下肢康復機器人短期輔助雙任務訓練在腦卒中患者康復期的運用效果

摘 要 目的：探討下肢康復機器人對腦卒中患者下肢康復效果及步行和平衡能力的影響。方法：本研究選取2023年3月—2024年6月于南通大學附屬醫院收治的76例腦卒中患者作為研究對象。按照隨機數字表法，將其分為對照組（采用雙任務訓練）和觀察組（雙任務訓練基礎上給予下肢康復機器人輔助訓練），每組38例。比較兩組患者下肢運動功能、步行能力及平衡功能。結果：治療4周、8周后，觀察組下肢運動功能評分（FMA）、功能性步行分級量表（FAC）評分和Berg平衡量表（BBS）評分顯著高于對照組（Plt;0.05）。決策樹模型結果顯示，治療8周后FMA、FAC及BBS評分均無顯著差異（Pgt;0.05）。結論：下肢康復機器人輔助雙任務訓練在腦卒中患者康復中能夠提升其下肢運動功能、步行能力及平衡功能。

關鍵詞 下肢康復機器人；雙任務訓練；腦卒中；下肢運動；步行能力

中圖分類號 R493 R743 文獻標識碼 A 文章編號 2096-7721（2024）06-1137-05

Effects of lower limb rehabilitation robot-assisted short-term dual-task training in stroke patients during rehabilitation period

SUN Li， ZHOU Xiaoyun， LIU Su， GAO Jie

（Department of Rehabilitation Medicine， the Affiliated Hospital of Nantong University， Nantong 226001， China）

Abstract Objective： To explore the effects of lower limb rehabilitation robot on the rehabilitation outcomes， walking ability and balance function of stroke patients. Methods： 76 stroke patients who were admitted to the Affiliated Hospital of Nantong University from March 2023 to June 2024 were selected as the research subjects. They were divided into the control group （dual-task training） and the observation group （lower limb rehabilitation robot-assisted dual-task training） using a random number table， with 38 patients in each group. The lower limb motor function， walking ability and balance function were compared between the two groups. Results： After 4 and 8 weeks of treatment， the Fugl-Meyer assessment（FMA） scores， functional ambulation categories （FAC） scores and Berg balance scale（BBS） scores of the observation group were significantly higher than those of the control group （Plt;0.05）. The results of the decision tree showed no significant differences in FMA， FAC and BBS scores after treatment among the patients （Pgt;0.05）. Conclusion： Lower limb rehabilitation robot-assisted dual-task training can improve lower limb motor function， walking ability and balance function of stroke patients during their rehabilitation periods.

Key words Lower Limb Rehabilitation Robot; Dual-task Training; Stroke; Lower Limb Movement; Walking Ability

腦卒中是由多種因素引發的急性腦血管疾病，嚴重影響患者的健康與生活質量[1]。據統計，約70%的腦卒中患者會發生不同程度的肢體功能障礙，尤其是下肢運動、步行能力及平衡功能的受損，極大地限制了患者的日常生活和社會參與能力[2]。在腦卒中患者康復過程中常面臨肌肉力量減弱、平衡能力下降以及步態異常等挑戰。傳統的康復方法往往側重于單一任務的練習，難以全面恢復患者的下肢功能。下肢康復機器人作為現代康復技術的重要成果，以其精準、高效、可重復的優勢，在腦卒中患者的康復訓練中逐漸發揮重要作用[3]。機器人輔助訓練不僅能提供不同的訓練方案，還能通過模擬真實步態、提供生物反饋等手段，有效促進患者神經功能的重塑和運動能力的恢復[4]。而雙任務訓練作為一種創新的康復策略，通過同時執行認知和運動任務，能夠進一步激發患者的神經可塑性，加速康復進程[5]。下肢康復機器人輔助下的雙任務訓練，通過結合機器人的精準控制和雙任務訓練的獨特優勢，能夠為患者提供更加全面的康復訓練方案，更有效地提升腦卒中患者的下肢運動功能、步行能力和平衡功能。基于此，本研究選取76例腦卒中患者作為研究對象，探究下肢康復機器人輔助雙任務訓練對腦卒中患者的影響。

1 資料與方法

1.1 一般資料 納入標準：①經CT/MRI檢查證實，符合《中國急性缺血性腦卒中診治指南》診斷標準[6]，首次腦卒中；②年齡20～70歲；③病程1～8個月，且病情穩定；④患者及其家屬詳細了解研究內容并簽署知情同意書。排除標準：①伴有其他嚴重軀體疾病或精神障礙者；②明顯關節痙攣者；③認知功能障礙患者；④妊娠或哺乳期孕婦；⑤中途因自身原因退出研究。本研究通過本院倫理委員會審批（NO.2022-L129）。根據訓練方法不同，將其分為觀察組（38例）和對照組（38例）。兩組患者基線資料比較，差異無統計學意義（Pgt;0.05），具有可比性，見表1。

