腦卒中是神經(jīng)系統(tǒng)常見疾病，分為出血性卒中和缺血性卒中，具有較高的致殘率，嚴重影響患者的生活質量，給家庭及社會帶來了巨大的經(jīng)濟負擔[1]。既往的研究表明，在卒中發(fā)生后的1個月內(nèi)，受損的功能雖有不同程度的恢復（40%～70%）[2]，但仍有大量患者遺留步行功能障礙的問題。盡管卒中后的功能恢復具有自發(fā)性，但及時有效的康復訓練仍是不可或缺的。目前有證據(jù)顯示：廣泛、密集、自主的康復鍛煉有助于改善預后[3-4]。卒中發(fā)生后早期康復成為改善患者預后的重要措施。近年來，外骨骼機器人在臨床的應用逐漸增多。在康復治療中，使用外骨骼機器人可以為患者持續(xù)提供規(guī)定參數(shù)的康復輔助；與傳統(tǒng)康復相比，彌補了康復治療師在技能水平、疲勞程度上的差異，為患者提供了一致性的康復方案[5-6]。功能康復型下肢外骨骼機器人在輔助患者康復過程中具有減重和標準化正常生理步態(tài)的作用，使患者逐漸恢復下肢運動的能力，實現(xiàn)自主行走。近年來，國內(nèi)多家高校自主研發(fā)的機器人系統(tǒng)逐漸應用到臨床實踐中。Aider下肢外骨骼機器人由電子科技大學自主研發(fā)，目標對象是下肢步行功能障礙的患者。不僅能夠根據(jù)設定的特定步態(tài)參數(shù)輔助受試者下肢運動；還能同時通過信號采集，預測受試者的運動意圖。具有主動、被動、主被動結合等多種方式，穿戴方便，自2018年起在國內(nèi)數(shù)家醫(yī)院開始投入臨床使用。本研究對Aider下肢外骨骼機器人聯(lián)合康復訓練的療效進行評估，力求為后續(xù)康復方案的制定提供證據(jù)。

1.  資料與方法

1.1  研究對象

收集2023年1 月至2024年2月云南省第三人民醫(yī)院康復醫(yī)學科收治的腦卒中下肢步行功能障礙患者為研究對象，納入標準：（1）符合腦卒中診斷標準[7]，年齡18～80歲，均為首次發(fā)病所致，病程12個月以內(nèi)，生命體征平穩(wěn)，無需心電監(jiān)護；（2）身高150～190 cm、體重40～90 kg；（3）意識清楚，具有足夠的理解力，能夠接受和執(zhí)行治療師的指令，能配合完成訓練；（4）平衡功能障礙；（5）心肺功能良好，對訓練計劃能耐受并完成；（6） 有高血壓基礎病的患者，在服用降壓藥的情況下血壓維持在收縮壓100～150 mmHg，舒張壓60～100 mmHg范圍以內(nèi)；（7）患者及家屬均簽屬知情同意書。排除標準[8?9]：（1）雙下肢肌張力改良 Ashworth 分級≥2級；（2）患有其他嚴重影響步行能力的神經(jīng)肌肉和骨關節(jié)疾?。ㄈ鐕乐毓琴|疏松或不穩(wěn)定骨折；足下垂伴有關節(jié)攣縮、畸形等關節(jié)損傷和關節(jié)疾病不適合行走）；（3） 脊柱穩(wěn)定性喪失；（4）下肢動靜脈血栓；（5）嚴重的偏側忽略征；（6）患有嚴重心臟病或其他器質性心臟病，重要臟器功能衰竭或其他嚴重疾??；（7）嚴重限制患者活動能力的合并癥或并發(fā)癥；（8）精神疾病，嚴重視覺、聽覺障礙，嚴重認知功能障礙；（9）復發(fā)腦卒中、短暫性腦缺血等病情不穩(wěn)定的患者；（10）孕婦；（11）不愿意參加研究者。本研究已獲得云南省第三人民醫(yī)院醫(yī)學倫理委員會批準（2022KY005），患者家屬同意并簽署知情同意書。

