中圖分類號 R493文獻標識碼 A文章編號 2096-7721(2025)04-0613-06
Application effect of biofeedback electrical stimulation combined with rehabilitation robot on the recovery of lower limb dysfunction in post-stroke patients
JIANGJuanyu,WANGWeifeng,ZHANGBaihui ( , ,Changzhou 213161,China)
AbstractObjective:Toanalyetheinterventionefectofbiofeedback electrical stimulationcombinedwithrehabilitationrobot ontherecoveryoflowerlimb dysfunction inpost-stroke patients.Methods:97 patients withlowerlimb dysfunctionafter stroke who wereadmited to fromMarch2O21toMarch2O24 wereselected.They were randomlydividedintothecontrolgroup(n=48,biofedbackelectricalstimulation)andtheobservationgroup(n=49,biofeedack electricalstimulationcombined withrehabilitationrobotintervention).Both groups underwent4 weeksof training.Lowerlimb function,gaittatus,qualityoflife,urologicalindicators,nddesereactioswereomparedbtweentetwogoupsofatits. Results:Comparedwiththecontrolgroup,theobservationgroupshowedsignificantlyhigerFugl-MeyerAsessmentforLowerExtremity (FMA-LE) scores and Berg Balance Scale (BBS) scores after 4 weeks of treatment ( P lt; 0 . 0 5) . The observation group also showed higher FunctionalAmbulation Category (FAC)scores,greaterstepfrequencyandspeed,andshortergaitcyclecomparedtothecontrolgroup ( P lt;0.05).Aditionaly,higherAtivitiesofDailyLiving Scale (ADL)scoresandStroke Specific QualityofLifeScale (SS-QOL)scores were found in the observation group than those in the control group ( Plt;0 . 0 5 ) . Neurological indicators in the observation group showed higherlevelsofervegowthfctor(NG)andrainderivedneurotroicfacto(BDNF),utlowerlevelsofneuro-specificoase(E) compared to those in the control group ( Plt;0 . 0 5 ) .Conclusion:Biofeedback electrical stimulation combined with rehabilitation robots can promotethecoveyflbuctiopeitatuslateseulgicaliicatosdaedilyvingbilitydlf life in post-stroke patients with lower limb dysfunction.
KeywordsBiofeedbackElectricalStiulation;Robot;LowerLimbDysfunctionafterStroke;FunctionalRecovery
