外骨骼機(jī)器人分離運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練對(duì)腦卒中偏癱患者下肢功能康復(fù)的效果研究

摘要 目的：探討外骨骼機(jī)器人分離運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練對(duì)腦卒中偏癱患者下肢功能康復(fù)的影響。方法：選取2022年12月—2024年6月大慶油田總醫(yī)院收治的腦卒中偏癱患者180例作為研究對(duì)象，按照隨機(jī)數(shù)字表法將其分為觀察組和對(duì)照組，每組90例。對(duì)照組予外骨骼機(jī)器人隨意運(yùn)動(dòng)軌跡（復(fù)合運(yùn)動(dòng)）訓(xùn)練，觀察組予外骨骼機(jī)器人固定軌跡（分離運(yùn)動(dòng)）訓(xùn)練。比較兩組訓(xùn)練前后6 min步行試驗(yàn)（6 MWT）、10 m步行測(cè)試（10 MWT）、Holden步行功能分級(jí)量表（FAC）評(píng)分、Fugl-Meyer下肢運(yùn)動(dòng)評(píng)定量表（FMA-LE）評(píng)分、改良Ashworth分級(jí)（MAS）評(píng)分、膝關(guān)節(jié)與髖關(guān)節(jié)活動(dòng)度、改良Barthel指數(shù)（MBI）評(píng)分和體感誘發(fā)電位（SEP）。結(jié)果：與訓(xùn)練前相比，訓(xùn)練后兩組患者6 MWT、10 MWT結(jié)果均提升，且觀察組優(yōu)于對(duì)照組（Plt;0.05）；與訓(xùn)練前相比，訓(xùn)練后兩組患者FAC與FMA-LE評(píng)分提高，MAS評(píng)分降低，與對(duì)照組相比，訓(xùn)練后觀察組FAC與FMA-LE評(píng)分更高，MAS評(píng)分更低（Plt;0.05）；與訓(xùn)練前相比，訓(xùn)練后兩組患者膝關(guān)節(jié)和髖關(guān)節(jié)活動(dòng)度提高，且觀察組高于對(duì)照組（Plt;0.05）；與訓(xùn)練前相比，訓(xùn)練后兩組患者M(jìn)BI各項(xiàng)指標(biāo)評(píng)分及總分均提高，對(duì)比對(duì)照組，訓(xùn)練后觀察組上樓、轉(zhuǎn)移、步行、如廁評(píng)分及MBI總分更高（Plt;0.05）；與訓(xùn)練前相比，訓(xùn)練后兩組患者P40波幅提高，P40潛伏期縮短，與對(duì)照組相比，訓(xùn)練后觀察組P40波幅更高，P40潛伏期更短（Plt;0.05）。結(jié)論：基于外骨骼機(jī)器人分離運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練可有效改善腦卒中偏癱患者肌張力、下肢運(yùn)動(dòng)功能和步行能力，提高膝關(guān)節(jié)、髖關(guān)節(jié)活動(dòng)度，改善生活質(zhì)量；SEP作為一項(xiàng)良好的康復(fù)療效評(píng)價(jià)指標(biāo)，可準(zhǔn)確、客觀反映神經(jīng)功能變化情況。

關(guān)鍵詞 下肢外骨骼機(jī)器人；分離運(yùn)動(dòng)；腦卒中；步行能力；體感誘發(fā)電位

中圖分類號(hào) R493 R743 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 2096-7721（2025）03-0404-06

Effect of exoskeleton robot-assisted training on lower limb functional rehabilitation in stroke patients with hemiplegia

Abstract Objective： To explore the effect of exoskeleton robot-assisted training on lower limb functional rehabilitation in stroke patients with hemiplegia. Methods： 180 patients with hemiplegia after stroke who were treated in Daqing Oilfield General Hospital from December 2022 to June 2024 were selected. They were divided into the observation group （n=90） and the control group （n=90） using the random number table method. The control group was given a random trajectory exoskeleton robotic training （compound motion）， and the observation group was given a fixed trajectory exoskeleton robotic training （separated motion）. The differences in the 6 min walking test （6 MWT）， 10 m walking test （10 MWT）， Holden Walking Functional Classification Scale （FAC） scores， Fugl-Meyer Assessment of Lower Extremity （FMA-LE） scores， Modified Ashworth Scale （MAS） scores， knee and hip joint mobility， Modified Barthel Index （MBI） score， and somatosensory evoked potentials （SEP） between the two groups of patients before and after training were compared.