1.2  研究方法

所有受試者生命體征穩(wěn)定并接受常規(guī)康復治療。常規(guī)康復治療，包括偏癱肢體綜合訓練、中風后遺癥推拿/其他推拿40 min/（次·d）。觀察組在常規(guī)康復的基礎上，每天進行30 min下肢外骨骼機器人輔助訓練。下肢康復機器人訓練采用電子科技大學自主研發(fā)的智能康復訓練機器人訓練系統(tǒng)，見圖1。操作人員均經(jīng)過專業(yè)培訓。此外，本次實驗還對納入的2名受試者及2名健康志愿者在運動狀態(tài)下進行近紅外腦功能監(jiān)測。

圖 1 下肢外骨骼機器人

A：下肢外骨骼機器人正視圖；B：下肢外骨骼機器人側視圖?！　　　　　　　　　　　　　　　　　　　?/p>

Figure 1. Lower-limb exoskeleton robot

1.3  觀察指標

分別在治療前、治療2周后對患者進行評估。（1）下肢運動功能評估：功能性步行能力量表（functionaL ambulation category scale，F(xiàn)AC）、10 m步行試驗（10 meter walk test，10MWT）、肌力（為更精確評估患者肌力變化情況，根據(jù)肌力評估值賦分，表1）、步態(tài)分析（Tinetti評分）；（2）生活能力評估：ADL量表（activity of daily living，ADL）；（3）近紅外功能成像腦功能連接圖譜。

表 1 肌力—賦分對照表

Table 1. The score corresponds to muscle strength

肌力 0 1? 1 1+ 2? 2 2+ 3? 3 3+ 4? 4 4+ 5? 5 賦分 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 141.4  統(tǒng)計學處理

本研究數(shù)據(jù)采用SPSS 27.0統(tǒng)計軟件進行處理與分析。呈正態(tài)分布的計量資料以均數(shù) ± 標準差（ˉx±s）表示，組內(nèi)比較采用配對t檢驗，組間比較采用兩獨立樣本t 檢驗；呈非正態(tài)分布的計量資料以中位數(shù)和四分位數(shù)間距[ M（Q1，Q3）]表示，組內(nèi)比較采用配對秩和檢驗，組間比較采用兩樣本秩和檢驗，計數(shù)資料采用χ2檢驗，以P < 0.05為差異具有統(tǒng)計學意義。

2.  結果

2.1  一般資料

本研究共納入36名患者，男性27例，女性9例；缺血性卒中患者17例，出血性卒中患者19例；19例患者左側偏癱，17例患者右側偏癱，見表2。2組基線資料差異無統(tǒng)計學意義（P > 0.05）。

表 2 一般資料（ˉx±s）

Table 2. General data（ˉx±s）

組別 n 性別（n） 年齡（歲） 卒中類型（n） 偏癱側（n） 男 女 缺血性 出血性 左 右 對照組 18 14 4 57.66 ± 15.74 10 8 7 11 觀察組 18 13 5 52.00 ± 14.23 7 11 12 6 t/χ2 0.887 P 0.064 0.389 0.832 1.0002.2  下肢運動功能評估

（1）肌力評估：干預前，2組髂腰肌、股四頭肌、腘繩肌肌力比較差異無統(tǒng)計學意義（P > 0.05）；干預2周后，觀察組髂腰肌、股四頭肌、腘繩肌肌力均較前改善（P < 0.05），對照組肌力水平較治療前升高，但比較差異無統(tǒng)計學意義P > 0.05，見表3、表4，圖2A～2C。

表 3 治療前后患者髂腰肌、股四頭肌肌力對比 （ˉx±s）/[ M（Q1，Q3）]

Table 3. Comparison of the iliopsoas and quadriceps muscle strength before and after rehabilitation （ˉx±s）/[ M（Q1，Q3）]