腦卒中是一種常見的神經(jīng)系統(tǒng)疾病,其發(fā)病率逐年上升,已成為全球范圍內(nèi)造成殘疾和死亡的主要原因之一[1]。在腦卒中的急性期和康復階段,患者常常伴隨不同程度的運動功能障礙,尤其是下肢功能受損,嚴重影響患者的生活質(zhì)量和社會功能[2]。因此,尋找有效的康復治療手段對于改善患者的康復效果具有重要意義。傳統(tǒng)的腦卒中康復治療主要包括功能訓練、藥物治療等手段,然而這些方法存在康復效果緩慢等問題[3]。近年來,隨著醫(yī)療技術(shù)的不斷進步和康復理念的不斷更新,生物反饋電刺激和康復機器人逐漸應用于臨床實踐,并取得了一定的成效。生物反饋電刺激技術(shù)通過監(jiān)測患者的生理參數(shù),并將其轉(zhuǎn)化為可視化或聽覺化的反饋信號,幫助患者更好地感知和控制身體運動,從而促進受損神經(jīng)系統(tǒng)的功能重建[4]??祻蜋C器人利用先進的機械設備對患者進行定向、重復的運動訓練,為患者提供個性化的康復方案,并在康復過程中保持高度的可控性和安全性[5]。盡管臨床已有研究表明[6-7],二者在疾病損傷康復中具有一定的應用前景,但鮮有研究將其進行聯(lián)合應用,故生物反饋電刺激聯(lián)合康復機器人的康復方案是一個新的研究方向。通過二者的互補作用,有望進一步提高康復效果,加速患者的康復進程。本研究旨在通過臨床試驗,探討生物反饋電刺激聯(lián)合康復機器人在腦卒中后下肢功能障礙患者中的應用效果。
1資料與方法
1.1一般資料選取2021年3月—2024年3月常州市武進中醫(yī)醫(yī)院收治的97例腦卒中后下肢功能障礙患者,將其隨機分成對照組( n = 4 8 ,生物反饋電刺激干預)與觀察組( n = 4 9 ,生物反饋電刺激聯(lián)合康復機器人干預),共持續(xù)訓練4周。比較兩組患者一般資料,差異無統(tǒng)計學意義( Pgt;0 . 0 5 ),見表1。本研究經(jīng)醫(yī)學倫理委員會批準(審批號:LL-2025-02-001)。
納入標準: ① 符合《中國各類主要腦血管病診斷要點2019》[8]中關(guān)于腦卒中的診斷標準,并經(jīng)CT、MRI等影像學檢測確診; ② 初次、單側(cè)發(fā)??;③ 18歲 ? 年齡 lt; 8 0 歲,性別不限; ④ 病程 個月,處于穩(wěn)定期; ⑤ 存在單側(cè)下肢功能障礙,但功能未完全喪失; ⑥ 具備一定的認知交流能力,可配合研究所需操作; ⑦ 對本次研究知情同意。排除標準:① 腦卒中后生命體征不穩(wěn)定; ② 存在嚴重認知、精神障礙; ③ 非首次發(fā)病; ④ 對本研究干預存在過敏反應及相關(guān)禁忌; ⑤ 近期接受過康復訓練指導。
1.2方法所有患者入院均給予常規(guī)康復治療,如調(diào)節(jié)顱內(nèi)壓、預防感染、維持腦神經(jīng)營養(yǎng)等,并通過指導飲食等方式維持患者整體健康狀況。
1.2.1對照組對照組接受生物反饋電刺激[9]偉思醫(yī)療科技有限責任公司,蘇食藥監(jiān)械(準)字2011第2210596號,型號:MyoTrac-Basic]干預,選擇自主控制模式,刺激強度 4 0 m A ,靈敏度 lt; 0 . 1 V 治療過程中由專業(yè)康復治療師進行指導,治療前詳細告知患者相關(guān)注意事項。將正、負刺激電極置于患者脛骨前肌肌腹上,正、負記錄電極置于相應刺激電極旁,開始治療時應告知患者需集中注意力,關(guān)注系統(tǒng)顯示器上肌電信號(紅色曲線),訓練包括用力-刺激-維持-休息4個階段,具體如下。① 用力:囑患者根據(jù)系統(tǒng)發(fā)出的提示音盡可能背屈踝關(guān)節(jié),使肌電信號升高,將患者當下最高值設置為基準高度。 ② 刺激:囑患者盡量用力超過先前自我基線高度,每次超越時系統(tǒng)均會自動給出一個外加強刺激作為獎勵,同時增大患者踝背屈度數(shù),期間引導患者仔細感受肌肉收縮引起的運動感覺。③ 維持:引導患者根據(jù)提示音維持踝背屈動作,記錄單次維持時間,要求患者逐漸增加維持時間。④ 休息:囑患者充分放松肌肉,在放松肌肉時系統(tǒng)顯示器的肌電信號曲線越低越好。將以上4個訓練階段反復進行,當患者自發(fā)肌電信號連續(xù)多次超過閾值時,儀器會在下次收縮時自動調(diào)整閾值。每次治療 3 0 m i n ,每天1次,每周訓練6次,持續(xù)訓練4周。1.2.2觀察組觀察組在對照組基礎上進行康復機器人(廣州一康醫(yī)療設備實業(yè)有限公司,型號:A1,如圖1)干預,由專業(yè)康復訓練師為患者穿戴外骨骼康復機器人,記錄患者身體指標信息,并根據(jù)患者個人情況對機器人輔助訓練參數(shù)進行調(diào)節(jié)。在訓練時,康復機器人可自動采集患者健側(cè)肢體的運動反應,并通過人機交互鏡像技術(shù)幫助患者患側(cè)下肢運動。在每次訓練開始前,統(tǒng)一設置初始步頻為0 . 2 H z (最高 0 . 5 H z ),雙腿活動度設置為 ,膝關(guān)節(jié)活動度設置為