1.2 方法

1.2.1 對照組 給予雙任務訓練，具體內容如下。

1.2.1.1 雙任務訓練同步性：在患者狀態穩定且符合訓練條件后，開始實施雙任務訓練，進行下肢運動訓練同時無縫銜接認知任務訓練，確保兩者在同一時間段內同步進行。調整訓練強度，確保其在不顯著降低雙任務完成流暢度的前提下進行，保持訓練的連續性和有效性。雙任務訓練每次持續30 min，使患者能在適當的時間內集中注意力和體力，訓練過程中，根據患者需求適時安排短暫休息，以恢復體力和精神狀態。每天進行1次訓練，每周5天，連續4周為一個療程，共兩個療程。

1.2.1.2 認知訓練任務：①計算任務。在患者行走過程中，要求其進行連續的加減法計算，如“1加3、再加3”“100減3、再減3”等。通過計算任務，提升患者的注意力和計算能力，同時促進下肢運動的協調性。②言語溝通任務。在患者步行時與其交流當日計劃或相關話題，要求患者給出明確、可拓展的答復，增強患者的語言溝通能力和思維能力，同時促進步行訓練的持續性和趣味性。③聽覺反饋任務。在患者行走過程中播放含有特定數字（如3或4）的聲音信號，要求患者根據信號做出相應的反應（如舉起健側手或回答前一位/三位數字）。通過聽覺反饋機制，提高患者的反應速度和注意力分配能力，同時增加訓練的挑戰性和趣味性。

1.2.1.3 運動訓練任務：①基礎訓練。患者在平衡杠內進行坐站轉移、重心移動、邁步/撤步姿勢維持等訓練，增強其平衡能力和下肢肌肉力量，為后續訓練打下基礎。②進階訓練。根據患者功能狀況逐步進階至原地踏步、邁步、撤步和步行等訓練。一旦患者能夠完成雙手輔助下的跑臺步行，則立即進階至跑臺上步行訓練。通過逐步增加訓練難度和復雜度，提升患者的步行能力和下肢運動功能。每天1.5 h，每天1次，每周5次，連續4周為一個療程，共兩個療程。

1.2.2 觀察組 在對照組基礎上給予下肢康復機器人輔助訓練，下肢康復機器人輔助訓練內容如下。

1.2.2.1 機器人設置：采用中國杭州生產的UGO222下肢康復機器人，該機器人具備根據患者身體重量進行個性化精確減重的功能，減重范圍可靈活調整至患者自身體重的0%～40%，確保訓練安全有效。機器人有骨盆減重功能及保護性高度設計，可有效預防患者跌倒，同時不干擾其自然步態的形成與恢復。上肢和軀干無束縛設計，確保患者在訓練過程中能夠自由移動，模擬真實步態，促進康復進程。

1.2.2.2 多模式訓練：機器人提供定速行走模式，可根據患者需求設置恒定步速，幫助患者建立穩定的行走節奏和步態模式。結合跑臺使用時，機器人能夠隨跑臺速度進行動態調整，確保患者在不同速度下的行走訓練都能得到精確支持。在跑臺行走的基礎上增加抗阻訓練，通過調節阻力大小，進一步提升患者的下肢肌肉力量和耐力。

1.2.2.3 原地踏步適應：根據患者耐受程度，首先進行原地踏步練習，確保其能夠適應機器人輔助下的訓練環境。適應后，逐步轉入恒定步速行走訓練，速度設定為0.1～1.2 m/s，根據患者康復進展適時調整。訓練過程中，密切關注患者的反應和表現，根據具體情況動態調整減重量、步速等參數，確保訓練效果最大化。同時，及時給予患者正面反饋，增強其康復信心。下肢康復機器人輔助訓練每天約1.5 h，每天1次，每周5次，連續4周為一個療程，共兩個療程。

1.3 評價指標

1.3.1 下肢運動 采用下肢運動功能評分（Fugl-Meyer Assessment，FMA）[7]評估患者治療前及治療后4周、8周下肢運動能力，該量表共34分，得分與下肢運動能力成正比。

1.3.2 步行能力 采用功能性步行分級量表（Functional Ambulation Categories，FAC）[8]評估患者治療前及治療后4周、8周步行能力，該量表為0～5分，得分與步行能力成正比。

1.3.3 平衡功能 采用Berg平衡量表（Berg Balance Scale，BBS）[9]評估患者治療前及治療后4周、8周平衡功能，該量表總分56分，得分與平衡功能成正比。

1.4 統計學方法 所有數據均采用SPSS 22.0統計學軟件進行分析。計量資料用均數±標準差（x±s）表示，組間比較采用獨立樣本t檢驗，組內比較采用配對樣本t檢驗；計數資料用例數（百分比）[n（%）]表示，行 χ2檢驗，以Plt;0.05表示差異具有統計學意義。