組別 髂腰肌 股四頭肌 治療前 治療后 t/Z P 治療前 治療后 t/Z P 對照組 8.5（8，11） 10.0（8，11） ?1.89 0.059 9（8，11） 10（8，11） ?1.63 0.102 觀察組 8.17±2.57 10.06±2.48 ?4.35 <0.01* 8.39±2.36 10.22±2.39 ?4.27 <0.01** t/Z ?1.098 ?0.273 ?1.221 ?0.544 P 0.272 0.785 0.222 0.584 　　*P < 0.05；**P < 0.01。

圖 2 治療前后下肢運動功能對比

A：髂腰肌肌力；B：股四頭肌肌力；C：腘繩肌肌力；D：小腿三頭肌肌力；E：脛骨前肌肌力；F：Tinetti得分情況；G：FAC評分情況；H：10 m步行試驗。*P < 0.05；**P < 0.01；***P < 0.005。

Figure 2. Comparison of lower extremity motor function before and after treatment

干預前觀察組小腿三頭肌、脛骨前肌肌力水平較對照組低（P < 0.05），干預后觀察組小腿三頭肌、脛骨前肌肌力改善（P < 0.05），對照組小腿三頭肌、脛骨前肌肌力較治療前升高，但差異無統(tǒng)計學意義（P > 0.05）；且2組小腿三頭肌、脛骨前肌肌力水平無明顯差異（P > 0.05），提示觀察組肌力改善程度優(yōu)于對照組，見表4、表5，圖2D～2E。

表 4 治療前后患者腘繩肌、小腿三頭肌肌力對比 （ˉx±s）/[ M（Q1，Q3）]

Table 4. Comparison of hamstring and tricepsand muscle strength before and after rehabilitation （ˉx±s）/[ M（Q1，Q3）]

組別 腘繩肌 小腿三頭肌 治療前 治療后 t/Z P 治療前 治療后 t/Z P 對照組 9（8，11） 10（8，11） ?1.63 0.102 8.5（8，11） 9.5（8，11） ?1.6 0.109 觀察組 7.33±3.27 9.33±3.106 ?4.66 <0.01* 7（3，9） 8.5（4.5，10.5） ?2.831 0.005** t/Z ?1.703 ?0.272 ?2.528 ?1.548 P 0.089 0.786 0.011* 0.122 　　*P < 0.05；**P < 0.01。

（2）步態(tài)評分（Tinetti評分）：干預前，2組Tinetti評分無明顯差異，干預后2組Tinetti評分均較前改善（P < 0.01），且觀察組Tinetti評分高于對照組（P < 0.01），提示2組患者步態(tài)評分均有改善，觀察組改善程度優(yōu)于對照組，見表5、圖2F。

表 5 治療前后患者脛骨前肌肌力、Tinetti評分對比（ˉx±s）/[M（Q1，Q3）]

Table 5. Comparison of tibialis anterior muscle strength and Tinetti score before and after rehabilitation （ˉx±s）/[M（Q1，Q3）]

組別 脛骨前肌（級） Tinetti（分） 治療前 治療后 t/Z P 治療前 治療后 t/Z P 對照組 8.5（8，11） 9.5（8，11） ?1.84 0.066 15.11±2.11 16.44±1.69 ?5.5 <0.01** 觀察組 6.5（0，9） 8.5（2.25，10.0） ?2.98 0.003* 16（15，16） 19（18，20） ?3.77 <0.01** t/Z ?2.779 ?1.852 ?1.038 ?3.371 P 0.005** 0.064 0.299 <0.01** 　　**P < 0.01。

（3）FAC功能性步行能力量表評估：干預前，2組FAC水平無明顯差異（P > 0.05），干預2周后對照組及觀察組FAC水平均有改善（P < 0.01），且干預后觀察組FAC水平略高于對照組（P < 0.001），提示2組患者FAC功能性步行能力得分均有改善，且觀察組改善程度優(yōu)于對照組，見表6、圖2G。干預前，2組FAC水平無明顯差異（P > 0.05），干預2周后對照組及觀察組FAC水平均有改善（P < 0.01），且干預后觀察組FAC水平略高于對照組（P < 0.001），提示2組患者FAC功能性步行能力得分均有改善，且觀察組改善程度優(yōu)于對照組，見表6、圖2G。

