互動(dòng)式頭針結(jié)合上肢外骨骼機(jī)器人對(duì)腦卒中患者上肢功能的影響

王子豪，胡 川，張海泉，王 欣*

1 山東體育學(xué)院，山東 濟(jì)南 250102；

2 山東大學(xué)附屬省立第三醫(yī)院，山東 濟(jì)南 250031

腦卒中在我國(guó)具有高發(fā)病率和高死亡率的特點(diǎn)，數(shù)據(jù)顯示僅2019年我國(guó)新診斷的腦卒中案例就高達(dá)394 萬例［1-2］。據(jù)統(tǒng)計(jì)，只有5%～20%的腦卒中患者能夠完全使用上肢，25%的患者能夠部分使用，而60%的患者則完全不能使用，這嚴(yán)重影響了患者的生活質(zhì)量，限制其獨(dú)立生活所必需的日常生活活動(dòng)能力［3］。隨著康復(fù)醫(yī)學(xué)的不斷發(fā)展，基于神經(jīng)可塑性理論的中樞-外周-中樞的閉環(huán)康復(fù)理論逐漸應(yīng)用于臨床，并成為腦卒中后上肢及手功能障礙康復(fù)的研究熱點(diǎn)。該理論強(qiáng)調(diào)將中樞干預(yù)和外周干預(yù)相結(jié)合，形成“閉環(huán)”信息反饋傳導(dǎo)通路，提高神經(jīng)可塑性，強(qiáng)化肢體的運(yùn)動(dòng)控制模式，對(duì)腦卒中后上肢及手功能障礙的康復(fù)具有積極意義［4-5］。

互動(dòng)式頭針由互動(dòng)式針刺法發(fā)展而來，為我國(guó)著名學(xué)者陳爽白所創(chuàng)建，提出針刺得氣后，患者可在針刺期間主動(dòng)運(yùn)動(dòng)相關(guān)部位［6］。頭針作為一種中樞干預(yù)方式，通過促進(jìn)大腦半球間功能重塑、改善局部腦血流量、增強(qiáng)神經(jīng)系統(tǒng)可塑性，從而促進(jìn)肢體功能恢復(fù)［7］。外骨骼機(jī)器人作為一種外周干預(yù)方式，可以為患側(cè)上肢提供密集、重復(fù)性、任務(wù)導(dǎo)向的肢體運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練，有效地幫助患者恢復(fù)上肢的功能［8-10］。頭針與上肢外骨骼機(jī)器人在臨床上被廣泛應(yīng)用，但鮮有研究報(bào)道兩者結(jié)合所帶來的臨床療效。

因此，本研究以閉環(huán)理論為基礎(chǔ)，采用互動(dòng)式頭針結(jié)合上肢外骨骼機(jī)器人閉環(huán)治療模式，旨在為臨床實(shí)踐提供更為有效的上肢康復(fù)治療方案。

1 臨床資料

1.1 病例選擇標(biāo)準(zhǔn)

1.1.1納入標(biāo)準(zhǔn) ① 符合中華醫(yī)學(xué)會(huì)神經(jīng)病學(xué)分會(huì)2018 年制定的腦卒中診斷標(biāo)準(zhǔn)［11］，并經(jīng)CT 或MRI證實(shí)的首次缺血性或出血性腦卒中的單側(cè)偏癱患者；② 患者采用保守治療，未經(jīng)開顱等外科治療；③ 腦卒中首次發(fā)病；④ 患者一側(cè)肢體運(yùn)動(dòng)功能障礙且上肢無過度痙攣（改良Ashworth量表≤1＋）；⑤ 患側(cè)上肢Brunnstrom分期≥Ⅳ期；⑥ 病程≤6個(gè)月。

1.1.2排除標(biāo)準(zhǔn) ① 合并嚴(yán)重的心、腎、肝、肺等內(nèi)科其他疾病；② 難以遵循和理解指令，不能配合治療患者；③ 同時(shí)參與其他康復(fù)試驗(yàn)；④ 暈針或不配合針灸患者。

