康復機器人訓練對腦卒中偏癱上肢功能及神經電生理的影響

王會才，趙 凱，葛 玥

(安徽醫科大學第一附屬醫院康復醫學科，安徽合肥 230022)

腦卒中患者常伴有運動障礙、感覺障礙、言語障礙、認知障礙等，其中以運動功能障礙最常見。有研究表明，大約85%的腦卒中患者存在不同程度的上肢癱瘓，且上肢功能的恢復明顯滯后于下肢，尤其手的精細功能。據統計結果顯示，腦卒中6個月以后仍有30%～60%的偏癱患者上肢功能不能恢復，而腦卒中后5年后仍有25%上肢嚴重癱瘓［1］，這就進一步延長了患者的康復進程。目前，臨床上常用的常規康復治療手段(如作業治療和運動療法)治療效果較慢，難以滿足腦卒中偏癱患者的康復需求，上肢康復機器人是近年來應用于腦卒中偏癱患者上肢功能訓練的新型康復醫療器械，它的出現不僅能夠滿足重復性、功能性、任務具體性的康復理論要求［2-3］，而且在訓練過程中充滿了娛樂性，提高了患者對康復訓練的積極性。國內外，上肢康復機器人已逐漸應用于治療腦卒中患者偏癱上肢，并且在臨床應用上取得了一定的療效，并且比常規康復治療更有效［4-7］。本文旨在對存在上肢功能障礙的腦卒中患者分別給予上肢康復機器人輔助康復訓練和常規康復訓練，觀察康復機器人對腦卒中偏癱上肢功能恢復效果及神經電生理的影響，進一步探討康復機器人改善腦卒中偏癱上肢運動功能的作用機制。

1 資料與方法

1.1 一般資料 病例來源:2012年11月—2013年10月安徽醫科大學第一附屬醫院康復醫學科收住入院的腦卒中60例。納入標準:(1)所有患者均符合全國第四屆腦血管病學術會議腦血管病診斷標準［8］，并經CT或MRI證實;(2)年齡20～70歲，病程≤6個月;(3)生命體征穩定，意識清醒，無語言、認知障礙;(4)患側上肢:改良Ashworth分級＜Ⅲ級，上肢肌力＞2級;(5)同意參與并配合該臨床研究。

排除標準:(1)不符合全國第四屆腦血管病學術會議腦血管病的診斷標準;(2)改良Ashworth分級≥Ⅲ級或上肢肌力≤2級;(3)合并有肝、腎、造血系統、內分泌系統等嚴重疾病及骨關節病;(4)精神障礙或嚴重癡呆不能配合訓練者;(5)病情不穩定者。按分層隨機方法分為試驗組和對照組，每組各30例，兩組患者在疾病性質、年齡、性別、病程及偏癱側等方面差異無顯著性意義(P＞0.05)，見表1。

表1 兩組患者一般資料比較

1.2 訓練方法 兩組均給予常規肢體功能訓練，包括運動療法(PT)和作業治療(OT)等。對照組給予常規肢體功能訓練，包括PT和OT;試驗組除給予常規肢體功能訓練外，還進行上肢康復機器人治療。兩組患者每項治療各進行30 min，每天1次，每周5次，療程為4 w。

試驗組所用上肢康復機器人為A2型肢體智能反饋訓練系統(廣州一康醫療設備有限公司)，可進行肩關節屈曲、內收、外展，肘關節屈、伸，前臂旋前、旋后，手抓握訓練。根據患者病情設定訓練內容、訓練難度、握力大小等參數，循序漸進，逐漸增加訓練強度，根據患者功能恢復情況及實際情況，實時調整訓練內容和訓練強度，以滿足患者的訓練需求，根據由易到難的原則，逐漸完成從單關節或單項運動到多關節聯合及分離運動。

1.3 評價方法 采用上肢康復機器人自帶評估系統評價肩、肘、腕ROM及手握力、Lindmark評分量表評價上肢運動功能、肌電圖儀評價上肢神經傳導速度(上海諾誠電氣有限公司NTS-2000型)。兩組患者分別在訓練前、訓練2 w及訓練4 w后三個時間點各接受評定一次，以上評定均由同一康復醫師完成。