表 6 治療前后患者FAC、10 m步行試驗對比（ˉx±s）/[ M（Q1，Q3）]

Table 6. Comparison of FAC and 10MWT before and after rehabilitation （ˉx±s）/[ M（Q1，Q3）]

組別 FAC（級） 10 m步行試驗（s） 治療前 治療后 t/Z P 治療前 治療后 t/Z P 對照組 2（1，3） 3（2，3） ?3.32 <0.001 30.39±11.91 26.5（13，36.25） ?3.74 <0.01** 觀察組 2（2，2） 3（3，4） ?3.94 <0.001 31（20，47.75） 20.50（16.5，31.75） ?3.67 <0.01** t/Z ?0.663 ?3.597 ?0.555 ?0.32 P 0.507 <0.001*** 0.579 0.975 　　**P < 0.01；***P < 0.001。

（4）10 m步行試驗：干預前，2組10 m步行時間無明顯差異（P > 0.05），干預2周后對照組及觀察組10 m步行試驗所需時間均縮短（P < 0.01），2組之間差異無統(tǒng)計學意義（P > 0.05），提示2組10 m步行試驗均有改善，見表6、圖2H。

2.3  生活能力評分（ADL）

干預前，觀察組ADL評分高于對照組（P < 0.05），治療后對照組ADL評分明顯提高（P < 0.01），且治療后對照組及觀察組ADL評分無明顯差異，提示機器人輔助治療療效優(yōu)于傳統(tǒng)康復，見表7、圖3。

表 7 治療前后患者ADL評分對比 [（ˉx±s），分］

Table 7. Comparison of ADL score before and after rehabilitation[（ˉx±s），score］

組別 治療前 治療后 t/Z P 對照組 62.29±15.13 66.44±16.05 ?2.63 0.017* 實驗組 43.11±17.26 58.78±18.77 ?5.56 <0.01** t/Z 3.543 1.317 P 0.01* 0.197 　　*P < 0.05；**P < 0.01。

圖 3 治療前后日常生活能力評估（ADL）對比

**P < 0.01。

Figure 3. Comparison of lower extremity motor function before and after treatment

2.4  腦功能連接圖譜

對接受機器人聯(lián)合輔助訓練的2名患者（外骨骼機器人輔助下肢運動）及2名健康志愿者（原地踏步）進行了近紅外腦功能監(jiān)測。患者1（左側基底節(jié)區(qū)腦梗死，右下肢活動受限），患者2（右側額顳島葉、側腦室旁、基底節(jié)區(qū)小片狀多發(fā)梗死灶，左下肢活動受累）。觀察到相較志愿者，2名患者在運動時左右半球運動區(qū)（42～66）的連接明顯減少，見圖4。

圖 4 近紅外腦功能連接圖譜-下肢運動狀態(tài)

Figure 4. Near-infrared brain functional connectivity map during the state of movement

3.  討論

機器人輔助肢體康復目前為醫(yī)工合作新技術，其有效評估也僅限于小規(guī)模的人群報導，接受傳統(tǒng)治療仍是臨床應用中的普遍選擇。由于外骨骼機器人能夠為患者提供持續(xù)一致性的治療輔助，并部分承擔了康復治療師的工作內(nèi)容，其逐漸受到康復領域的青睞。筆者的研究發(fā)現(xiàn)，2組治療均有助于患者的康復；其中，下肢外骨骼機器人聯(lián)合傳統(tǒng)康復訓練組在髂腰肌肌力、股四頭肌肌力、腘繩肌肌力、小腿三頭肌肌力、脛骨前肌肌力、Tinetti評分、FAC評分、ADL評分這幾項指標中的改善程度優(yōu)于傳統(tǒng)康復訓練組。Anneli等[10]學者的研究也得到了相似的結果：在使用外骨骼機器人輔助康復訓練時，8名受試者10MWT時間明顯縮短、FAC評分提高。下肢外骨骼機器人聯(lián)合輔助訓練明顯提高了患者自主行動能力及安全性，給患者康復訓練提供了信心，同時減輕了患者家屬的陪護負擔。

