外骨骼機(jī)器人輔助康復(fù)訓(xùn)練對脊髓損傷患者的影響

摘要 目的：探討外骨骼機(jī)器人輔助康復(fù)訓(xùn)練對脊髓損傷患者軀體功能、上肢功能、步行能力的影響。方法：選取2018年1月—2023年1月于北京小湯山醫(yī)院接診的62例脊髓損傷患者，采用隨機(jī)數(shù)表法分為對照組和研究組，各31例。對照組患者接受常規(guī)康復(fù)訓(xùn)練，研究組患者接受外骨骼機(jī)器人輔助康復(fù)訓(xùn)練，比較兩組患者康復(fù)訓(xùn)練前后軀體功能指標(biāo)、上肢功能、步行能力及日常生活能力。結(jié)果：訓(xùn)練后與對照組相比，研究組上肢運(yùn)動(dòng)、下肢運(yùn)動(dòng)、輕觸覺、針刺覺評分均更高（Plt;0.05）。訓(xùn)練后，兩組患者上肢功能評分均有所提高，且研究組高于對照組（Plt;0.05）。訓(xùn)練后，兩組患者步行能力評分均有所上升，且研究組步行距離上升趨勢更為顯著（Plt;0.05）。訓(xùn)練后，兩組患者日常生活能力均提高，且研究組評分高于對照組（Plt;0.05）。結(jié)論：針對脊髓損傷患者，實(shí)施外骨骼機(jī)器人輔助康復(fù)訓(xùn)練，術(shù)后肢體功能恢復(fù)效果更佳，對提高患者軀體功能、上肢功能、延長步行距離具有積極意義，能夠提高患者日常生活能力。

關(guān)鍵詞 外骨骼機(jī)器人；康復(fù)訓(xùn)練；脊髓損傷；軀體功能；上肢功能；步行能力

中圖分類號(hào) R496 R651.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 2096-7721（2025）02-0282-05

Effect of exoskeleton robot-assisted rehabilitation training on patients with spinal cord injury

HE Jiangen， WU Liang

（Rehabilitation Department， Beijing Xiaotangshan Hospital， Beijing 102211， China）

Abstract Objective： To explore the effects of exoskeleton robot-assisted rehabilitation training on physical function， upper limb function， and walking ability of patients with spinal cord injury. Methods： 62 patients with spinal cord injury in Beijing Xiaotangshan Hospital from January 2018 to January 2023 were selected and divided into the control group （conventional rehabilitation training， n=31） and the study group （exoskeleton robot-assisted rehabilitation training， n=31） using a random number table. The physical function， upper limb function， walking ability， and activities of daily living before and after rehabilitation training between the two groups of patients were compared. Results： Compared with the control group， the scores of upper limb movement， lower limb movement， light touch sensation， and pinprick sensation were higher in the study group after training （Plt;0.05）. The upper limb function scores， walking ability scores， and daily living ability scores all increased in the two groups after training， and the upward trend on walking distance was more remarkable in the research group than that in the control group （Plt;0.05）. Conclusion： Exoskeleton robot-assisted rehabilitation training leads to better postoperative limb function recovery in patients with spinal cord injury， which has positive significance in improving physical function， upper limb function， activities of daily living， and can prolong walking distance of patients.

Key words Exoskeleton Robot; Rehabilitation Training; Spinal Cord Injury; Physical Function; Upper Limb Function; Walking Ability

