2019年以來的研究熱點，今后可作為重點研究方向。

圖7 國內(nèi)卒中患者RAGT研究突變詞

圖8 國外卒中患者RAGT研究突變詞

3 討論

3.1我國對卒中患者RAGT的關(guān)注度逐年增高 2001年Volpe BT等[12]發(fā)表第一篇關(guān)于卒中后機器人輔助運動訓(xùn)練的文章，文章指出已證明機器人輔助運動訓(xùn)練在減少卒中患者肢體損傷、改善運動能力方面取得一定成功。隨后國外發(fā)文量呈上升趨勢，于2020年達到高峰(54篇)。如圖2所示，2001-2012年間，國內(nèi)外共發(fā)文38篇，其中國內(nèi)僅3篇，這提示我們2012年前國內(nèi)相關(guān)研究處于起步階段。2010年，丁敏等[13]在《中國組織工程研究與臨床康復(fù)》發(fā)表了題名為“下肢步態(tài)康復(fù)機器人：研究進展及臨床應(yīng)用”的綜述，文章詳細介紹了步態(tài)康復(fù)機器人發(fā)展、作用機制及使用效果，還指出康復(fù)機器人的應(yīng)用能為卒中患者帶來希望，正式拉開我國卒中患者機器人輔助步態(tài)訓(xùn)練研究的序幕。自此，國內(nèi)相關(guān)研究發(fā)文量逐年上升，試驗方向不斷拓寬。

3.2國內(nèi)機器人輔助步態(tài)訓(xùn)練研究在不同地域機構(gòu)間存在顯著差異，科研合作程度亟待加強 本研究結(jié)果顯示，我國RAGT研究相對集中分布在經(jīng)濟較發(fā)達、科研水平較高省份的醫(yī)院或高校。究其原因，RAGT尚處于新興領(lǐng)域，需要先進的技術(shù)支撐和創(chuàng)新的科研理念為指導(dǎo)，而這些醫(yī)院或?qū)W校擁有完備的高水平、多學(xué)科科研團隊和充足的資金來源，這保障他們有能力開展深入研究。此外，相較國外不同國家或機構(gòu)間相互聯(lián)系交流，國內(nèi)各機構(gòu)間鮮有連線，這表明國內(nèi)在該領(lǐng)域的研究仍停滯于單中心、小樣本研究，各機構(gòu)間缺乏合作。因此，我國未來應(yīng)加強經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)的多中心研究，同時鼓勵各機構(gòu)間依托遠程互聯(lián)網(wǎng)信息互助系統(tǒng)進行深入交流，建立跨地區(qū)、跨地域、跨機構(gòu)的學(xué)術(shù)交流平臺，將先進經(jīng)驗與技術(shù)輻射至經(jīng)濟欠發(fā)達、科研能力貧瘠的地區(qū)，從而推動康復(fù)學(xué)科不斷發(fā)展。

3.3國際卒中患者RAGT研究對我國的啟示

3.3.1為卒中患者步態(tài)康復(fù)訓(xùn)練提供新思路 步態(tài)障礙是卒中患者的主要癥狀之一，患者呈卒中偏癱步態(tài)，主要表現(xiàn)為步幅、步長縮短心及步速、步頻減慢。同時，因患側(cè)肌力下降，肌張力異常，常偏向健側(cè)，患者運動時產(chǎn)生側(cè)推向力，增加健側(cè)機體負荷與跌倒風(fēng)險[14]。研究表明，我國每年新發(fā)卒中患者中約70%～80%伴有肢體功能障礙[12]，但康復(fù)現(xiàn)狀不容樂觀，傳統(tǒng)康復(fù)訓(xùn)練作為卒中患者康復(fù)首選，不僅依賴治療師的工作經(jīng)驗與技巧，還受制于康復(fù)時長、機構(gòu)數(shù)量、經(jīng)濟實力等問題。RAGT對患者步態(tài)康復(fù)、心肺功能及日常生活活動能力等均有明顯改善[15-17]。研究[17]還發(fā)現(xiàn)，卒中患者神經(jīng)可塑性恢復(fù)的最佳時間是卒中后3個月內(nèi)，因此，未來應(yīng)著眼于卒中患者早期康復(fù)，建立治療-康復(fù)-護理的一體化護理模式，將應(yīng)用手法及器械的傳統(tǒng)康復(fù)模式逐步過渡到早期機器人輔助智能化康復(fù)模式。

3.3.2依托遠程互聯(lián)網(wǎng)信息互助系統(tǒng)開啟醫(yī)工合作新模式 遠程醫(yī)療技術(shù)不僅可以為不同地區(qū)的醫(yī)護人員提供交流學(xué)習(xí)的平臺[18]，還可以借助圖像、視頻、掃描等形式制造患者身處場景的現(xiàn)場感，從而實施遠距離的信息交互。依托遠程互聯(lián)網(wǎng)信息互助系統(tǒng)能很好彌補醫(yī)療資源匱乏地區(qū)設(shè)備落后、人才缺乏和資源利用率低等問題[19]。隨著我國對學(xué)科交叉關(guān)注和研究的增多，許多學(xué)科間均嘗試進行知識交叉、融合與滲透。其中，醫(yī)學(xué)與工程學(xué)的交叉協(xié)同不僅開啟了醫(yī)工合作新模式，更是推動醫(yī)學(xué)進步與發(fā)展的重要動力[20-21]。目前，RAGT正不斷發(fā)展，未來更將成為一種普及化的治療方法，不僅需考慮患者運動、感覺和平衡問題，還應(yīng)注重患者的使用體驗。相較上肢機器人，下肢機器人普遍存在便攜性差、關(guān)節(jié)處活動僵硬、易受周圍環(huán)境影響等問題[6]，此外，使用時人機接觸面還可能存在過敏、紅斑和摩擦傷等不適感[22]，降低患者應(yīng)用體驗。因此，未來應(yīng)在保障機器人康復(fù)功能的基礎(chǔ)上，使用便攜性及柔順性好、生物適應(yīng)性優(yōu)良的材料，減少患者訓(xùn)練的不適感與并發(fā)癥，充分激發(fā)訓(xùn)練主動性和積極性。

