下肢外骨骼康復(fù)機(jī)器人對(duì)偏癱患者步態(tài)時(shí)空參數(shù)不對(duì)稱性的影響

李新科，呂曉，龍建軍，馬丁瑩，王玉龍，葉晶

腦卒中是一種高發(fā)疾病，患者急性期后常留有偏癱后遺癥。偏癱患者由于患側(cè)肌力下降、運(yùn)動(dòng)控制障礙和感覺功能障礙等，在步行時(shí)多表現(xiàn)為健側(cè)和患側(cè)不對(duì)稱的異常步態(tài)模式。步態(tài)異常是影響患者正常生理功能及生活質(zhì)量的重要因素[1]。近年來，下肢外骨骼康復(fù)機(jī)器人作為一種新興的康復(fù)輔助治療手段，越來越受到患者的青睞，但國內(nèi)很少定性地分析其對(duì)偏癱患者時(shí)空參數(shù)不對(duì)稱性的影響。本文基于一款名為BEAR-H1的下肢外骨骼康復(fù)機(jī)器人，分析其對(duì)偏癱患者時(shí)空參數(shù)不對(duì)稱性的影響，報(bào)道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取2018 年2 月至2020 年1 月寧波市第九醫(yī)院收治的腦卒中患者10例，其中男5例，女5例；年齡45～65 歲，平均（56.3±4.2）歲；病程1～12 個(gè)月，平均（6.78±4.51）個(gè)月。

1.2 入選標(biāo)準(zhǔn)（1）符合腦卒中的診斷標(biāo)準(zhǔn)[2]，經(jīng)頭顱CT或核磁共振檢查確診，初次發(fā)病，側(cè)病灶；（2）在無體力和輔助器具幫助下能獨(dú)立安全步行10 m以上；（3）患側(cè)下肢Brunnstrom 分期Ⅳ～Ⅴ期；（4）發(fā)病前無平衡功能能障礙；（5）發(fā)病前為右利手；（6）患者自愿參加，并已簽署知情同意書。

1.3 方法 采用英國Oxford 公司生產(chǎn)的VICON 光學(xué)運(yùn)動(dòng)捕捉系統(tǒng)測(cè)量患者步行時(shí)空參數(shù)。受試者下肢需要按照封三彩圖5 所示貼上光學(xué)maker，每條腿貼11 個(gè)。受試者需要完成兩部分的測(cè)試，首先受試者需穿戴自己舒適的衣服和鞋子，以自己舒適的步速在平地上連續(xù)行走10 m。然后休息10 min，再穿戴國內(nèi)深圳邁步機(jī)器人公司研發(fā)的BEARH1 下肢外骨骼康復(fù)機(jī)器人在平地上以自己舒適的步速連續(xù)行走10 m。受試者在接受穿戴機(jī)器人測(cè)試前需保持安靜5 min，并由專業(yè)測(cè)試人員詳細(xì)告知每位受試者測(cè)試整個(gè)過程、測(cè)試要求及注意事項(xiàng)，同時(shí)告知受試者本實(shí)驗(yàn)無任何傷害，無需緊張，以免影響測(cè)試結(jié)果的可靠性。

1.4 評(píng)定標(biāo)準(zhǔn) 選用受試者穿下肢外骨骼康復(fù)機(jī)器人和不穿下肢外骨骼康復(fù)機(jī)器人的健患側(cè)不對(duì)稱性作為評(píng)價(jià)指標(biāo)。健患側(cè)不對(duì)稱性可以通過患者步行過程中雙側(cè)下肢各步態(tài)時(shí)空與距離參數(shù)計(jì)算得知，其中時(shí)間-空間參數(shù)包括支撐相占比、擺動(dòng)相占比，距離參數(shù)包括步長、步速、跨步長等。不對(duì)稱比的計(jì)算公式[3]：不對(duì)稱比=P 患側(cè)/P 健側(cè)（其中P 代表各步態(tài)時(shí)空參數(shù)）。計(jì)算不對(duì)稱比值時(shí)，為了便于臨床分析，規(guī)定數(shù)值較小的一側(cè)作為分子；因此，各時(shí)空步態(tài)不對(duì)稱比得出的絕對(duì)值均≤1。當(dāng)比值=1 時(shí)，即產(chǎn)生最完美的對(duì)稱，比值＜1 即存在不對(duì)稱性，比值越小提示不對(duì)稱的程度越大。

1.5 統(tǒng)計(jì)方法 采用SPSS17.0軟件進(jìn)行分析，計(jì)量資料用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示，采用檢驗(yàn)。＜0.05 為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

與不穿下肢外骨骼康復(fù)機(jī)器人時(shí)相比，穿戴外骨骼機(jī)器人后患側(cè)跨步長顯著增加，支撐相占比顯著縮短，擺動(dòng)相占比顯著延長（均＜0.05），見表1。兩組左右步長對(duì)稱度、擺動(dòng)相時(shí)間對(duì)稱度差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均＜0.05），見表2。

表1 穿戴外骨骼康復(fù)機(jī)器人前后跨步長、患側(cè)擺動(dòng)相占比、患側(cè)支撐相占比比較

表2 穿戴外骨骼康復(fù)機(jī)器人前后擺動(dòng)相時(shí)間不對(duì)稱比、左右步長不對(duì)稱比比較

3 討論

本文選擇步長、支撐相時(shí)間、擺動(dòng)相時(shí)間等時(shí)空步態(tài)參數(shù)評(píng)估下肢外骨骼康復(fù)機(jī)器人對(duì)糾正偏癱患者時(shí)空步態(tài)參數(shù)不對(duì)稱性的影響。結(jié)果顯示：與不穿下肢康復(fù)機(jī)器人訓(xùn)練相比，穿戴外骨骼機(jī)器人后偏癱患者患側(cè)跨步長顯著增加，支撐相占比顯著縮短，擺動(dòng)相占比顯著延長（均＜0.05）；兩組左右步長對(duì)稱度、擺動(dòng)相時(shí)間對(duì)稱度差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均＜0.05）。

下肢外骨骼康復(fù)機(jī)器人給患側(cè)一定助力，降低患側(cè)下肢肌張力，糾正其足下垂等現(xiàn)象，所以步行時(shí)步寬明顯變小，步速明顯提高[4]。偏癱患者步長變短與患肢擺動(dòng)相對(duì)地面的推進(jìn)力差有關(guān)，穿戴機(jī)器人后給予一定助力，則可顯著增加步長[5]。偏癱患者因?yàn)轷钻P(guān)節(jié)背屈力弱，足跟落地后肌肉收縮不充分，導(dǎo)致支撐相的延長，通過機(jī)器人提供助力，可以顯著減少支撐相時(shí)間[6]。