1.2 一般資料

本研究采用隨機(jī)、單盲、對(duì)照試驗(yàn)。本研究樣本量采用G*Power 3.1.9.7版本估算（G*Power 3.1.9.4版）。在計(jì)算樣本量時(shí)，以Fugl-Meyer 上肢運(yùn)動(dòng)功能評(píng)估量表（Fugl-Meyer upper extremity motor function assessment scale，F(xiàn)MA-UE）的效應(yīng)量為指標(biāo)。根據(jù)汪軍等［12］互動(dòng)式頭針結(jié)合作業(yè)療法的研究，其試驗(yàn)組BrunnstromⅣ～Ⅴ期的患者FMA-UE 在干預(yù)前為（42.54±10.08）分，干預(yù)1 個(gè)月后為（51.00±7.82）分，以檢驗(yàn)水準(zhǔn)α＝0.05，檢驗(yàn)效能（1-β）＝0.80，得出本研究所需每組最小的樣本量為9 例。考慮到20%左右的退出率，本研究中每組招募了20例參與者，共40例。于2022年2月—2023年2月在山東大學(xué)附屬省立第三醫(yī)院招募40 例腦卒中患者，均簽署了知情同意書，并自愿參加研究。使用隨機(jī)數(shù)字列表將患者分為觀察組和對(duì)照組各20 例，2 組一般資料差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），具有可比性。見表1。評(píng)估人員不知道組別分布情況，干預(yù)前后的評(píng)估由同一個(gè)治療師進(jìn)行。本研究已通過山東大學(xué)附屬省立第三醫(yī)院倫理委員會(huì)審批通過（審批號(hào)：KYLL-2021009）。

表1 2組一般資料比較Table 1 Comparison of general data between two groups

2 方 法

2.1 治療方法

2 組均接受腦卒中相關(guān)基礎(chǔ)藥物聯(lián)合常規(guī)康復(fù)訓(xùn)練。

2.1.1對(duì)照組 在常規(guī)康復(fù)基礎(chǔ)上接受上肢外骨骼機(jī)器人治療。外骨骼機(jī)器人使用模型為A6-2 康復(fù)機(jī)器人，由中國(guó)廣州一康研究院開發(fā)。患者可通過電子顯示屏進(jìn)行任務(wù)導(dǎo)向性訓(xùn)練，并根據(jù)患者的功能調(diào)節(jié)難度等級(jí)，對(duì)患者進(jìn)行循序漸進(jìn)的訓(xùn)練。訓(xùn)練模式包括肩部、肘部和腕部的主動(dòng)與被動(dòng)模式，以及進(jìn)行單關(guān)節(jié)以及多關(guān)節(jié)聯(lián)合運(yùn)動(dòng)，并能夠提供三維、更真實(shí)的運(yùn)動(dòng)軌跡；對(duì)單個(gè)關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行精確控制，減少異常姿勢(shì)或運(yùn)動(dòng)模式。1 次/d，25 min/次，5 d/周，共4周。

2.1.2觀察組 在對(duì)照組基礎(chǔ)上接受頭針-外骨骼機(jī)器人相結(jié)合的中樞-外周-中樞閉環(huán)康復(fù)訓(xùn)練，在頭針留針期間配合上肢外骨骼機(jī)器人進(jìn)行上肢運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練，外骨骼機(jī)器人訓(xùn)練模式與對(duì)照組一致。頭針由針灸醫(yī)師實(shí)施治療，頭針穴位選取《針灸學(xué)》［13］中頂顳前斜線、頂旁2 線的定位標(biāo)準(zhǔn)。頂顳前斜線的中2/5 段，即督脈前神聰穴至膽經(jīng)懸厘穴連線的中2/5；頂旁2 線，即督脈旁開2.25寸，從膽經(jīng)正營(yíng)穴向后引約1.5寸的線至承靈穴。操作方法：局部消毒后，采用規(guī)格為0.30 mm×40 mm的華佗牌一次性無菌針灸針，針尖與頭皮呈15°快速進(jìn)針，針尖抵于帽狀腱膜下，至指下阻力感減少時(shí)將針身調(diào)整為與頭皮平行，緩慢刺入約25～35 mm，采用快速連續(xù)捻轉(zhuǎn)手法，頻率約200 次/min，留針共25 min，間隔5 min施行捻轉(zhuǎn)手法1 次，1～2 min/次，1 次/d，5 d/周，共4周。

2.2 評(píng)定方法

采用單盲法，評(píng)估治療師對(duì)患者分組不知情，2組干預(yù)前后的評(píng)估均由同一位治療師實(shí)施。

2.3 觀察指標(biāo)