Results： Compared with that before training， the 6 MWT and 10 MWT were improved in both groups after training， and they were better in the observation group than those in the control group （Plt;0.05）. The FAC and FMA-LE scores were improved， and the MAS scores were reduced in both groups after training， the FAC and FMA-LE scores were higher and the MAS scores were lower in the observation group than those in the control group （Plt;0.05）. Compared with that before training， the knee and hip mobility increased in both groups after training， and it was better in the observation group than the control group （Plt;0.05）. The MBI scores of all indicators and total scores increased in the two groups after training， and the observation group had higher scores of going up the stairs， transferring， walking， toileting， and the total score of MBI after training compared with the control group （Plt;0.05）. Compared with that before training， the P40 wave amplitude increased and P40 latency shortened in both groups after training， and the P40 wave amplitude was higher and P40 latency was shorter in the observation group than those in the control group after training （Plt;0.05）.

Conclusion： Exoskeleton robotic assisted training can effectively improve muscle tone， lower limb motor function， and walking ability of stroke patients with hemiplegia， improve their knee and hip mobility， and improve their quality of life. SEP， as a good evaluation indicator of rehabilitation efficacy， can reflect changes in neurological function accurately and objectively.

Key words Lower Limb Exoskeleton Robot; Separation Motion; Stroke; Walking Ability; Somatosensory Evoked Potential

腦卒中具有高發(fā)病率、高致殘率、高死亡率的特點(diǎn)，往往會(huì)導(dǎo)致患者出現(xiàn)偏癱等后遺癥，成為嚴(yán)重危害人類健康的全球性問(wèn)題[1]。隨著急救醫(yī)療水平的提高，約2/3腦卒中患者可存活下來(lái)，但50%以上存在不同程度軀體功能障礙[2]，下肢運(yùn)動(dòng)功能障礙是腦卒中發(fā)病后存在的主要問(wèn)題之一，而下肢運(yùn)動(dòng)功能是患者獲得獨(dú)立生活能力的主導(dǎo)因素[3]。近年來(lái)，下肢康復(fù)機(jī)器人在腦卒中康復(fù)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。下肢外骨骼機(jī)器人可為患者持續(xù)提供規(guī)定參數(shù)的康復(fù)輔助，維持訓(xùn)練的統(tǒng)一連貫性，通過(guò)重復(fù)精確的步行任務(wù)練習(xí)，促進(jìn)正常步態(tài)和下肢運(yùn)動(dòng)能力的恢復(fù)[4]，目前，下肢外骨骼機(jī)器人已成為改善腦卒中偏癱患者步行功能效果確切的一項(xiàng)技術(shù)[5]。腦卒中偏癱患者對(duì)運(yùn)動(dòng)的控制能力減弱或喪失，表現(xiàn)為刻板的協(xié)同運(yùn)動(dòng)模式[6]，分離運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練通過(guò)大量重復(fù)性動(dòng)作控制，利于患者學(xué)習(xí)相關(guān)運(yùn)動(dòng)技能，重新獲得對(duì)運(yùn)動(dòng)的控制能力[7]。基于此，本研究探討了外骨骼機(jī)器人分離運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練對(duì)腦卒中偏癱患者下肢運(yùn)動(dòng)功能的影響，以期為該類患者下肢運(yùn)動(dòng)功能訓(xùn)練方案提供臨床依據(jù)?，F(xiàn)報(bào)道如下。