隨著國家工業(yè)、交通行業(yè)的飛速發(fā)展，因交通意外、工地高墜等因素導(dǎo)致脊髓損傷患者有所增加。脊髓損傷作為脊柱損傷最嚴(yán)重的并發(fā)癥，不僅會(huì)造成損傷節(jié)段以下肢體的運(yùn)動(dòng)功能障礙，該病作為一種致殘率極高的損傷，還會(huì)影響患者的肢體功能，嚴(yán)重情況下將危及患者生命安全[1]。在臨床實(shí)踐中，脊髓損傷病例中以胸腰段損傷最為普遍，此類損傷占比超過50%。胸腰段損傷患者腰部以下區(qū)域?qū)⒃馐苡谰眯愿杏X和運(yùn)動(dòng)功能喪失，醫(yī)學(xué)術(shù)語稱之為“截癱”。此外，當(dāng)頸段脊髓受到損傷，患者的雙上肢和雙下肢均會(huì)出現(xiàn)功能障礙，這種狀況被稱為“四肢癱瘓”[2]。既往臨床針對脊髓損傷多在手術(shù)后借助康復(fù)訓(xùn)練、高壓氧艙治療、脈沖電治療等為患者提供恢復(fù)期的肢體功能恢復(fù)[3]。隨著現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的不斷發(fā)展，醫(yī)療機(jī)器人行業(yè)的不斷進(jìn)步，外骨骼機(jī)器人作為一種有效的康復(fù)訓(xùn)練途徑在臨床中應(yīng)用十分廣泛[4]。從理論角度出發(fā)，外骨骼機(jī)器人輔助康復(fù)訓(xùn)練對于脊髓損傷患者的步態(tài)、步行能力的改善作用已得到證實(shí)，然而，目前臨床針對外骨骼機(jī)器人在脊髓損傷患者康復(fù)訓(xùn)練中的研究資料較少[5]。

鑒于此，本研究對外骨骼機(jī)器人輔助康復(fù)訓(xùn)練的應(yīng)用價(jià)值展開以下分析。

1 資料與方法

1.1一般資料 選取2018年1月—2023年1月于北京小湯山醫(yī)院接診的62例脊髓損傷患者，采用隨機(jī)數(shù)表法分為對照組和研究組，各31例。納入標(biāo)準(zhǔn)：①依據(jù)《創(chuàng)傷性脊柱脊髓損傷診斷與治療專家共識(shí)（2022版）》[6]，經(jīng)醫(yī)院X線檢查確診為脊髓損傷者；②首次發(fā)病；③年齡lt;75歲；④患者意識(shí)清晰、生命體征穩(wěn)定，能夠配合完成康復(fù)訓(xùn)練；⑤患者肌張力改良Ashworth分級≤2級；⑥患者或家屬已簽署同意書。排除標(biāo)準(zhǔn)：①存在嚴(yán)重認(rèn)知功能、理解能力障礙者；②合并其他影響下肢功能、步行能力疾病者；③存在因外傷導(dǎo)致或病理性的骨折；④合并嚴(yán)重的骨質(zhì)疏松問題；⑤預(yù)計(jì)生存時(shí)間≤1年；⑥因皮膚問題導(dǎo)致表面電極不能附著在皮膚上。兩組患者臨床資料比較，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（Pgt;0.05），見表1。

1.2方法 對照組采取常規(guī)康復(fù)訓(xùn)練。訓(xùn)練期間，康復(fù)醫(yī)師通過向患者簡單介紹不同時(shí)期的康復(fù)訓(xùn)練內(nèi)容，解答患者疑問，并通過語言鼓勵(lì)患者，緩解其對疾病損傷、恢復(fù)效果的焦慮及擔(dān)憂。①急性期的康復(fù)訓(xùn)練：采取床邊訓(xùn)練，包括關(guān)節(jié)被動(dòng)活動(dòng)、早期坐起訓(xùn)練、呼吸及排痰訓(xùn)練、大小便訓(xùn)練。

②肌力訓(xùn)練、坐位訓(xùn)練、轉(zhuǎn)移訓(xùn)練和步行訓(xùn)練，或借助康復(fù)鍛煉手冊指導(dǎo)患者強(qiáng)化日常生活活動(dòng)能力的訓(xùn)練，多數(shù)患者需要配用適當(dāng)?shù)南轮C形器，康復(fù)醫(yī)師需要指導(dǎo)患者學(xué)習(xí)并使用。

