腦機(jī)接口技術(shù)在腦卒中偏癱患者上肢運(yùn)動(dòng)功能康復(fù)治療中的療效觀察

任海 謝志明

【摘要】 目的 探討腦機(jī)接口（Brain-Computer Interface， BCI）技術(shù)在腦卒中偏癱患者上肢運(yùn)動(dòng)功能康復(fù)治療中的療效。方法 60例腦卒中偏癱患者， 根據(jù)隨機(jī)數(shù)字表法分為對(duì)照組和觀察組， 各30例。對(duì)照組進(jìn)行常規(guī)康復(fù)治療， 觀察組在常規(guī)康復(fù)治療基礎(chǔ)上加腦機(jī)接口技術(shù)治療。比較兩組患者治療前后上肢Fugl-Meyer運(yùn)動(dòng)功能（FMA）評(píng)分、Wolf運(yùn)動(dòng)功能評(píng)定量表（WMFT）評(píng)分及改良Barthel指數(shù)（MBI）評(píng)分。結(jié)果 治療后， 觀察組的上肢FMA評(píng)分、WMFT評(píng)分、MBI評(píng)分分別為（31.63±6.60）、（34.13±6.15）、（62.27±10.81）分， 對(duì)照組分別為（26.50±7.55）、（29.50±8.87）、（51.63±7.16）分;兩組患者上肢FMA評(píng)分、WMF評(píng)分、MBI評(píng)分均較本組治療前提高， 且觀察組高于對(duì)照組， 差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05）。結(jié)論 應(yīng)用腦機(jī)接口治療技術(shù)能有效促進(jìn)腦卒中偏癱患者上肢功能的恢復(fù)， 并能提高患者的日常生活能力。

【關(guān)鍵詞】 腦卒中;偏癱;腦機(jī)接口;康復(fù)

DOI：10.14163/j.cnki.11-5547/r.2020.10.081

【Abstract】 Objective ? To discuss the efficacy of brain-computer interface （BCI） teqinique on rehabilitation of upper limb motor function in hemiplegic stroke patients. Methods ? A total of 60 hemiplegic stroke patients were divided into control group and observation group， with 30 cases in each group. The control group received conventional rehabilitation， and the observation group received brain-computer interface therapy on the basis of the control group. The Fugl-Meyer assessment （FMA） score of the upper extremity， Wolf motor function test （WMFT） score， and modified Barthel index （MBI） score before and after treatment were compared between the two groups. Results ? After treatment， FMA score， WMFT score and MBI score of the observation group were （31.63±6.60）， （34.13±6.15） and （62.27±10.81） points， which were （26.50±7.55）， （29.50±8.87） and （51.63±7.16） points of the control group. FMA score， WMFT score and MBI score of the two groups were higher than those before treatment， and the observation group was higher than the control group. The difference was statistically significant （P<0.05）. Conclusion ? The application of brain-computer interface therapy can effectively promote the recovery of upper limb function of hemiplegic stroke patients， and improve the abilities of daily living of patients.

【Key words】 Stroke; Hemiplegia; Brain-computer interface therapy; Rehabilitation

腦卒中又稱腦血管意外， 是危害人類健康的重大疾病， 具有發(fā)病率高、復(fù)發(fā)率高、致殘率高、死亡率高的特點(diǎn)。幸存者約有85%患者伴有上肢功能障礙 [1]， 其中>60%的患者經(jīng)過治療后仍然存在手功能障礙而不能獨(dú)立生活[2]， 給家庭和社會(huì)造成沉重的負(fù)擔(dān)。目前， 上肢和手功能康復(fù)仍是康復(fù)中的重點(diǎn)和難點(diǎn)。一方面， 手部位于大腦皮層的投射區(qū)域相對(duì)較大， 人類手功能約占全身功能的54%[3]。另一方面， 手及手指的精細(xì)操作和協(xié)調(diào)配合極具復(fù)雜性， 使得其恢復(fù)較身體其他部分更為困難[4]。目前， 腦機(jī)接口技術(shù)應(yīng)用于腦卒中， 運(yùn)動(dòng)功能尤其是恢復(fù)上肢和手的功能成為研究的熱點(diǎn)。本院自2018年6月開展此項(xiàng)技術(shù)以來(lái)， 在腦卒中偏癱患者手功能的康復(fù)方面取得了一定療效， 具體內(nèi)容報(bào)告如下。