1 資料與方法

1.1一般資料 選取2022年12月—2024年6月大慶油田總醫(yī)院收治的腦卒中偏癱患者180例作為研究對(duì)象，按照隨機(jī)數(shù)字表法將其分為觀察組（外骨骼機(jī)器人分離運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練）和對(duì)照組（外骨骼機(jī)器人復(fù)合運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練），每組90例。納入標(biāo)準(zhǔn)：①符合《中國(guó)各類主要腦血管病診斷要點(diǎn)2019》[8]腦卒中診斷標(biāo)準(zhǔn)；②首次發(fā)病，單側(cè)病灶；③患側(cè)下肢Brunnstrom分期Ⅱ～Ⅳ期；④無(wú)明顯認(rèn)知障礙，簡(jiǎn)易精神狀態(tài)檢查（Mini-mental Status Examination，MMSE）評(píng)分gt;22分；⑤生命體征平穩(wěn)；⑥簽署知情同意書。排除標(biāo)準(zhǔn)：①關(guān)節(jié)活動(dòng)范圍嚴(yán)重受限，限制步行動(dòng)作；②合并心律失常、急性心肌梗死等嚴(yán)重心臟疾病；③嚴(yán)重骨質(zhì)疏松；④四肢和脊柱骨折；⑤合并其他惡性腫瘤。兩組患者一般資料比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（Pgt;0.05），具有可比性（見(jiàn)表1）。

1.2方法 兩組患者均行常規(guī)康復(fù)訓(xùn)練，包括起坐轉(zhuǎn)移、站位平衡、單腿站立、重心轉(zhuǎn)移、關(guān)節(jié)控制、邁步、上下臺(tái)階、步行，訓(xùn)練頻率為1次/天，40分鐘/次，5天/周，連續(xù)訓(xùn)練4周。

在常規(guī)康復(fù)訓(xùn)練的基礎(chǔ)上，兩組患者采用下肢外骨骼步行康復(fù)器UG0221進(jìn)行訓(xùn)練。依據(jù)患者下肢長(zhǎng)度調(diào)整外骨骼機(jī)械臂，協(xié)助患者穿戴外骨骼并固定，由機(jī)器人輔助患者進(jìn)入站立模式，對(duì)照組進(jìn)行外骨骼機(jī)器人隨意運(yùn)動(dòng)軌跡訓(xùn)練（復(fù)合運(yùn)動(dòng)：正常行走、原地踏步），是踝、膝、髖關(guān)節(jié)參與的多關(guān)節(jié)復(fù)合運(yùn)動(dòng)。觀察組進(jìn)行外骨骼機(jī)器人固定軌跡訓(xùn)練，如踝、髖關(guān)節(jié)固定時(shí)，膝關(guān)節(jié)做屈曲、伸直運(yùn)動(dòng)；踝、膝關(guān)節(jié)固定時(shí)，髖關(guān)節(jié)做內(nèi)收、外展運(yùn)動(dòng)，是單個(gè)關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)的分離運(yùn)動(dòng)。訓(xùn)練頻率為1次/天，20分鐘/次，5天/周，連續(xù)訓(xùn)練4周。