研究組在對照組的基礎(chǔ)上，采取Ant-CH20外骨骼機(jī)器人輔助康復(fù)訓(xùn)練，具體內(nèi)容如下。①康復(fù)醫(yī)師通過測量患者腿長，精確調(diào)整患者所用外骨骼機(jī)器人的各連接桿長度。訓(xùn)練前，幫助患者將雙腳踩在足托上，使患者實(shí)現(xiàn)雙腿髖關(guān)節(jié)、膝關(guān)節(jié)的精準(zhǔn)對位，借助綁帶將患者與外骨骼機(jī)器人進(jìn)行固定（如圖1）。②穿戴完成后，康復(fù)醫(yī)師需借助控制器，將外骨骼機(jī)器人調(diào)整為站立模式，借助減重裝置，整體升高設(shè)備，保證患者雙足與地面之間間隔5～10 cm。③康復(fù)醫(yī)師根據(jù)患者身高，精細(xì)調(diào)節(jié)外骨骼機(jī)器人的步行幅度。④鍛煉頻次。初次訓(xùn)練時(shí)，需要安排患者進(jìn)行5 min的適應(yīng)性訓(xùn)練，以適應(yīng)外骨骼機(jī)器人輔助康復(fù)訓(xùn)練內(nèi)容。之后，可正式開展步行訓(xùn)練，訓(xùn)練20分鐘/次，1次/天，6天/周。在訓(xùn)練期間，康復(fù)醫(yī)師需著重觀察患者是否出現(xiàn)疲勞等其他不良反應(yīng)，及時(shí)調(diào)整訓(xùn)練方案或縮短訓(xùn)練時(shí)間。兩組患者康復(fù)訓(xùn)練均持續(xù)6個(gè)月。

1.3觀察指標(biāo) ①軀體功能。分別在訓(xùn)練前后采用脊髓損傷神經(jīng)學(xué)分類國際標(biāo)準(zhǔn)：從運(yùn)動(dòng)功能、感覺功能和損傷程度3個(gè)方面對患者的軀體功能進(jìn)行評估。運(yùn)動(dòng)功能包含上肢、下肢、肌力，總分100分；感覺功能包含輕觸覺、針刺覺，總分為224分。分?jǐn)?shù)越高，患者軀體功能恢復(fù)越好。②上肢功能。分別在訓(xùn)練前后借助Carroll上肢功能評定標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行患肢運(yùn)動(dòng)功能評估，總分99分，根據(jù)得分劃分等級（0～25分為1級、26～50分為2級、51～75分為3級、76～89分為4級、90～98分為5級、99分為6級），分?jǐn)?shù)越高，患者上肢功能越好。③步行能力。分別在訓(xùn)練前后采用脊髓損傷步行指數(shù)Ⅱ進(jìn)行患者步行能力評估。以患者步行10 m為評估標(biāo)準(zhǔn)，步行距離越遠(yuǎn)，患者步行能力越強(qiáng)。④日常生活能力。分別在訓(xùn)練前后采用脊髓獨(dú)立性評定Ⅲ進(jìn)行患者日常生活能力評估?？偡?00分，得分越高，患者日常生活能力越強(qiáng)。

1.4統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 所有數(shù)據(jù)均采用SPSS 25.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，計(jì)數(shù)資料以例數(shù)（百分比）[n（%）]表示，組間行 χ2檢驗(yàn)；符合正態(tài)分布的計(jì)量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（x±s）表示，組間采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)、組內(nèi)采用配對樣本t檢驗(yàn)。以Plt;0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

訓(xùn)練后與對照組相比，研究組患者上肢運(yùn)動(dòng)、下肢運(yùn)動(dòng)、輕觸覺、針刺覺評分均更高（Plt;0.05），見表2；訓(xùn)練后，兩組患者上肢功能評分均有所提高，且研究組高于對照組（Plt;0.05）；兩組患者步行能力評分均有所上升，且研究組步行距離上升趨勢更為顯著（Plt;0.05）；兩組患者日常生活能力均提高，且研究組評分高于對照組（Plt;0.05），見表3。

