腕-手矯形器在腦卒中患者手功能障礙康復治療中的應用研究進展

凌駿麒 蔣留軍 白玉龍

（1.復旦大學附屬華山醫(yī)院北院康復醫(yī)學科 上海 201907；2.復旦大學附屬華山醫(yī)院康復醫(yī)學科 上海 200040）

據(jù)統(tǒng)計，腦卒中發(fā)病后約有80%的患者為上肢功能障礙所困擾[1]。腦卒中患者存在不同程度的運動功能問題，常表現(xiàn)為屈肌張力增高、肌力減弱、反射亢進、協(xié)調(diào)功能障礙和失用癥等，當這些問題出現(xiàn)于上肢時，會影響上肢和手在日常生活活動中的使用，導致生活質(zhì)量嚴重下降[2]。手部運動功能的恢復較下肢運動功能的恢復困難且緩慢，恢復效果也往往不理想。因此，手功能障礙的康復治療是腦卒中患者康復治療的重點之一，也是研究熱點之一。目前，臨床上針對腦卒中患者手功能障礙的治療方法包括藥物治療、作業(yè)療法、物理因子治療、強制性運動療法、針刺、上肢康復機器人、手部輔助器具、A 型肉毒毒素注射、重復經(jīng)顱磁刺激等[3-4]。有研究報告，腦卒中早期使用矯形器作為輔助治療手段，有利于患者上肢功能的恢復，對提高患者整體康復水平具有重要作用[5]。

1 腦卒中患者的常見手功能障礙

腦卒中患者的常見手功能障礙有運動功能障礙、感覺障礙、腫脹和疼痛，小腦病變者還可能出現(xiàn)協(xié)調(diào)功能障礙。

1.1 運動功能障礙

腦卒中患者的運動功能障礙主要表現(xiàn)為肌力下降、肌張力先低下后逐漸增高。腦卒中患者的上肢運動模式一般為屈肌協(xié)同，在進行運動包括治療時，常由于患側(cè)近端運動不穩(wěn)定而致患側(cè)遠端肌肉張力增高，或者由于患側(cè)遠端肌肉張力高而致患側(cè)近端肌肉過度代償如出現(xiàn)聳肩和軀干前屈等，使得手難以完成精細的運動。長時間的患側(cè)手和腕關(guān)節(jié)周圍肌肉痙攣還會導致患者出現(xiàn)關(guān)節(jié)活動度下降、肌肉萎縮、關(guān)節(jié)攣縮或畸形等問題。

1.2 感覺障礙

感覺障礙是腦卒中的常見后遺癥之一，其中淺感覺障礙會影響手的觸覺、痛覺、溫度覺等，本體感覺障礙則會影響患者對手的位置和運動的判斷。有研究表明，腦卒中患者手的本體感覺障礙可能會持續(xù)6 ～ 12 個月[6]。存在感覺障礙的患者因常會感覺到患側(cè)肢體的麻木感，故依賴使用健側(cè)手，廢用患側(cè)手，進而對手功能的恢復產(chǎn)生負面影響。

1.3 腫脹和疼痛

腦卒中后的偏癱肢體早期由于肌力下降，缺少了肌肉泵的作用，減少了肢體活動，使得血液循環(huán)受到影響；至痙攣期，患者或坐或站時，患手常處于下垂狀態(tài)，高度低于心臟，回心血量降低，引起腫脹?；颊咂c肢體活動過快、范圍過大，或因感覺障礙而未能及時作出反應，均易造成軟組織損傷，引起腫脹和疼痛。少數(shù)腦卒中患者還可能出現(xiàn)復雜性區(qū)域性疼痛綜合征，后者的病因不明，患者多會出現(xiàn)難以解釋的患肩和/或患手的腫脹、疼痛和功能障礙。