1.3觀察指標(biāo) ①6 min步行試驗(yàn)（6-minute Walk Test，6 MWT）：患者在30 m走廊循環(huán)行走6 min，記錄步行距離；②10 m步行測(cè)試（10-meter Walk Test，10 MWT）：患者盡可能以最快速度行走，用秒表記錄其行走10 m所用時(shí)間，計(jì)算10 m最大步行速度。③Holden步行功能分級(jí)量表（Functional Ambulation Classification，F(xiàn)AC）：分為6個(gè)級(jí)別，不能行走或需2人以上幫助為0級(jí)；需1人持續(xù)幫助轉(zhuǎn)移重量為1級(jí)；需1人持續(xù)或間斷地幫助協(xié)調(diào)為2級(jí)；無(wú)需他人直接的身體扶持，需1人在旁監(jiān)護(hù)或言語(yǔ)指導(dǎo)為3級(jí)；在平面上可獨(dú)立步行為4級(jí)；可獨(dú)立地去任何地方為5級(jí)。級(jí)別越高，表明患者步行能力越好。④Fugl-Meyer下肢運(yùn)動(dòng)評(píng)定量表（Fugl-Meyer Assessment Lower Extremity，F(xiàn)MA-LE）評(píng)分：滿分34分，得分越高，表明患者下肢運(yùn)動(dòng)功能越好。⑤改良Ashworth分級(jí)（Modified Ashworth Scale，MAS）評(píng)分：分為6個(gè)等級(jí)，0級(jí)表示肌張力不增加，被動(dòng)活動(dòng)時(shí)患側(cè)肢體在整個(gè)范圍內(nèi)均無(wú)阻力；1級(jí)表示肌張力輕微增加，被動(dòng)關(guān)節(jié)活動(dòng)時(shí)，在終末出現(xiàn)阻力或突然卡住，然后阻力消失或僅有極小阻力；1+級(jí)表示肌張力輕度增加，被動(dòng)關(guān)節(jié)活動(dòng)到一半后出現(xiàn)阻力或卡住，如繼續(xù)被動(dòng)活動(dòng)關(guān)節(jié)則始終有小阻力；2級(jí)表示肌張力明顯增加，做被動(dòng)關(guān)節(jié)活動(dòng)時(shí)，大部分范圍內(nèi)均有肌張力增加，但仍可容易地活動(dòng)受累的關(guān)節(jié)；3級(jí)表示肌張力顯著增加，做被動(dòng)關(guān)節(jié)活動(dòng)時(shí)全范圍內(nèi)有困難；4級(jí)表示肌張力高度增加，僵直關(guān)節(jié)僵直于某一位置上，不能活動(dòng)。⑥膝關(guān)節(jié)、髖關(guān)節(jié)活動(dòng)度：采用瑞士Hocoma醫(yī)療器械公司L-ROM進(jìn)行檢測(cè)膝關(guān)節(jié)屈曲、髖關(guān)節(jié)內(nèi)外旋范圍。⑦改良Barthel指數(shù)（Modified Barthel Index，MBI）評(píng)分：總分為100分，分值越大，表示患者日常生活活動(dòng)能力越好。⑧體感誘發(fā)電位（Somatosensory Evoked Potential，SEP）：采用誘發(fā)電位儀進(jìn)行SEP檢測(cè)，患者取平臥位，以患側(cè)下肢內(nèi)踝下內(nèi)側(cè)脛后神經(jīng)行經(jīng)處為刺激點(diǎn)，記錄患側(cè)皮質(zhì)電位P40波幅與潛伏期。

1.4統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 所有數(shù)據(jù)采用SPSS 25.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，計(jì)數(shù)資料以例數(shù)（百分比）[n（%）]表示，行 χ2檢驗(yàn)；等級(jí)資料采用Ridit檢驗(yàn)；計(jì)量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（x±s）表示，行t檢驗(yàn)。采用雙側(cè)檢驗(yàn)，α=0.05。

2 結(jié)果

2.1 6 MWT與10 MWT 與訓(xùn)練前相比，訓(xùn)練后兩組患者6 MWT和10 MWT結(jié)果均改善，且觀察組優(yōu)于對(duì)照組（Plt;0.05），見(jiàn)表2。

2.2 FAC、FMA-LE與MAS評(píng)分 與訓(xùn)練前相比，訓(xùn)練后兩組患者FAC和FMA-LE評(píng)分提高，MAS評(píng)分降低，且與對(duì)照組相比，訓(xùn)練后觀察組FAC和FMA-LE評(píng)分更高，MAS評(píng)分更低（Plt;0.05），見(jiàn)表3。

2.3膝關(guān)節(jié)與髖關(guān)節(jié)活動(dòng)度 與訓(xùn)練前相比，訓(xùn)練后兩組患者膝關(guān)節(jié)與髖關(guān)節(jié)活動(dòng)度提高，且觀察組高于對(duì)照組（Plt;0.05），見(jiàn)表4。

2.4 MBI評(píng)分 與訓(xùn)練前相比，訓(xùn)練后兩組患者M(jìn)BI各項(xiàng)指標(biāo)評(píng)分及總分均提高，且與對(duì)照組相比，訓(xùn)練后觀察組上樓、轉(zhuǎn)移、步行、如廁評(píng)分及MBI總分更高（Plt;0.05），見(jiàn)表5。