1 資料與方法

1. 1 一般資料 選取2018年6～11月深圳龍城醫(yī)院收治的60例腦卒中偏癱患者作為研究對(duì)象， 根據(jù)隨機(jī)數(shù)字表法分為對(duì)照組和觀察組， 各30例。入選標(biāo)準(zhǔn)：①年齡18～75歲;②符合1995年全國(guó)第四次腦血管病學(xué)術(shù)會(huì)議制定的腦卒中診斷標(biāo)準(zhǔn)[5];③首次腦卒中， 單側(cè)偏癱患者， 病程4周～6個(gè)月;④伴有中、重度手功能障礙[2級(jí)≤Brunnstrom≤4級(jí)， 改良Ashworth痙攣量表（MAS）<3級(jí)];⑤自愿參加并簽署知情同意書的患者。排除標(biāo)準(zhǔn)：①發(fā)病前即存在其他原因所導(dǎo)致的肢體功能障礙者;②合并有嚴(yán)重心肺腎疾病和精神障礙的患者;③其他神經(jīng)系統(tǒng)疾病、不能配合訓(xùn)練或治療依從性差的患者;④有認(rèn)知理解功能障礙[簡(jiǎn)易智力狀態(tài)檢查量表（MMSE）<21 分]、視覺或聽覺障礙者;⑤言語(yǔ)有障礙不能配合的患者;⑥患側(cè)手合并不穩(wěn)定性骨折、感染、活動(dòng)性出血的患者;⑦不能獨(dú)坐≥1 h的患者。脫落標(biāo)準(zhǔn)：①治療過程中因病情變化， 不能繼續(xù)康復(fù)治療者;②治療時(shí)間和治療次數(shù)未達(dá)到要求者。觀察組男18例， 女12例;年齡34～59歲， 平均年齡（41.77±8.65）歲;平均病程（32.85±4.99）d。對(duì)照組男20例， 女10例;年齡30～58歲， 平均年齡（40.7±8.15）歲;平均病程（33.85±3.73）d。兩組患者一般資料比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05）， 具有可比性。

1. 2 方法 對(duì)照組患者給予常規(guī)康復(fù)訓(xùn)練， 包括上肢的分離運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練、手功能訓(xùn)練， 日常生活能力訓(xùn)練。1次/d， 時(shí)間30 min/次， 5 d/周， 共治療4周。觀察組患者在常規(guī)康復(fù)訓(xùn)練基礎(chǔ)上增加腦機(jī)接口技術(shù)治療， 治療40 min/次， 治療1次/d， 治療5次/周， 20次為1個(gè)療程， 共治療4周。本實(shí)驗(yàn)用奧地利的16導(dǎo)g.tec主動(dòng)式干電極系統(tǒng)采集腦電信號(hào)、睿瀚醫(yī)療的腦機(jī)接口（由西安交通大學(xué)研發(fā)）康復(fù)訓(xùn)練系統(tǒng)和機(jī)械手。腦機(jī)接口康復(fù)訓(xùn)練的主要方法如下。①訓(xùn)練技巧及注意事項(xiàng)告知：在開始腦機(jī)接口康復(fù)治療前， 要對(duì)患者進(jìn)行詳細(xì)的指導(dǎo)。首先讓患者面向顯示器、采取舒適的坐姿， 平靜下來(lái)并保持軀干四肢不動(dòng)， 告知患者集中注意力去聽任務(wù)提示和觀察任務(wù)視頻， 同時(shí)同步想象患手去執(zhí)行相應(yīng)的任務(wù)。②采集腦電圖基線：待患者腦電信號(hào)平穩(wěn)后， 采集30 s安靜狀態(tài)下的腦電圖， 作為康復(fù)治療過程中評(píng)分的基礎(chǔ)。③腦機(jī)接口康復(fù)訓(xùn)練：患者按照聽到和看到的提示去想象患手拿起物品或者放下物品， 每組任務(wù)有10個(gè)訓(xùn)練， 每個(gè)訓(xùn)練有3次機(jī)會(huì)， 每個(gè)訓(xùn)練之間休息10 s， 若想象正確則顯示器顯示完成的分?jǐn)?shù)， 同時(shí)給予機(jī)械輔助下進(jìn)行相應(yīng)的被動(dòng)運(yùn)動(dòng)， 形成一個(gè)想象、分析、反饋的閉環(huán)。