3 討論

脊髓損傷作為一種嚴(yán)重的中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病，患者損傷后其受損部位以下的運(yùn)動(dòng)、感覺功能部分或完全喪失[7-8]。導(dǎo)致脊髓損傷的因素較多，包含車禍、高處墜落、生活損傷等，患者不僅會(huì)出現(xiàn)肢體功能障礙，還會(huì)出現(xiàn)尿路感染、肺炎等并發(fā)癥，不僅會(huì)對日常生活產(chǎn)生嚴(yán)重影響，甚至?xí)绊懫渖踩玔9-10]?，F(xiàn)階段，臨床關(guān)于脊髓損傷患者的康復(fù)手段以運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練為主，康復(fù)效果確切，但所需時(shí)間較長，對人力資源的耗費(fèi)較高，同時(shí)患者在此過程中極易喪失對康復(fù)的信心[11-12]。隨著現(xiàn)代醫(yī)療科技的發(fā)展，外骨骼機(jī)器人已成為輔助康復(fù)訓(xùn)練的重要工具。這種先進(jìn)的設(shè)備不僅可以幫助患者在康復(fù)訓(xùn)練過程中恢復(fù)身體功能，還能有效提高訓(xùn)練效果并降低訓(xùn)練風(fēng)險(xiǎn)?？祻?fù)訓(xùn)練過程中，外骨骼機(jī)器人能夠根據(jù)患者的具體情況，提供個(gè)性化的輔助支持，通過精確的動(dòng)作捕捉和力量反饋機(jī)制實(shí)時(shí)調(diào)整訓(xùn)練強(qiáng)度和節(jié)奏，確?；颊咴诳祻?fù)訓(xùn)練中的安全[13-14]。同時(shí)，外骨骼機(jī)器人還可以模擬日常生活中的各種動(dòng)作，幫助患者逐步恢復(fù)日常生活能力。外骨骼機(jī)器人除了提供個(gè)性化的輔助支持外，還具有智能化的數(shù)據(jù)分析功能，通過對患者訓(xùn)練過程中的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，醫(yī)生可以更加準(zhǔn)確地了解患者的康復(fù)情況，從而制定更加科學(xué)有效的康復(fù)計(jì)劃[15-16]。此外，外骨骼機(jī)器人還可以與其他醫(yī)療設(shè)備實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)，為患者提供更加全面的康復(fù)服務(wù)。

訓(xùn)練后，研究組患者上肢運(yùn)動(dòng)、下肢運(yùn)動(dòng)、輕觸覺、針刺覺評分均高于對照組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（Plt;0.05）。分析原因?yàn)?，大部分脊髓損傷患者不具備進(jìn)行步行訓(xùn)練的條件，而常規(guī)的康復(fù)訓(xùn)練想要達(dá)到對患者的步行能力進(jìn)行鍛煉，需要較長時(shí)間的下肢功能訓(xùn)練，借助外骨骼機(jī)器人能夠使脊髓損傷患者在早期盡快適應(yīng)直立體位，并展開步行訓(xùn)練，對促進(jìn)其軀體功能恢復(fù)具有積極作用[17-18]。

針對脊髓損傷患者的步行能力訓(xùn)練，首先要對其進(jìn)行全面的身體評估，了解患者的損傷程度、肌肉力量、平衡能力等[19-20]。根據(jù)評估結(jié)果，制定個(gè)性化的康復(fù)計(jì)劃，包括運(yùn)動(dòng)療法、物理療法、作業(yè)療法等多種治療手段的綜合運(yùn)用[21-22]。但脊髓損傷患者的步行能力恢復(fù)是一個(gè)復(fù)雜且漫長的過程，患者往往難以堅(jiān)持。現(xiàn)今臨床通過科學(xué)、系統(tǒng)的康復(fù)訓(xùn)練，患者仍有實(shí)現(xiàn)步行能力顯著提升的可能[23-24]。本研究中，訓(xùn)練后兩組患者步行能力評分均有所上升，且研究組評分上升趨勢更為顯著，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（Plt;0.05）。分析原因?yàn)?，外骨骼機(jī)器人輔助康復(fù)訓(xùn)練中，外骨骼機(jī)器人能夠幫助患者接受高重復(fù)運(yùn)動(dòng)，使得患者能夠盡早接受反復(fù)的肢體運(yùn)動(dòng)刺激。在傳統(tǒng)的康復(fù)訓(xùn)練中，雖然也能夠改善患者的步行能力，但受康復(fù)醫(yī)師的工作經(jīng)驗(yàn)以及醫(yī)療資源分配等因素影響，患者的訓(xùn)練需求往往得不到滿足，因而借助外骨骼機(jī)器人輔助康復(fù)訓(xùn)練的患者，其步行能力的恢復(fù)效果更佳[25-26]。