2.5 SEP 與訓(xùn)練前相比，訓(xùn)練后兩組患者P40波幅提高，P40潛伏期縮短，且與對(duì)照組相比，訓(xùn)練后觀察組P40波幅更高，P40潛伏期更短（Plt;0.05），見(jiàn)表6。

3 討論

腦卒中康復(fù)指南指出，科學(xué)、早期的康復(fù)訓(xùn)練對(duì)降低腦卒中致殘率、提高生活質(zhì)量具有重要意義[9-12]，但現(xiàn)有腦卒中康復(fù)方法的效果并不令人滿意。研究報(bào)道，腦卒中患者中30%～40%經(jīng)系統(tǒng)康復(fù)治療后仍存在下肢運(yùn)動(dòng)功能障礙，且步行能力無(wú)法恢復(fù)[13-16]。下肢外骨骼康復(fù)機(jī)器人運(yùn)用減重和反復(fù)邁步訓(xùn)練來(lái)改善下肢功能，多項(xiàng)研究報(bào)道，其可有效地改善腦卒中偏癱患者步行功能[17-20]。下肢外骨骼機(jī)器人訓(xùn)練模式如同正常人步行，通過(guò)帶動(dòng)患者下肢各關(guān)節(jié)進(jìn)行重復(fù)主被動(dòng)運(yùn)動(dòng)，反復(fù)刺激步行中樞模式發(fā)生器（脊髓），并對(duì)肌腱、關(guān)節(jié)、足底的本體感覺(jué)輸入起到強(qiáng)化作用，糾正錯(cuò)誤運(yùn)動(dòng)模式，改善步行能力[21-24]。既往下肢外骨骼康復(fù)機(jī)器人相關(guān)研究主要集中在其對(duì)腦卒中偏癱患者的臨床效果評(píng)價(jià)，鮮有研究探討不同訓(xùn)練方案對(duì)康復(fù)的影響。

固定運(yùn)動(dòng)軌跡由于學(xué)習(xí)難度降低，利于患者學(xué)習(xí)相關(guān)運(yùn)動(dòng)技能，提高了肌肉激活時(shí)序性與關(guān)節(jié)耦合程度，模擬了分離運(yùn)動(dòng)，打破粗大共同運(yùn)動(dòng)模式，更好地掌握下肢主動(dòng)運(yùn)動(dòng)控制能力[25-26]。下肢外骨骼機(jī)器人通過(guò)固定軌跡進(jìn)行反復(fù)分離運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練，有效改善下肢關(guān)節(jié)主動(dòng)控制能力，為多肌肉與多關(guān)節(jié)參與的復(fù)合運(yùn)動(dòng)奠定基礎(chǔ)。本研究顯示，與訓(xùn)練前相比，訓(xùn)練后兩組患者M(jìn)AS評(píng)分降低，6 MWT、10 MWT、FAC、FMA-LE評(píng)分及膝關(guān)節(jié)、髖關(guān)節(jié)活動(dòng)度提高，且與對(duì)照組相比，訓(xùn)練后觀察組MAS評(píng)分更低，F(xiàn)AC、FMA-LE評(píng)分及膝關(guān)節(jié)、髖關(guān)節(jié)活動(dòng)度更高，提示外骨骼機(jī)器人固定軌跡（分離運(yùn)動(dòng)）訓(xùn)練更有利于降低腦卒中偏癱患者肌張力，提高其步行能力、下肢運(yùn)動(dòng)功能及膝關(guān)節(jié)、髖關(guān)節(jié)活動(dòng)度。分析認(rèn)為外骨骼機(jī)器人隨意運(yùn)動(dòng)軌跡訓(xùn)練任務(wù)比較隨機(jī)，未針對(duì)患者功能狀況制定針對(duì)性任務(wù)，可能存在其他肌肉關(guān)節(jié)代償?shù)赝瓿扇蝿?wù)。外骨骼機(jī)器人分離運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練具有以下優(yōu)勢(shì)：①主要進(jìn)行膝關(guān)節(jié)屈曲伸直、髖關(guān)節(jié)內(nèi)收外展，有助于維持膝、髖關(guān)節(jié)活動(dòng)度；②單關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)時(shí)，限制了其他關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)，減少異常肌張力產(chǎn)生代償動(dòng)作，促進(jìn)分離運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生，避免產(chǎn)生異常運(yùn)動(dòng)模式；③運(yùn)動(dòng)目標(biāo)較為簡(jiǎn)單，降低訓(xùn)練中學(xué)習(xí)難度，利于患者學(xué)習(xí)相關(guān)運(yùn)動(dòng)技能；④固定運(yùn)動(dòng)軌跡與日常單個(gè)功能訓(xùn)練目標(biāo)相符，通過(guò)反復(fù)動(dòng)作控制反饋于中樞，有助于腦功能重塑和神經(jīng)再支配，最終誘發(fā)正確運(yùn)動(dòng)模式[27]。MBI側(cè)重于評(píng)估患者日常生活功能狀態(tài)，本研究結(jié)果顯示，訓(xùn)練后觀察組上樓、轉(zhuǎn)移、步行、如廁評(píng)分及MBI總分均顯著優(yōu)于對(duì)照組，提示外骨骼機(jī)器人分離運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練能進(jìn)一步提高患者日常生活活動(dòng)能力，促進(jìn)患者早日回歸家庭及社會(huì)。

