骨盆減重康復機器人訓練對腦卒中后偏癱患者下肢功能的影響

解二康，李策，陸蓉蓉，陳英倫，劉培樂，胡健，華艷，白玉龍,

腦卒中是一種嚴重威脅人類健康和生命的疾病，且發病率不斷增高。但隨著醫療技術的發展，腦卒中患者的死亡率明顯下降，使得腦卒中存活人數不斷增加。存活患者常伴有偏癱等殘疾。近年來腦卒中的致殘率超過80%，重度致殘者在40%以上[1-2]。其中步行功能障礙是腦卒中患者主要的功能障礙之一，嚴重影響了患者的日常生活活動能力[3]。改善步行相關的下肢運動和平衡功能是腦卒中患者重要的康復任務。傳統的康復治療是臨床上改善腦卒中患者下肢功能障礙的常規手段之一，主要依賴康復治療師的經驗和徒手操作技術，人力成本較高，且治療師體力負擔過大，使得康復治療效果受到一定影響[4-7]。在康復治療中使用骨盆減重康復機器人可節省時間，減輕康復治療師的負擔，研究表明其具有臨床有效性和治療高效性[8-13]。本研究使用的骨盆減重康復機器人減重方式為骨盆減重，使患者的軀干和四肢有充分的自由度。目前針對骨盆減重康復機器人對腦卒中偏癱患者功能影響的研究眾多，研究設計不一，結果異質性較大。本研究擬通過運用骨盆減重康復機器人對腦卒中偏癱患者進行下肢功能康復，并和康復治療師指導協助下訓練的下肢功能變化進行比較，開展隨機、對照、單盲的臨床研究。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取2017年10月～2018年9月在華山醫院北院康復醫學科首次發病住院的的腦卒中偏癱患者39例。納入標準：腦卒中診斷符合中國腦出血診治指南(2014版),或中國急性缺血性腦卒中診治指南(2014版)[14-15]；首次發病，經頭顱CT或MRI證實，病程1～12個月，病情穩定；下肢改良Ashworth分級<2級；患者均愿意接受康復治療；自愿簽署知情同意書。排除標準：合并嚴重心肺肝腎功能不全，不宜進行康復訓練者；可逆性腦卒中患者；嚴重失語、嚴重認知功能障礙者，簡易智能精神狀態檢查量表(Mini-Mental State Exam，MMSE)<23分；精神疾患，不配合訓練者；聾、啞人；無法在定點醫院接受治療和定期隨訪者。患者隨機分為觀察組19例和對照組20例，本研究通過復旦大學附屬華山醫院倫理審查委員會的倫理審查，倫理審查批件號：(2017)臨審第(368)號。2組患者性別、年齡、病程、卒中類型等方面比較差異均無統計學意義，見表1。

表1 2組一般資料比較

1.2 方法 對照組予常規康復治療結合針對性的平衡和步行訓練，觀察組予常規康復治療結合骨盆減重康復機器人訓練。常規康復治療：包括針對性給予物理因子治療、運動療法、作業治療、言語治療和傳統康復治療,針對偏癱肢體的運動療法每次40min，作業治療每次20min。各項治療每天1次，每周5d，治療3周。針對性的平衡和步行訓練：包括坐位平衡訓練、跪位平衡訓練、立位雙足支撐平衡訓練、立位單腿支撐平衡訓練、立位患側下肢屈髖訓練、立位患側下肢屈膝訓練、立位踝背屈訓練、立位足廓清訓練、步行訓練、上下樓梯訓練。每次20min，每天1次，每周5d，訓練3周。針對性的平衡和步行訓練主要強調坐位、跪位、立位下的訓練，訓練強度較大，訓練時間較短；而針對偏癱肢體的運動療法可包括以上內容，也包括了在臥位下的相關訓練等，訓練強度較小，時間較長。骨盆減重康復機器人：為上海電氣集團股份有限公司中央研究院生產的型號SE-NaturalGait的減重步態訓練系統。該機器人具有四個特點：①根據患者身體重量按照比率進行個性化地精確減重；②減重方式為骨盆減重；③上肢無束縛，患者以自然步態行走；④具有4種運動模式，即跑臺定速行走、跑臺跟隨行走、跑臺抗阻行走、擾動訓練。治療師根據患者的實際情況選擇相應的模式，以患者耐受為宜。每次20min，每天1次，每周5d，訓練3周。骨盆減重康復機器人設備操作如下：開機進入界面；錄入康復治療師的信息；登記患者的性別、年齡、診斷、體重、下肢長度等信息；設置減重百分比、保護高度、治療時間、治療模式、治療模式中的詳細數據；協助患者進行設備的穿戴；啟動治療程序，觀察患者反應，調整治療參數；結束治療，協助患者脫卸設備。