1. 3 觀察指標(biāo)及判定標(biāo)準(zhǔn) 比較兩組患者治療前后上肢FMA評(píng)分、WMFT評(píng)分、MBI評(píng)分。治療前及治療4周后觀察兩組患者上肢功能相關(guān)評(píng)分：①上肢FMA評(píng)分， 總分為66分， 分?jǐn)?shù)越高， 患者上肢功能越好;②手臂動(dòng)作測(cè)試上肢WMFT評(píng)分， 該量表包括15個(gè)項(xiàng)目， 包含簡(jiǎn)單關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)及復(fù)合功能動(dòng)作， 每項(xiàng)為6個(gè)維度， 最高分為75分， 均為正向計(jì)分， 分?jǐn)?shù)越高， 患者的上肢功能越高;③MBI評(píng)分， 總分100分， 分?jǐn)?shù)越高， 患者自理能力越好。所有評(píng)定均由一個(gè)經(jīng)過培訓(xùn)的康復(fù)治療師完成。

1. 4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 ?采用SPSS22.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件處理數(shù)據(jù)。計(jì)量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（ x-±s）表示， 采用t檢驗(yàn);計(jì)數(shù)資料以率（%）表示， 采用χ2檢驗(yàn)。P<0.05表示差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

治療前， 兩組患者上肢FMA評(píng)分、WMF評(píng)分、MBI評(píng)分比較， 差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05）。治療后， 觀察組的上肢FMA評(píng)分、WMFT評(píng)分、MBI評(píng)分分別為（31.63±6.60）、（34.13±6.15）、（62.27±10.81）分， 對(duì)照組分別為（26.50±7.55）、（29.50±8.87）、（51.63±7.16）分;兩組患者上肢FMA評(píng)分、WMF評(píng)分、MBI評(píng)分均較本組治療前提高， 且觀察組高于對(duì)照組， 差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05）。見表1。

3 討論

腦機(jī)接口技術(shù)是指在大腦與計(jì)算機(jī)或其他電子設(shè)備之間建立的直接交流與控制通道， 通過大腦來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)外部設(shè)備的操縱， 使卒中后遺留運(yùn)動(dòng)功能障礙的患者重獲運(yùn)動(dòng)功能。目前腦卒中后導(dǎo)致上肢和手運(yùn)動(dòng)功能障礙患者的功能提高， 只能依靠常規(guī)的手功能康復(fù)方法， 依靠治療師的運(yùn)動(dòng)治療和作業(yè)治療及傳統(tǒng)中醫(yī)等手段進(jìn)行康復(fù)[6-8]， 尤其對(duì)于上肢處于Brunnstromd第Ⅰ～Ⅱ期的患者來(lái)說， 只能通過被動(dòng)訓(xùn)練， 患者主動(dòng)參與的積極性不高， 甚至有些家屬因?yàn)榛颊卟慌浜嫌?xùn)練， 只能放棄手功能訓(xùn)練。與常規(guī)康復(fù)手段相比， 腦機(jī)接口可以將大腦的電信號(hào)經(jīng)過外源輸出設(shè)備分析后轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的指令， 從而實(shí)現(xiàn)大腦外部環(huán)境之間的交互作用[9]， 實(shí)現(xiàn)偏癱患者的腦-肢聯(lián)動(dòng)， 大大地提高了患者的積極性， 變常規(guī)康復(fù)的被動(dòng)接受為主動(dòng)參與訓(xùn)練， 提高了康復(fù)療效。而且也有研究表明， 利用腦機(jī)接口結(jié)合外骨骼或FES所形成的“閉環(huán)通路”能促進(jìn)患者手功能更好地康復(fù)[10， 11]。