2 結果

2.1 下肢運動功能、步行能力及平衡功能比較 與治療前比較，經過4周和8周的治療，兩組患者FMA評分、FAC評分和BBS評分均有所提升，且觀察組提升幅度顯著高于對照組（Plt;0.05），見表2。

2.2 FMA、FAC及BBS的影響因素 以性別、年齡、病程、卒中側別及卒中類型作為自變量，治療8周后FMA、FAC及BBS評分作為因變量構建決策樹模型。結果顯示，治療8周后FMA、FAC及BBS評分均無顯著差異（Pgt;0.05），見表3。

3 討論

腦卒中作為一種常見的神經系統疾病，患者的中樞神經系統受損，常引起下肢運動控制障礙、肌肉力量減弱、平衡功能下降等問題[10-12]，這不僅影響患者的步行能力，還可能導致跌倒、骨折等二次傷害，進一步加重患者的身體負擔和心理壓力[13-15]。傳統康復訓練方法雖然有效，但主要依賴于治療師的手動操作和患者的主動配合，存在訓練強度不足、訓練效果難以量化等問題[16-17]。下肢康復機器人通過預設的訓練程序和實時反饋機制，能夠確保訓練過程的精準性和高效性[18]。但是也存在一些比較明顯的缺點，下肢康復機器人系統大多結構復雜且控制難度高，比例-積分-微分控制器對驅動機構要求較高，有時候很難滿足實際需求，而且控制器經過整定后參數不發生變化，很難針對不同的患者進行調整。患者只能完成被動運動訓練，尚不具備主動康復訓練的功能，無法在醫院進行長期康復治療。因此本研究主要對短期運用效果進行評估，同時引入雙任務訓練模式，進一步豐富訓練內容，提高患者的參與度和訓練效果[19-20]。

本研究結果表明，治療后觀察組患者FMA評分顯著提升，分析其原因可能是，機器人能根據患者個體差異提供精準的減重支持，極大減輕患者下肢負擔，使其能更專注于步態恢復，減少訓練中的疼痛和不適，提高康復效率[21]。機器人提供的多樣化訓練模式，如定速行走、跑臺跟隨及抗阻行走等，結合雙任務訓練，全方位激活下肢肌肉群和神經系統，不僅能夠增強肌肉力量和協調性，還通過增強認知參與，優化步態的穩定性和精確性。李飏安等人[22]研究同樣表明，不同的減重支持對腦卒中患者的下肢功能恢復具有積極作用。本研究還表明，機器人輔助訓練能夠顯著提升患者FAC評分，可能是在訓練中融入記憶、注意等認知元素，能夠有效增強患者的注意力和控制力，使其在步行時能保持更佳的穩定性和速度[23]。下肢康復機器人通過實時監測步態參數并提供即時反饋，幫助患者及時調整步態，提高步行效率[24]。同時跑臺跟隨行走、抗阻行走等動態平衡訓練模式，模擬真實生活中的平衡挑戰，進一步促進患者平衡功能的恢復，減少跌倒風險。解二康等人[25]研究同樣指出，雙任務訓練結合機器人對腦卒中患者的步行能力恢復具有顯著效果，與本研究結果一致。治療后觀察組患者BBS評分顯著優于對照組，平衡訓練模式僅模擬真實世界中的平衡挑戰，還通過結合雙任務訓練，有效鍛煉患者的注意力分配與多任務處理能力，從而顯著提升其平衡功能[26]。高度仿真的訓練環境幫助患者更好地適應各種步行場景，確保自然步態的養成[27-28]。下肢康復機器人輔助雙任務訓練不僅局限于物理功能的恢復，更能夠在患者整體康復效果上展現[29]。患者在訓練過程中親身感受到的身體功能改善與成就感，極大地增強患者康復信心與動力，積極的心理變化與生理恢復相輔相成，共同推動患者生活質量的全面提升[30-31]。決策樹模型結果顯示，患者經過治療后，FMA、FAC及BBS評分并未顯示出顯著差異。這一發現表明，患者康復效果與一般資料無顯著相關，而是更多地受到不同干預方案影響。觀察組在接受下肢康復機器人輔助訓練后，其下肢運動功能、步行能力和平衡能力均得到顯著提升。進一步驗證本研究核心內容，下肢康復機器人在腦卒中患者康復過程中具有積極作用。

綜上所述，下肢康復機器人輔助雙任務訓練在腦卒中患者康復中的效果顯著，能夠提升下肢功能、步行能力及平衡功能。然而本研究還存在一定的局限性，還需進一步擴大樣本量及多中心驗證來進一步驗證結論的可靠性。

利益沖突聲明：本文不存在任何利益沖突。

作者貢獻聲明：孫麗負責課題設計，撰寫論文；周小云負責實驗操作；劉蘇負責課題設計；高潔負責實驗操作，數據分析，繪制圖表。

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編輯：崔明璠