1.4 協(xié)調(diào)功能障礙

若腦卒中部位在小腦，小腦損傷后就可使患者出現(xiàn)協(xié)調(diào)功能障礙。正常情況下，小腦接收感覺器官傳入的信息，處理后發(fā)出調(diào)節(jié)軀干和四肢張力、肌力的指令以維持姿勢，而在小腦損傷后，由于小腦無法正確地接收傳入的信息，無法正確地處理并正確地發(fā)出指令，故患者往往需要尋求代償來完成任務，導致難以誘發(fā)分離運動，尤其是對于手的精細的運動，任務的難度大大提高。

2 腕-手矯形器在腦卒中患者手功能障礙康復治療中的應用情況

2.1 靜態(tài)腕-手矯形器

腕-手矯形器可從結(jié)構(gòu)和功能上被分為靜態(tài)和動態(tài)兩種。傳統(tǒng)的腕-手矯形器一般指的是靜態(tài)腕-手矯形器，其主要功能是被動牽伸痙攣肌肉[7]，同時有幫助維持腕關(guān)節(jié)和手的功能位，增強肌肉的延展性，改善關(guān)節(jié)活動度和預防關(guān)節(jié)攣縮的作用，常見的有低溫熱塑板制成的前臂托或手托、分指板等。

有關(guān)腕-手矯形器用于腦卒中患者手功能障礙康復治療的研究較多。其中，在以不同病程腦卒中患者為對象的研究中，王燕麗[8]和張超等[9]觀察了腦卒中急性期患者佩戴前臂掌側(cè)腕-手矯形器的效果，發(fā)現(xiàn)腦卒中早期應用前臂掌側(cè)腕-手矯形器可有效地提高患者腕關(guān)節(jié)的背伸功能。在觀察不同治療時長的效果方面，鄧思宇等[10]的研究顯示，對于上肢肌肉痙攣患者，每日持續(xù)、緩慢的反復牽伸可降低肌張力、緩解痙攣，且單次靜態(tài)牽伸以30 min 時長的效果為最佳。系統(tǒng)分析也表明，靜態(tài)腕-手矯形器需長期佩戴才能產(chǎn)生益處[11]。在聯(lián)合治療方面，楊杏萍等[12]利用低溫熱塑板矯形器對腦卒中患者痙攣的屈肘肌群進行持續(xù)牽伸，同時給予口服解痙藥物治療痙攣，雖然制作的是肘關(guān)節(jié)矯形器，且見有不錯的效果，但是否對患者手功能的恢復也起到了作用，尚待進一步的研究。馬善新等[13]比較了佩戴腕托聯(lián)合注射肉毒毒素與僅注射肉毒毒素治療腦卒中患者肌肉痙攣的效果，結(jié)果顯示聯(lián)合治療組患者的上肢和手功能改善更為顯著。曾令丹等[14]制作的充氣抗痙攣手套可以固定腦卒中偏癱患者的患側(cè)肢體，輔助健肢位擺放，起到預防患側(cè)肌肉痙攣的作用。

目前臨床應用最廣泛的腕-手矯形器是分指板，但規(guī)?；a(chǎn)的分指板的適配度較差，大多數(shù)患者難以長期佩戴[15]，甚至可能產(chǎn)生疼痛而加重患者的肌肉痙攣。量身定制的分指板，如采用3D 打印技術(shù)制作的分指板，雖然成本較高，但適配度好，患者佩戴較舒適，且減少了肌肉痙攣加重的風險[16]。黃楚紅[17]研發(fā)了一種采用3D 打印技術(shù)制作的復合式腕-手矯形器，其特點是將前臂和手部的低溫熱塑板分開制作。臨床研究顯示，該復合式腕-手矯形器用于腦卒中患者腕、手功能障礙治療有效，但未與其他腕-手矯形器治療效果進行比較（對照組患者沒有佩戴矯形器）[18]。Zheng 等[19]的研究發(fā)現(xiàn)，經(jīng)6 周治療后，與佩戴低溫熱塑板矯形器相比，佩戴3D打印的矯形器的腦卒中偏癱患者患手的腫脹和肌肉痙攣，腕、手運動功能和被動腕關(guān)節(jié)背伸活動度的改善幅度均顯著更大。不過，通過3D 打印制作腕-手矯形器需要特定的設備來采樣和制作，目前還難以普及。