目前，臨床普遍采用如FAC、FMA、MBI等量表評(píng)估腦卒中偏癱患者的康復(fù)療效，但上述量表存在較強(qiáng)主觀性，受患者及檢查者主觀因素影響較大。SEP是客觀、無(wú)創(chuàng)電生理檢查，反映軀體感覺(jué)傳導(dǎo)通路及有髓神經(jīng)纖維傳導(dǎo)功能，量化評(píng)估患者神經(jīng)功能狀態(tài)[28]。P40為神經(jīng)沖動(dòng)傳遞至大腦后回所產(chǎn)生的皮質(zhì)電位，其波幅和潛伏期參數(shù)變化可反映大腦皮質(zhì)及其聯(lián)系纖維的損害程度。多項(xiàng)研究顯示，腦卒中患者肢體運(yùn)動(dòng)功能障礙與SEP變化有關(guān)，且SEP的變化對(duì)肢體運(yùn)動(dòng)功能恢復(fù)具有預(yù)測(cè)價(jià)值[29-30]。近年來(lái)，SEP逐漸成為腦卒中康復(fù)療效評(píng)定的可靠定量指標(biāo)。本研究結(jié)果顯示，訓(xùn)練后兩組患者下肢P40波幅提高，潛伏期縮短，且觀察組患者變化更明顯，提示外骨骼機(jī)器人分離運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練更為有效，可能與其有助于患者相應(yīng)腦功能重塑有關(guān)。同時(shí)，SEP結(jié)果與臨床量表評(píng)價(jià)結(jié)果具有一致性，也表明SEP可作為一項(xiàng)良好的康復(fù)療效評(píng)價(jià)指標(biāo)。本研究不足之處在于，樣本量小，干預(yù)時(shí)間短，且缺乏隨訪研究，未觀察外骨骼機(jī)器人分離運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練是否長(zhǎng)期有效，還需進(jìn)一步通過(guò)擴(kuò)大樣本量，延長(zhǎng)治療及觀察時(shí)間，全方位、更深層次地進(jìn)行驗(yàn)證。

綜上所述，外骨骼機(jī)器人分離運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練可有效改善腦卒中偏癱患者肌張力及下肢運(yùn)動(dòng)功能、步行能力，提高膝關(guān)節(jié)、髖關(guān)節(jié)活動(dòng)度，改善生活質(zhì)量；SEP作為一項(xiàng)良好的康復(fù)療效評(píng)價(jià)指標(biāo)，可準(zhǔn)確、客觀反映神經(jīng)功能變化情況。

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