1.3 評定標準 在治療前、治療2及3周后由不知分組和治療情況的康復醫師分別采用以下量表進行評估。①Brunnstrom下肢運動功能分期：分Ⅰ～Ⅵ期共6個等級，等級越高表示功能越好。②Fugl-Meyer下肢運動功能評分：共17項內容，總分34分，得分越高表示下肢運動功能越好。③Berg平衡量表：共14項內容，總分56分，得分越高表示平衡功能越好。④功能性步行量表(functional ambulation category scale，FAC)：共分為0～5級，級別越高表示平地行走能力越好。⑤Barthel指數：共10項內容，總分100分，得分越高表示日常生活能力越好。

2 結果

2.1 下肢運動功能 治療2周后，2組Brunnstrom下肢運動功能分期較治療前及2組間比較差異均無統計學意義；觀察組Fugl-Meyer下肢運動功能評分較治療前明顯提高(P<0.05)，2組間比較差異無統計學意義，對照組Fugl-Meyer下肢運動功能評分較治療前差異無統計學意義。治療3周后，觀察組Brunnstrom下肢運動功能分期、Fugl-Meyer下肢運動功能評分均較治療前明顯提高(P<0.05)，但2組間比較差異無統計學意義，對照組Brunnstrom下肢運動功能分期、Fugl-Meyer下肢運動功能評分治療前后比較差異無統計學意義。見表2，3。

表2 2組治療前后下肢Brunstrom分期比較級，四分位數M

2.2 下肢平衡功能 治療2周后，2組Berg平衡量表評分均較治療前明顯提高(均P<0.05)，2組間比較差異無統計學意義；治療3周后，2組Berg平衡量表評分較治療前均明顯提高(均P<0.05)，且觀察組明顯高于對照組(P<0.05)。見表4。

表3 2組治療前后Fugl-Meyer下肢運動功能評分比較分，

表4 2組患者治療前后Berg平衡量表評定比較分，四分位數M

2.3 下肢步行功能 治療2周后，2組FAC分級較治療前及治療后組間比較差異均無統計學意義，觀察組FAC分級評定結果較對照組比較差異無統計學意義；治療3周后，觀察組FAC分級較治療前明顯提高(P<0.01), 對照組FAC分級評定結果較治療前比較差異無統計學意義，2組間FAC分級比較差異無統計學意義，見表5。

表5 2組患者FAC分級評定結果比較級，四分位數M

2.4 日常生活活動能力 治療2周后，2組Barthel指數評分較治療前均明顯提高(P<0.05)，2組間比較差異無統計學意義；治療3周后，2組Barthel指數評分均較治療前明顯提高(均P<0.05)，2組間比較差異無統計學意義。見表6。

表6 2組治療前后Barthel指數評分比較>分，±s

3 討論

本研究結果顯示，治療2周后，觀察組Brunnstrom分期、Fugl-Meyer下肢運動功能評分、Berg平衡量表、Barthel指數較治療前有明顯改善；3周后，觀察組Brunnstrom分期、Fugl-Meyer下肢運動功能評分、Berg平衡量表、FAC、Barthel指數均較治療前提高。治療2及3周后，對照組Berg平衡量表、Barthel指數均較治療前明顯提高。但組間比較顯示，僅3周治療后觀察組Berg平衡量表得分較對照組明顯改善。

腦卒中后偏癱患者由于中樞神經系統的損傷導致偏癱側肌張力、感覺異常、肌力和耐力弱化。步行過程中，偏癱患者表現為支撐相變短，尤其是首次觸地異常，擺動相廓清能力差且代償明顯。腦卒中后偏癱步態、下肢運動功能障礙給患者造成嚴重影響。早期、及時、有效的康復治療是關鍵，如何進一步提高治療效果是研究熱點[16-17]。傳統康復訓練雖能從一定程度上改善腦卒中后偏癱患者的平衡和運動功能，但是往往是強化某個單純的動作，無法盡早將負重、平衡、邁步等訓練有機結合，導致動作缺乏連貫性和實用性易形成異常步態[18-19]。有報道顯示，約1/3的腦卒中患者在發病后3個月仍無法恢復正常的步行能力，嚴重影響生活質量[20]。