1.4 統計學分析 采用SPSS17.0統計軟件分析，計量資料用均數±標準差(±s)表示，采用重復測量方差分析及t檢驗，并在分析前對資料做球型性檢驗，以HF法調整時間關聯自由度;計數資料采用卡方檢驗，以P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 肩、肘、腕ROM及手握力評定結果 整體分析(重復測量方差分析)發現:組間比較、時間點間比較及分組與時間的交互作用均有顯著性意義(P＜0.05);再行精細比較:訓練前兩組患者的肩、肘、腕關節活動度及手握力評定差異無顯著性意義(P＞0.05);訓練2 w后，實驗組在肩外展、肩內收、肩前屈、肘屈、前臂旋前、前臂旋后上較訓練前均有改善(P＜0.05)，在肩內收和手握力上較訓練前均有顯著改善(P＜0.01)，對照組肩、肘、腕ROM較訓練前均無統計學差異(P＞0.05)，訓練4 w后，試驗組肩、肘、腕ROM較訓練前均有顯著(P＜0.01)，對照組在肩外展、肩前屈、肘屈、前臂旋前、前臂旋后上較訓練前均有改善(P＜0.05)，在肩內收和手握力上較訓練前均有顯著改善(P＜0.01);試驗組和對照組相比，訓練2 w后，試驗組肩、肘、腕關節活動度及手握力較對照組無統計學差異(P＞0.05)，訓練4 w后，試驗組肩內收及手握力較對照組顯著改善(P＜0.01)，試驗組肩外展、肩前屈、肘屈、前臂旋前、前臂旋后較對照組也有改善(P＜0.05)，見表2。

2.2 Lindmark評分結果 整體分析(重復測量方差分析)發現:組間比較、時間點間比較及分組與時間的交互作用均有顯著性意義(P＜0.05);再行精細比較:訓練前兩組患者的Lindmark評分差異無顯著性意義(P＞0.05);訓練2 w后，試驗組較訓練前有顯著改善(P＜0.01)，對照組與訓練前比較無統計學差異(P＞0.05)，訓練4 w后，試驗組和對照組評分較訓練前均有顯著改善(P＜0.01);試驗組和對照組相比，訓練2 w后，試驗組較對照組無統計學差異(P＞0.05)，訓練4 w后，試驗組較對照組有改善(P＜0.05)，見表3。

表2 兩組肩、肘、腕ROM及手握力評定結果(±s)

表2 兩組肩、肘、腕ROM及手握力評定結果(±s)

注:組間比較:aP ＞0.05，bP ＜0.05，cP ＜0.01;組內比較:①P ＞0.05，②P＜0.05，③P ＜0.01。

項目 組別 治療前 治療2 w 治療4 w 整體比較:兩因素重復測量方差分析組間F，P 時間點F，P 分組×時間F，P 0.000試驗組 38.43±19.03a 51.97±18.63a③ 65.36±19.00c③肩外展 對照組 41.29±24.18 50.45±25.60① 58.56±27.56② 238.687，0.000 468.785，0.000 42.805，0.000試驗組 42.46±25.20a 59.23±27.83a② 74.71±30.27b③肩前屈 對照組 42.99±26.33 52.30±26.81① 60.84±28.08② 306.581，0.000 544.721，0.000 44.570，0.000試驗組 44.70±28.01a 61.62±28.33a② 76.84±28.49b③肘屈 對照組 45.22±25.06 54.47±25.90① 62.99±26.71② 383.115，0.000 738.452，0.000 66.564，0.000試驗組 46.67±26.76a 63.91±26.50a② 79.69±26.13b③前臂旋前 對照組 21.97±17.97 27.30±17.70① 32.53±17.65② 266.772，0.000 512.314，0.000 46.635，0.000試驗組 22.84±18.80a 33.19±17.61a② 42.50±16.97b③前臂旋后 對照組 17.98±15.74 23.87±15.94① 28.84±16.24② 267.790，0.000 471.787，0.000 34.136，0.000試驗組 18.86±16.52a 28.81±16.01a② 37.71±16.24b③手握力 對照組 1.70±1.91 2.43±1.78① 3.13±1.73③ 278.941，0.000 524.374，0.000 58.799，0.000試驗組 1.79±1.97a 3.30±1.78a③ 4.65±1.75c③肩內收 對照組 37.57±18.30 44.87±17.88① 51.14±17.96③ 337.253，0.000 652.321，0.000 1189.892，

2.3 上肢神經傳導速度結果 整體分析(重復測量方差分析)發現:組間比較、時間點間比較及分組與時間的交互作用均有顯著性意義(P＜0.05);再行精細比較:訓練前兩組患者的上肢神經傳導速度差異無顯著性意義(P＞0.05);訓練2 w后，試驗組較訓練前均有改善(P＜0.05)，對照組與訓練前均無統計學差異(P＞0.05)，訓練4 w后，試驗組較訓練前有均有明顯好轉(P＜0.01)，對照組較訓練前也均有改善(P＜0.05);試驗組和對照組相比，訓練2 w后，試驗組正中神經和橈神經傳導速度較訓練前均有改善(P＜0.05)，試驗組尺神經傳導速度與訓練前無統計學差異(P＞0.05)，對照組較訓練前均無統計學差異(P＞0.05)，訓練4 w后，試驗組上肢神經傳導速度較對照組有好轉(P＜0.05)，見表4。

表3 兩組Lindmark評分(±s)

表3 兩組Lindmark評分(±s)