在觀察不同腕關(guān)節(jié)位干預效果方面，多項研究均顯示，休息位和功能位腕-手矯形器均可顯著改善腦卒中偏癱患者患側(cè)上肢的運動功能[16-18]。張晶晶等[20]觀察了低溫熱塑板制作的手休息位腕-手矯形器對腦卒中偏癱患者的康復效果，發(fā)現(xiàn)試驗組患者患側(cè)上肢的Fugl-Meyer 評定量表上肢部分、腕關(guān)節(jié)和手部的改良Ashworth 量表和疼痛的視覺模擬量表評分均較治療前和未佩戴矯形器組患者有顯著改善。在治療腦卒中患者患手腫脹方面，李輝等[5]和戴迪迪[21]的研究均顯示，腦卒中早期使用功能位腕-手矯形器可以改善患者手指的運動功能，且對預防患者手腫脹、疼痛和肩-手綜合征有一定效果。另一項研究則顯示，功能位腕-手矯形器具有預防腦卒中亞急性期患者手部疼痛的作用，但對預防患者患側(cè)腕、手關(guān)節(jié)活動度下降和患手腫脹無效[22]。腦卒中早期患者使用腕-手矯形器是否有益還需更多研究的確認。

靜態(tài)腕-手矯形器還可輔助物理治療和作業(yè)治療。低溫熱塑板制作的腕-手矯形器有較好的適配度，能在患者康復訓練過程中起到一定的固定支持作用，如可在進行肩肘運動功能訓練時減少遠端肢體痙攣或無力對近端肢體代償?shù)挠绊?。有研究顯示，腦卒中偏癱患者在進行爬行訓練時如佩戴低溫熱塑板制作的腕-手矯形器以獲得患側(cè)腕、手伸展位，爬行訓練效果更好[23]，并可通過增加患側(cè)腕關(guān)節(jié)和手部的深、淺感覺刺激，促進手功能的恢復[24]。

2.2 動態(tài)腕-手矯形器

動態(tài)腕-手矯形器多在靜態(tài)腕-手矯形器的基礎(chǔ)上賦予動能而構(gòu)成，一般有彈力帶（含彈簧）或為氣動式。Andringa 等[25]的研究發(fā)現(xiàn)，腦卒中患者接受≥6 h/d 的動態(tài)腕-手矯形器治療6個月，腕關(guān)節(jié)攣縮情況顯著減少。Doucet 等[26]的研究顯示，使用動態(tài)漸進式矯形器可提高腦卒中偏癱患者患側(cè)手、腕被動關(guān)節(jié)活動度，但此效果會在停用矯形器后逐漸減弱。楊名珍等[2]使用康復手套Saebo Glove 對腦卒中慢性期患者進行手指伸展訓練，結(jié)果顯示患者患手的肌張力、運動功能評分和表面肌電圖指標值均有所改善。Jeon 等[27]的研究顯示，彈簧輔助手矯形器Saebo Flex 有助于腦卒中患者患側(cè)上肢和手功能的恢復。須指出的是，這兩項研究的樣本量偏少，應進行更大規(guī)模的隨機對照試驗。

王燕麗等[28]應用拇指和示指部位的動態(tài)手指矯形器治療1 例腦干出血后共濟失調(diào)患者的手功能障礙，發(fā)現(xiàn)該矯形器有助于穩(wěn)定患者的手指活動，使之更好地完成功能訓練。由于腕關(guān)節(jié)也是活動度較大的關(guān)節(jié)，腕-手矯形器能否同樣幫助共濟失調(diào)患者穩(wěn)定腕關(guān)節(jié)活動，進而改善手功能訓練效果，值得深入研究。