。訓練開始后,康復機器人會根據(jù)患者自身能力對助力、步頻、步幅等方面進行反饋調(diào)節(jié),患者在訓練時康復師會全程陪同,并適時給予患者協(xié)助。每次訓練 3 0 m i n ,每天2次,每周訓練6次,持續(xù)訓練4周。觀察組患者先進行生物反饋電刺激干預,后進行康復機器人干預,兩項干預的間隔在
以上,確保患者體力的恢復。
1.3觀察指標
1.3.1下肢功能于治療前、治療4周后,采用Fugl-Meyer下肢運動功能評定量表(Fugl-MeyerAssessment for Lower Extremity,F(xiàn)MA-LE)[9]和 Berg平衡量表(BergBalanceScale,BBS)[10]評估患者下肢功能恢復情況。FMA-LE量表共34分,BBS量表共56分,二者分值均與下肢功能正相關(guān)。
1.3.2步行步態(tài)情況于治療前、治療4周后,采用功能性步行量表(Functional Ambulation CategoryScale,F(xiàn)AC)[11]評估患者步行能力,F(xiàn)AC評分共6分,分值與步行能力正相關(guān);患者的步頻、步速、步行周期采用步態(tài)分析儀(美國MiniSun公司,型號:IDEEA)測量,每項指標均測量3次,最后取平均值。1.3.3生活狀況于治療前、治療4周后,采用日常生活活動能力評定量表(ActivityofDailyLivingScale,ADL)[12]和腦卒中專用生活質(zhì)量量表(Stroke-specificQualityofLife,SS-QOL)[13]評估患者生活狀況,ADL評分共100分,SS-QOL評分共245分,二者分值均與生活狀況正相關(guān)。
1.3.4神經(jīng)指標水平于治療前、治療4周后,收集患者血液標本( 4 m L ),離心采集上清液,分別使用酶聯(lián)免疫法、雙抗體夾心法及免疫層析法檢測兩組患者的神經(jīng)生長因子(NerveGrowthFactor,NGF)、腦源性神經(jīng)細胞營養(yǎng)因子(Brain-derivedNeurotrophicFactor,BDNF)及神經(jīng)元特異性烯醇化酶(Neuron-specific Enolase,NSE)。
1.3.5不良反應發(fā)生情況 包括肢體不適、心理不適、皮膚癥狀、呼吸反應等。
1.4統(tǒng)計學方法所有數(shù)據(jù)采用SPSS22.0統(tǒng)計學軟件進行分析,計數(shù)資料用例數(shù)(百分比 ) [ n ( % ) ] 表示,組間行 檢驗。計量資料以均數(shù) ± 標準差
)表示,組間比較采用獨立樣本
檢驗。 Plt;0 . 0 5 表示差異有統(tǒng)計學意義。
2 結(jié)果
2.1下肢功能與治療前相比,治療4周后兩組患者FMA-LE評分、BBS評分均升高,差異有統(tǒng)計學意義( Plt;0 . 0 5 );與對照組比較,治療4周后觀察組評分更高,差異有統(tǒng)計學意義( Plt;0 . 0 5 ),見表2。2.2步行步態(tài)情況與治療前相比,治療4周后兩組患者FAC評分及步頻、步速水平均升高,步行周期均降低,差異有統(tǒng)計學意義( Plt;0 . 0 5 );與對照組比較,治療4周后觀察組步行步態(tài)各指標更優(yōu),差異有統(tǒng)計學意義( Plt;0 . 0 5 ),見表3。
2.3生活狀況與治療前相比,治療4周后兩組患者ADL評分和SS-QOL評分均升高,差異有統(tǒng)計學意義( Plt;0 . 0 5 );與對照組比較,治療4周后觀察組ADL評分和SS-QOL評分更高,差異有統(tǒng)計學意義( Plt;0 . 0 5 ),見表4。
2.4神經(jīng)指標水平與治療前相比,治療4周后兩組患者NGF水平和BDNF水平均升高,NSE水平降低,差異有統(tǒng)計學意義( Plt;0 . 0 5 );與對照組比較,治療4周后觀察組各神經(jīng)指標均更優(yōu),差異有統(tǒng)計學意義( Plt;0 . 0 5 ),見表5。