3.3.3提高護士機器人輔助訓(xùn)練的參與度 康復(fù)小組應(yīng)包含醫(yī)生、物理治療師、心理治療師和護士等，采取康復(fù)小組干預(yù)模式能發(fā)揮各個醫(yī)務(wù)人員特長，提高康復(fù)訓(xùn)練效果。但臨床實境中，卒中患者康復(fù)訓(xùn)練的主要指導(dǎo)者為醫(yī)生或物理治療師[23]，護士參與度明顯不足，這可能與康復(fù)護士數(shù)量不足、缺乏相關(guān)康復(fù)知識有關(guān)。納入的188篇中文文獻中，護理期刊發(fā)文僅4篇，占比2.13%。陳煌等[24]對全國45家醫(yī)院的51個卒中病房研究顯示，針對卒中患者的康復(fù)護理小組僅占37.25%，絕大多數(shù)醫(yī)院都缺乏專業(yè)的康復(fù)護士。而護士作為患者主要觀察者、追蹤者和隨訪者，能全面評估患者意識、認知和并發(fā)癥問題，還能改善患者心理，提高康復(fù)依從性。因此，未來應(yīng)建立康復(fù)護士培養(yǎng)機制和基于循證的卒中患者康復(fù)護理路徑，提高康復(fù)護士數(shù)量和質(zhì)量，讓康復(fù)護士成為卒中患者RAGT的核心力量。

3.3.4構(gòu)建統(tǒng)一的卒中患者機器人輔助步態(tài)訓(xùn)練康復(fù)護理方案及評估評價體系 國內(nèi)外RAGT的研究方法相對集中，多以傳統(tǒng)康復(fù)訓(xùn)練聯(lián)合RAGT為試驗組[6-7]，傳統(tǒng)康復(fù)訓(xùn)練為對照組，對卒中患者進行為期4-8周的康復(fù)訓(xùn)練[15-16]。但康復(fù)訓(xùn)練評估評價體系差異較大，國外研究包含客觀結(jié)局指標和量表評價指標。客觀結(jié)局指標以步態(tài)特征、6 min步行測試等為主；量表評價指標以Berg量表和Fugl-Meyer量表等為主[22-23]，效果評價內(nèi)容豐富，可信度高。國內(nèi)結(jié)局指標相對簡單，缺少對患者步態(tài)特征的對比與分析[15-16]。目前，鮮有相關(guān)訓(xùn)練方案和評價標準供臨床參考，卒中康復(fù)工作也缺乏清晰的界定，因此建立統(tǒng)一的訓(xùn)練方案及評價體系具有重要的實際意義和臨床意義。國內(nèi)發(fā)表的文獻中，滿足標準隨機對照試驗的僅48篇，占比32.88%。這提示我們未來應(yīng)開展高質(zhì)量、大樣本、多中心的隨機對照研究，為訓(xùn)練方案及評估評價體系的制定提供更加科學(xué)、優(yōu)質(zhì)的證據(jù)。此外，還應(yīng)借鑒國外卒中患者康復(fù)指南、系統(tǒng)評價等，構(gòu)建適合我國的康復(fù)護理訓(xùn)練方案及評估評價體系，進一步提升我國卒中康復(fù)護理水平。

4 小結(jié)

本研究顯示，國內(nèi)卒中患者RAGT研究發(fā)文量偏少，且呈緩慢增長趨勢，關(guān)鍵詞集中于腦卒中、運動功能、步行功能、康復(fù)訓(xùn)練、步態(tài)等。突現(xiàn)詞集中于早期康復(fù)、平衡功能及等步態(tài)重建等?，F(xiàn)指出未來的研究思路：(1)明確康復(fù)機器人應(yīng)用機制，以期為臨床康復(fù)提供理論支持。(2)國內(nèi)機器人康復(fù)訓(xùn)練鮮有指南推薦，醫(yī)保目錄也未被納入，推薦使用時須排除禁忌癥并征得患者及家屬同意后方可應(yīng)用，以保障患者權(quán)利。(3)依托遠程互聯(lián)網(wǎng)信息互助系統(tǒng)，開展醫(yī)工合作新模式。(4)培養(yǎng)相關(guān)的專業(yè)康復(fù)護士，滿足臨床康復(fù)需求。(5)構(gòu)建統(tǒng)一的卒中患者機器人輔助訓(xùn)練康復(fù)護理方案和評估評價體系。本研究文獻局限于CNKI和Web of science，未對維普、萬方和PubMed數(shù)據(jù)庫進行檢索，納入文獻不夠廣泛，可能存在偏倚，未來可充分利用多個數(shù)據(jù)庫開展分析，讓研究結(jié)果更加全面。