骨盆減重康復機器人作為一種新的康復治療技術能幫助患者進行科學、有效的康復訓練，已受到越來越多的關注，現已逐步運用到臨床康復中[21]。腦卒中后偏癱患者由于下肢伸肌張力較高，且偏癱側肌力明顯下降，屈髖動作常常難以完成。骨盆減重康復機器人訓練中，骨盆位置相對固定而傳動帶的向后傳送，使得髖關節處于伸髖位。而患者處于伸髖位時，屈髖肌群的初長度被拉長而其肌梭感受器容易興奮，這樣的伸髖體位使得髖關節更容易產生屈髖動作，對做出該側下肢向前擺動的動作有幫助[2,22]，可以更大程度地訓練患者的屈髖能力，有利于誘發分離運動，促進下肢運動功能的恢復。

步行是多關節和多組肌群參與的周期性和協調性運動，要求機體有足夠的承重能力和一定的平衡能力[23]。偏癱患者的步行能力恢復需要進行長時間訓練積累，這使得患者的步行訓練延后。而這些缺失的功能中，負重能力的缺失是重要環節。在本研究中，骨盆減重康復機器人可以根據患者不同的支撐能力進行個性化的骨盆減重，采用合適的減重步行訓練，同時訓練其負重能力、平衡、協調等，使患者達到從容負重的目的。在合理的負重情況下，患者可盡早進入立位平衡訓練和步行訓練。患者的蹬地能力也影響步行，該骨盆減重康復機器人根據患者蹬地能力不同設置跑臺定速行走、跑臺跟隨行走、跑臺抗阻行走等不同模式進行訓練。同時該康復機器人未對軀干和上肢有過多束縛，且還能采集人體形態的功能，在屏幕中患者可以觀察到步行的姿勢可及時調整，進行相對自然的步行訓練，從而提高患者的步行能力。

偏癱患者在此骨盆減重康復機器人的幫助下，創造一個適宜康復訓練的環境從而提高其下肢運動、平衡和步行功能的訓練效率。本研究治療兩周后，組間各項指標均無顯著性差異，可能由于治療時間過短，下肢功能、步行、平衡等尚未得到功能上的飛躍。在治療3周后，組內比較中，觀察組Brunnstrom下肢分期、Fugl-Meyer下肢運動功能較治療前有明顯提高而對照組這兩個評估指標較治療前無明顯差異；觀察組訓練前后步行功能改善指標(即FAC分級)有顯著提高，而對照組治療前后無明顯差異，且以上指標在治療第3周的組間比較均無差異；僅Berg量表結果驗證了骨盆減重康復機器人訓練相較于治療師指導下的針對性訓練，更能有效改善腦卒中患者平衡功能。既往研究通過表面肌電圖觀察到下肢機器人能誘導卒中患者股直肌出現生理性肌肉激活模式，延長股二頭肌激活時間，此類肌肉激活可能有助于下肢運動協調[24]。

偏癱患者日常生活活動能力是步行、下肢運動、平衡等能力的綜合體現，反映患者能夠完成日常生活活動的能力。功能的協同進步最終會改善患者的日常生活活動能力。本研究中觀察組訓練前后Barthel指數評分有顯著提高而組間比較結果無統計學差異，說明骨盆減重康復機器人訓練較治療前可以改善偏癱患者日常生活能力，促進回歸日常生活，作用和治療師指導下了訓練相似。2020年一篇下肢機器人的隨機對照研究采用6周的治療時長，比較傳統治療，下肢機器人，和兩者結合的療效，發現傳統療法和下肢機器人在Barthel指數、6分鐘步行測驗、下肢Fugl-Meyer運動功能評分、生命質量評分等指標上均無差異，證明二者療效相仿[25]，此結論和本文結論較為相似。

由于本研究納入受試者人數較少，治療時長僅3周，無隨訪時間，未能明確骨盆減重康復機器人治療后是否存在遺留效應，治療后療效證據不充分，今后臨床研究需考慮康復的長期療效，并針對不同卒中、病程者設計合理的臨床設計。

4 結論

骨盆減重康復機器人訓練可能改善腦卒中后偏癱患者的平衡功能、下肢運動功能及日常生活活動能力，且可能在平衡功能改善方面優于康復治療師指導下的康復訓練。