2.5不良反應情況比較兩組不良反應發(fā)生情況,差異無統(tǒng)計學意義( Pgt;0 . 0 5 ),見表6。
3 討論
腦卒中后下肢功能障礙嚴重影響患者生活質(zhì)量,然而傳統(tǒng)康復方法干預效果有限[14]。生物反饋電刺激能轉(zhuǎn)化癱瘓肢體電信號,通過反饋促進患者自我調(diào)節(jié),但起效慢,且臨床單獨應用時具有一定局限性[15-16]??祻蜋C器人作為穿戴式機械系統(tǒng),可以協(xié)助患者模擬步行、鍛煉肌力[17-18]。
本研究中,觀察組治療4周后的FMA-LE評分、BBS評分、ADL評分、SS-QOL評分均高于對照組。這與既往研究[19]結(jié)果一致,提示生物反饋電刺激聯(lián)合康復機器人可進一步促進患者下肢功能恢復,提升患者生活能力及生活質(zhì)量。生物反饋電刺激有助于調(diào)節(jié)神經(jīng)通路,改善腦神經(jīng)遞質(zhì)分泌代謝,緩解神經(jīng)功能紊亂。此外,該技術(shù)可直接作用于肌肉,促使電反應產(chǎn)生,從而改善肌群間平衡關(guān)系,增強下肢肌群的穩(wěn)定性[20-21]??祻蜋C器人在訓練過程中為患者提供準確的運動形態(tài)指導,幫助患者形成準確的感覺-運動回路,從而促進下肢功能恢復[22]。研究顯示[23],腦卒中后下肢功能障礙患者因中樞神經(jīng)系統(tǒng)損傷,常伴隨肌力、感知力減弱,影響患者步行能力及步態(tài)情況。本研究中,治療4周后觀察組FAC評分及步頻、步速均優(yōu)于對照組,步行周期短于對照組。這提示康復機器人訓練在提高步行能力,糾正步態(tài)方面療效顯著。步頻是指單位時間內(nèi)完成的步數(shù),而步速則是指行走的速度,步行周期是指完成一個完整步態(tài)所需的時間。聯(lián)合治療后,患者下肢肌肉的力量和協(xié)調(diào)性增強,使得每一步的推進力更大,步態(tài)更穩(wěn)定,從而提高了步頻和步速。此外,康復機器人提供的精確步態(tài)訓練也有助于患者形成更加高效和自然的步行模式,生物反饋電刺激聯(lián)合康復機器人有利于促進下肢肌肉和神經(jīng)系統(tǒng)的快速恢復和重塑,使得患者的步態(tài)更加正常,步行周期相應縮短[24-25]。FAC評分量表是評估腦卒中患者步行能力的常用工具,接受聯(lián)合治療有利于患者下肢肌肉力量的恢復、步態(tài)模式的重塑以及平衡能力的提高[26]。
NGF是一種調(diào)節(jié)神經(jīng)細胞生長及存活的神經(jīng)細胞因子,其表達與神經(jīng)元損傷關(guān)聯(lián)密切[27-28]。BDNF是一種神經(jīng)營養(yǎng)因子,其對保護神經(jīng)元和修復損傷具有重要作用[29]。而NSE 則是一種神經(jīng)元特異性烯醇化酶,其水平的升高,通常提示神經(jīng)元受損或壞死[30]。本研究中,治療4周后觀察組NGF、BDNF水平高于對照組,NSE水平低于對照組,這提示了生物反饋電刺激聯(lián)合康復機器人可有效調(diào)節(jié)神經(jīng)因子指標。原因可能在于:生物反饋電刺激聯(lián)合康復機器人可以促進神經(jīng)可塑性的提升,即大腦重新組織自身以適應損傷后的功能恢復。電刺激通過激活殘余神經(jīng)通路,增強神經(jīng)元之間的連接,而康復機器人則通過重復性、標準化的運動訓練,進一步強化這些新連接。同時,電刺激和運動訓練均可增加患側(cè)肢體的血流量,改善局部代謝和營養(yǎng)供給,促進組織修復和再生。在不良反應方面,本研究中兩組無顯著差異,這提示了生物反饋電刺激聯(lián)合康復機器人在腦卒中后下肢功能障礙患者中應用的安全性較高。
綜上所述,生物反饋電刺激與康復機器人的聯(lián)合應用可進一步促進腦卒中后下肢功能障礙恢復,提高患者生活水平。需要注意的是,本研究雖在腦卒中后下肢功能恢復方面取得了一定進展,但也存在一些不足之處,如本研究所納入樣本量相對較小,可能會影響結(jié)果的穩(wěn)定性和可靠性,未來仍需擴大樣本量以進一步驗證本研究結(jié)果在腦卒中后下肢功能障礙患者中的普遍適用性。
利益沖突聲明:本文不存在任何利益沖突。
作者貢獻聲明:蔣娟愉負責設計論文框架,起草論文及修改論文,擬定寫作思路,指導撰寫文章并最后定稿;王偉鋒、蔣娟愉、張白慧均參與該項目具體操作及研究過程的實施;王偉鋒負責數(shù)據(jù)收集,統(tǒng)計學分析及繪制圖表。
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收稿日期:2024-07-05編輯:魏小艷