脊髓損傷引起的上肢運(yùn)動(dòng)功能障礙，其康復(fù)訓(xùn)練過程相對復(fù)雜且漫長。在短時(shí)間內(nèi)借助常規(guī)康復(fù)訓(xùn)練，不能達(dá)到上肢功能理想的恢復(fù)效果[27-28]。本研究中，訓(xùn)練后兩組患者上肢功能評分均有所提高，且研究組高于對照組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（Plt;0.05）。分析原因?yàn)?，外骨骼機(jī)器人具有較好的支撐作用，其設(shè)計(jì)原理更接近人體工學(xué)，在鍛煉的過程中，能夠有效對患者的肩關(guān)節(jié)、肘關(guān)節(jié)以及腕關(guān)節(jié)做主動(dòng)訓(xùn)練，因而借助外骨骼機(jī)器人輔助康復(fù)訓(xùn)練的患者，其上肢運(yùn)動(dòng)恢復(fù)效果更為顯著[29]。

日常生活能力的評估能夠幫助康復(fù)醫(yī)師了解患者術(shù)后生活自理能力的恢復(fù)程度。本研究中，訓(xùn)練后兩組患者日常生活能力均提高，研究組評分較對照組更高，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（Plt;0.05）。分析原因?yàn)?，外骨骼機(jī)器人通過固定患者上半身，輔助其下肢進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，以四肢聯(lián)動(dòng)的訓(xùn)練優(yōu)勢，能夠提升患者腰背部殘存的肌力，并以反復(fù)、節(jié)律性的肢體動(dòng)作，幫助患者恢復(fù)腰腹部的運(yùn)動(dòng)力量，持續(xù)性的抗重力收縮運(yùn)動(dòng)，能夠達(dá)到增強(qiáng)患者核心肌群力量的目的，這對提高患者日常生活能力具有重要作用[30]。

綜上所述，針對脊髓損傷患者實(shí)施外骨骼機(jī)器人輔助康復(fù)訓(xùn)練，患者術(shù)后的肢體功能恢復(fù)效果更佳，其對提高患者軀體功能、上肢功能，延長步行距離具有積極意義，患者日常生活能力有所提高。

利益沖突聲明：本文不存在任何利益沖突。

作者貢獻(xiàn)聲明：何件根負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)論文框架，起草論文，數(shù)據(jù)收集，統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，繪制圖表，論文修改，擬定寫作思路，指導(dǎo)撰寫文章并最后定稿；何件根、武亮均負(fù)責(zé)實(shí)驗(yàn)操作，研究過程的實(shí)施。

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收稿日期：2024-05-31

編輯：趙敏

基金項(xiàng)目：北京市醫(yī)院管理中心青年人才培養(yǎng)“青苗”計(jì)劃任務(wù)書（QML20212202）

Foundation Item： Youth Talent Training “Young Seedlings” Program Task of Beijing Hospital Management Center （QML20212202）

引用格式：何件根，武亮. 外骨骼機(jī)器人輔助康復(fù)訓(xùn)練對脊髓損傷患者的影響[J].機(jī)器人外科學(xué)雜志（中英文），2025，6（2）：282-286.

Citation： HE J G， WU L. Effect of exoskeleton robot-assisted rehabilitation training on patients with spinal cord injury[J]. Chinese Journal of Robotic Surgery， 2025， 6（2）： 282-286.

通訊作者（Corresponding Author）：武亮（WU Liang），Email：1972wuliang@sina.com