注:組間比較:aP ＞0.05，bP ＜0.05，cP ＜0.01;組內比較:①P ＞0.05，②P＜0.05，③P ＜0.01。

組別 治療前 治療2 w 治療4 w 整體比較:兩因素重復測量方差分析組間F，P 時間點F，P 分組×時間F，P對照組 10.47±9.26 15.47±9.37① 19.60±9.52③ 1310.285，0.000 2466.163，0.000 152.103，0.000試驗組 10.23±9.43a 17.73±9.34a③ 25.40±9.43b③

表4 兩組上肢神經傳導速度結果(±s)

表4 兩組上肢神經傳導速度結果(±s)

注:組間比較:aP ＞0.05，bP ＜0.05，cP ＜0.01;組內比較:①P ＞0.05，②P＜0.05，③P ＜0.01。

項目 組別 治療前 治療2 w 治療4 w 整體比較:兩因素重復測量方差分析組間F，P 時間點F，P 分組×時間F，P正中神經 對照組 61.55±3.72 62.48±3.63① 63.47±3.62② 3116.466，0.000 3626.981，0.000 430.478，0.000試驗組 61.44±3.67a 63.41±3.65a② 65.36±3.59b③尺神經 對照組 61.06±4.23 62.07±4.22① 63.25±4.22② 39622.048，0.000 52400.245，0.000 4441.568，0.000試驗組 61.52±4.41a 63.51±4.38a① 65.51±4.38b③橈神經 對照組 61.95±4.13 62.99±4.12① 64.10±4.13② 5760.355，0.000 7829.805，0.000 789.821，0.000試驗組 62.23±4.09a 64.23±4.21a② 66.38±4.25b③

3 討論

中樞神經系統結構和功能的可塑性或可修飾性是神經系統的重要特征，這種可塑性或可修飾性不僅表現在神經生長發育期，在成年期和老年期，中樞神經系統同樣具有可塑性。在成年損傷后，神經回路和突觸結構都能發生適應性的變化，這種變化會根據患者偏癱側肢體的運動功能進行重組。腦卒中后主要表現中樞神經損傷的癥狀，中樞神經系統與全身器官存在一定的相互關系，主要表現在中樞神經系統對全身器官的功能起調控作用，同時其緊張度和興奮性又需要全身器官的信息不斷反饋來維持。理論上講，運動是中樞神經最有效的刺激形式，所有的運動都可向中樞神經系統提供感覺、運動和反射的傳入，并能誘導大腦皮質重組，特定具體的康復訓練任務能夠加速腦卒中后運動再學習的過程［9］。一般來說，隨著運動復雜性的增加，大腦皮質將建立暫時性的聯系和條件反射，多次重復訓練可以促進條件反射的建立，同樣能夠提高神經活動的興奮性、靈活性和反應性。在康復訓練過程中，通過功能性磁共振(fMRI)可以觀察到大腦可塑性或可修飾性的連續變化，說明運動對大腦的功能重組和代償也起重要的作用［10］，這也被認為是中樞神經系統損傷后進行康復訓練康復的理論基礎。近年來，越來越多的臨床實驗證實了特定康復訓練能夠改善偏癱患者的上肢運動功能，并能促進腦功能的重組［11-13］。

上肢康復機器人起源于美國，經過數年的臨床經驗并得以逐步改進，它對治療腦卒中患者偏癱上肢的療效，也逐步得到了肯定，而且它完全能夠滿足高強度性、重復性、功能性和任務具體性的要求。在國內，上肢康復機器人A2型肢體智能反饋訓練系統對腦卒中患者的治療效果也得到了認同［14-17］。本試驗表2、3結果顯示了治療4 w后兩組患者的上肢功能均較治療前改善，分別表現在肩、肘、腕ROM、手握力及Lindmark評分上，試驗組和對照組相比，在治療4 w后，試驗組肩、肘、腕關節活動度及手握力及Lindmark評分較治療前均有好轉。由此得出，腦卒中偏癱患者在經過常規康復運動訓練后上肢功能得到改善，而上肢康復機器人結合常規康復運動訓練可進一步改善腦卒中偏癱患者的上肢功能，大大縮短康復時間。

神經電生理檢查是神經系統檢查的延伸，它在診斷及評估神經和肌肉病變時，起著非常關鍵的作用，同時也是康復評定的重要內容和手段之一。本試驗表4結果表明對照組在訓練后偏癱上肢神經傳導速度較訓練前有改善，試驗組較訓練前改善明顯，且在訓練4 w后，試驗組上肢神經傳導速度的恢復較對照組明顯，國內外也有學者證實了腦卒中結合上肢康復機器人的康復訓練在肌電、動力學和運動功能改善上得到肯定［18-20］。綜合本試驗的結果，也間接提示了腦卒中偏癱患者運動功能的恢復程度與上肢神經傳導速度呈正相關。

綜上所述，可以認為康復機器人是一個較為先進的設施，對于改善腦卒中患者偏癱上肢的運動功能，提高偏癱上肢周圍神經的興奮性，從而促進患者日常生活活動能力的恢復，具有重要的應用前景，值得臨床推廣使用。

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