動態(tài)腕-手矯形器還可與其他康復治療措施聯(lián)合使用。朱海波等[29]的研究顯示，動態(tài)腕-手矯形器輔助下的動作觀察療法能夠提高腦卒中患者的手運動功能及其日常生活活動能力。近年來，有關(guān)動態(tài)腕-手矯形器的動能來源有了很大的改進。例如，利用電機替代橡皮筋產(chǎn)生動能，可使動態(tài)腕-手矯形器由單純利用橡皮筋被動牽拉演變?yōu)橹悄軝C器手，從而在治療過程中起到更好、更主動的協(xié)同效果，但這類設備較笨重且較昂貴。Carpi 等[30]研發(fā)了一種電控動態(tài)矯形器來調(diào)節(jié)拉力裝置的剛度，使其在手的屈伸過程中能夠獲得更好的彈力轉(zhuǎn)換。梁永潔等[31]使用一種以氣動式手套為基礎(chǔ)的智能手部康復訓練儀聯(lián)合鏡像療法治療腦卒中偏癱患者的手功能障礙，發(fā)現(xiàn)可較單純鏡像療法更顯著地提高患者患側(cè)Fugl-Meyer 評定量表上肢部分和Barthel 指數(shù)評分。Peters等[32]的研究顯示，在佩戴肌電刺激型肘-腕-手矯形器的基礎(chǔ)上進行任務導向性訓練能顯著提高腦卒中慢性期患者手的靈活性和完成抓握任務的能力。孟靈等[33]使用康復機器人手套聯(lián)合電針治療腦卒中患者的手功能障礙，發(fā)現(xiàn)能較單用康復機器人手套或電針更大程度地改善患者患側(cè)手的最大握力、手的運動功能和腕關(guān)節(jié)活動度。

腦機接口是近幾年興起的一項康復治療技術(shù)，其能將采集到的患者腦電信號轉(zhuǎn)化為計算機信號，然后輸出到機械手，再通過肌電刺激或氣動式裝置等使患者患側(cè)肢體完成動作[34]，可視為腦電生理學、計算機技術(shù)和動態(tài)腕-手矯形器的結(jié)合。此外，虛擬現(xiàn)實技術(shù)也在多項研究中顯示能夠改善腦卒中患者的手功能[35-37]，并有學者提出了腦機接口和虛擬現(xiàn)實技術(shù)相結(jié)合以獲取更大治療益處的設想。徐森威等[38]和胡景釗等[39]分別設計的腦機接口-虛擬現(xiàn)實技術(shù)康復治療系統(tǒng)均已在健康人群中驗證了可行性，Sánchez-Cuesta 等[40]則完成了一項用來觀察腦機接口-虛擬現(xiàn)實技術(shù)系統(tǒng)訓練能否增強重復經(jīng)顱磁刺激對大腦半球間相互抑制的調(diào)節(jié)作用的隨機對照研究方案設計，但現(xiàn)還未見有證實腦機接口-虛擬現(xiàn)實技術(shù)治療有效的臨床試驗報告。

3 結(jié)語

目前，有關(guān)腕-手矯形器的制作材料、制作方法、佩戴方式、佩戴時間均無標準，而探索腕-手矯形器制作和使用的標準化是有利于腕-手矯形器的普及使用和深入研究的。

在臨床實踐中，從技術(shù)上讓靜態(tài)腕-手矯形器的牽伸部位更準確、更細致、更安全，可能更有助于腕-手矯形器的普及使用。至于動態(tài)腕-手矯形器，將單純的動態(tài)腕-手矯形器與其他技術(shù)更緊密地結(jié)合，構(gòu)成如基于表面肌電控制的機器手[41]，尤其是腦機接口-虛擬現(xiàn)實技術(shù)系統(tǒng)，可能是未來腦卒中患者手功能康復治療措施的重要發(fā)展方向之一。