此外，還有研究表明，下肢外骨骼機器人有助于改善卒中偏癱患者的心肺功能[11]。與傳統(tǒng)康復相比，機器人輔助使得患者在康復訓練中更接近于日常生理狀態(tài)。例如本研究中使用的機器人系統(tǒng)，具有支撐及運動支持作用，減輕了下肢在鍛煉過程中承受的重量，同時模擬生理性步態(tài)，使得下肢關節(jié)得到充分活動，這是傳統(tǒng)減重訓練及傳統(tǒng)下肢手法康復不能同時實現(xiàn)的。有學者針對2種康復鍛煉方法的療效進行了Meta分析，提出：機器人輔助康復鍛煉有助于卒中患者的肢體功能改善可能是因為進行了康復鍛煉，而非使用機器人；無論是治療師，還是機器人，只要對患者起到了“輔助”的作用，都會對患者康復有益[12]。

下肢外骨骼機器人系統(tǒng)輔助患者康復鍛煉的機制仍在爭議中，主要潛在機制有：（1）基于中樞模式發(fā)生器理論；（2）神經(jīng)系統(tǒng)可塑論與功能重組；（3）運動控制“動力系統(tǒng)”學說；（4）強制性主動使用理論[13]。既往研究發(fā)現(xiàn)，在機器人輔助患者肢體活動時，近紅外腦功能成像觀察到相應皮層活動增多，并提出任務相關的皮質激活可能是患者康復的原因之一[14]。其中，皮質脊髓束的損傷程度與患者運動功能的恢復密切相關；靜息態(tài)功能連接研究表明，同側初級運動皮質的活動增加和內(nèi)囊后肢的形態(tài)完整性預示著陽性的臨床結局[15]。本次實驗觀察到在下肢運動過程中，相較志愿者而言，卒中患者左右大腦半球運動區(qū)間的連接明顯減少，但例數(shù)較少，未進行統(tǒng)計。有趣的是，在1項對額顳葉癲癇患者任務態(tài)下的近紅外功能成像研究中，也觀察到了類似的現(xiàn)象：與健康對照組相比，額顳葉癲癇患者左右大腦半球之間的功能連接明顯減少[16]。既往通過磁共振或近紅外成像的研究均表明，在靜息狀態(tài)下，卒中患者雙側大腦半球之間的連接強度是低于健康人群的[17?18]，而且其連接強度與運動功能損傷強度有關[19]。這提示通過任務訓練，增強左右大腦半球的連接強度，可能是促進肢體康復的途徑之一。然而，近期一項近紅外功能成像研究結果提示，在運動狀態(tài)下，卒中患者大腦半球運動區(qū)連接強度高于健康人群[20]，這一報道與筆者觀察到的結果相反。此外，有學者觀察到，在卒中患者中，主動運動對腦區(qū)的激活效果優(yōu)于輔助運動和運動想象，這可能是筆者觀察到的現(xiàn)象與其他學者研究結果不同的原因[21]。

在今后的研究中，納入更大的樣本量對患者病灶及對側相應腦區(qū)間的功能連接強度進一步分析，評估病灶周圍及對側腦區(qū)是否存在功能代償所致連接增強對后續(xù)康復方案的制定具有指導意義。

本研究存在一定局限性：納入研究的樣本量偏少；觀察組康復方案包含了傳統(tǒng)康復及機器人輔助康復，不能明確探究兩者分別對患者康復的影響程度。在今后的研究中將彌補上述不足。

綜上所述，本研究提示下肢外骨骼機器人輔助康復訓練有助于進一步改善腦卒中后下肢偏癱患者運功功能、步行功能，從而提高生活質量，為卒中后下肢癱瘓患者的治療提供了新的選擇。

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網(wǎng)址: 下肢外骨骼機器人聯(lián)合傳統(tǒng)康復訓練對腦卒中患者步行功能恢復的療效觀察 http://m.u1s5d6.cn/newsview524779.html