本研究顯示， 治療后， 兩組上肢FMA評(píng)分、WMFT評(píng)分、MBI評(píng)分均較本組治療前提高， 差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05）;表明常規(guī)的康復(fù)訓(xùn)練及腦機(jī)接口訓(xùn)練均能有效提高腦卒中患者上肢運(yùn)動(dòng)功能和日常生活能力。觀察組治療后上肢FMA 評(píng)分、WMFT評(píng)分、MBI評(píng)分均高于對(duì)照組， 差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05）;表明配合腦機(jī)接口訓(xùn)練較單純常規(guī)康復(fù)訓(xùn)練在提高上肢運(yùn)動(dòng)功能、手功能方面效果更明顯， 對(duì)提高患者的日常生活能力更顯著。

腦機(jī)接口技術(shù)應(yīng)用于腦卒中偏癱患者上肢和手功能的康復(fù)恢復(fù)中， 不僅節(jié)省人力、更具安全性， 還能使患者主動(dòng)參與康復(fù)訓(xùn)練并促進(jìn)其中樞神經(jīng)的重塑[12]， 不但能使手功能康復(fù)效果明顯， 還能提高患者的日常生活能力[13]， 為康復(fù)機(jī)構(gòu)腦卒中偏癱患者上肢和手功能的康復(fù)提供了一項(xiàng)全新的康復(fù)治療技術(shù)。

綜上所述， 應(yīng)用腦機(jī)接口治療技術(shù)對(duì)腦卒中偏癱患者進(jìn)行上肢和手的康復(fù)訓(xùn)練是有效的。

參考文獻(xiàn)

[1] Broke JG， Lankhorst JG， Rumping K， et al. The long term out-come of arm function after stroke： results of a follow-up study. Disabil Rehabil， 1999， 21（8）：357-364.

[2] Plantin J， Laurencikas E， Lindberg P， et al. Biomarkers for prediction of hand function after stroke： The ProHand study protocol. J Neurologic Sci， 2013， 333（1）：555-556.

[3] 逄錦熙， 倪克鋒. 腦卒中后手功能障礙的康復(fù)治療進(jìn)展. 中國(guó)現(xiàn)代醫(yī)生， 2015， 53（13）：143-146.

[4] 周冰， 劉佳， 郭玉玲. 針刺療法與運(yùn)動(dòng)想象聯(lián)合治療腦卒中致上肢功能障礙臨床觀察. 中西醫(yī)結(jié)合心腦血管病雜志， 2012， 10（5）：555-556.

[5] 王新德. 各類腦血管疾病診斷要點(diǎn). 中華神經(jīng)科雜志， 1996， 29（6）：379-380.

[6] 夏雋暉， 夏文廣， 鄭嬋娟， 等. 作業(yè)治療對(duì)腦卒中后肩手綜合征的療效觀察. 中國(guó)康復(fù)， 2013， 28（6）：454-455.

[7] 彭憲星， 亓云玲， 劉芹. 運(yùn)動(dòng)療法對(duì)腦卒中患者肌張力的影響作用. 中國(guó)實(shí)用醫(yī)刊， 2016， 43（5）：20-21.

[8] 蘇志源. 中醫(yī)治療腦卒中. 中國(guó)中醫(yī)藥咨詢， 2012， 4（1）：243.

[9] Daly JJ， Huggins JE. Brain-computer interface：current and emer- ging rehabilitation applications. Arch Phys Med Rehabil， 2015， 96（3）：1-7.

[10] Remsik A， Young B， Vermilyea R， et al. A review of the progression and future implications of brain-computer interface therapies for restoration of distal upper extremity motor function after stroke. Expert Rev Med Devices， 2016， 13（5）：445-454.

[11] 陳樹耿， 賈杰. 腦機(jī)接口在腦卒中手功能康復(fù)中的應(yīng)用進(jìn)展. 中國(guó)康復(fù)理論與實(shí)踐， 2017， 23（1）：23-25.

[12] Birbaumer N. Breaking the silence： brain-computer interfaces （BCI） for communication and motor control. Psychophysiology， 2006， 43（6）：517-532.

[13] 方文盎， 劉昊. 腦機(jī)接口技術(shù)在腦卒中偏癱患者下肢運(yùn)動(dòng)功能康復(fù)治療中的應(yīng)用. 山東醫(yī)藥， 2018， 58（10）：66-68.

[收稿日期：2019-09-11]