2.3.1上肢運(yùn)動(dòng)功能 根據(jù)國(guó)際功能、殘疾和健康分類（International Cassification of Functioning，Disa-Bility and Health Framework，ICF）的概念［14-15］，使用FMA-UE 來衡量身體功能與結(jié)構(gòu)領(lǐng)域，得分越高說明運(yùn)動(dòng)障礙越小，身體功能與結(jié)構(gòu)領(lǐng)域表現(xiàn)越好，該量表可以敏感地反應(yīng)上肢輕度至中度偏癱患者的運(yùn)動(dòng)功能及協(xié)調(diào)的提高程度［16］。

2.3.2上肢運(yùn)動(dòng)任務(wù)執(zhí)行功能 Wolf運(yùn)動(dòng)功能測(cè)試（Wolf motor function test，WMFT）用于衡量ICF 活動(dòng)領(lǐng)域，主要用于評(píng)估上肢執(zhí)行功能性任務(wù)的能力，分?jǐn)?shù)越高，活動(dòng)領(lǐng)域表現(xiàn)越好，該量表對(duì)于輕度至中度損傷的腦卒中患者具有更高的敏感度［17］。

2.3.3日常生活活動(dòng)能力 改良Barthel指數(shù)（modified Barthel index，MBI）用于衡量ICF 參與領(lǐng)域，MBI主要用來評(píng)估患者完成日常生活活動(dòng)能力，總分100 分是最高分，更高的分?jǐn)?shù)表明患者可以更獨(dú)立地完成日常生活，參與領(lǐng)域表現(xiàn)越好［18］。

2.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

采用SPSS 25.0版本進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。2組計(jì)量資料首先使用Shapiro-Wilk 檢驗(yàn)是否為正態(tài)分布，若呈正態(tài)分布，采用（±s）表示，組間比較采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，組內(nèi)比較采用配對(duì)樣本t檢驗(yàn)；組間比較采用Mann-WilcoxonU檢驗(yàn)，組內(nèi)比較采用Wilcoxon配對(duì)樣本非參數(shù)檢驗(yàn)；計(jì)數(shù)資料采用（例）表示，組間比較采用χ2檢驗(yàn)。以P＜0.05 表示差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

3 結(jié) 果

3.1 2組治療前后FMA-UE評(píng)分比較

與治療前相比，2 組治療后FMA-UE 評(píng)分差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）；與對(duì)照組相比，觀察組FMA-UE 評(píng)分改善程度明顯更好，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。見表2。

表2 2組治療前后FMA-UE評(píng)分比較（±s）分Table 2 Comparison of FMA-UE scroe before and after treatment between two groups （±s） Scores

表2 2組治療前后FMA-UE評(píng)分比較（±s）分Table 2 Comparison of FMA-UE scroe before and after treatment between two groups （±s） Scores

注：與治療前比較，1） P＜0.05；與對(duì)照組比較，2） P＜0.05。Note: Compared with that before treatment, 1) P＜0.05; compared with the control group, 2) P＜0.05.

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3.2 2組治療前后WMFT評(píng)分比較

與治療前相比，2 組治療后WMFT 評(píng)分有所升高（P＜0.05）；與對(duì)照組相比，觀察組WMFT 評(píng)分改善程度明顯更好（P＜0.05）。見表3。

表3 2組治療前后WMFT評(píng)分比較（±s）分Table 3 Comparison of WMFT score before and after treatment between two groups （±s） Scores

表3 2組治療前后WMFT評(píng)分比較（±s）分Table 3 Comparison of WMFT score before and after treatment between two groups （±s） Scores

注：與治療前比較，1） P＜0.05，與對(duì)照組比較， 2） P＜0.05。Note: Compared with that before treatment, 1) P＜0.05; compared with the control group, 2) P＜0.05.

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3.3 2組治療前后MBI評(píng)分比較

與治療前相比，2 組治療后MBI 評(píng)分差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）；與對(duì)照組相比，觀察組MBI評(píng)分改善程度明顯更好，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。見表4。

表4 2組治療前后MBI評(píng)分比較（±s）分Table 4 Comparison of MBI score before and after treatment between two groups （±s） Scores

表4 2組治療前后MBI評(píng)分比較（±s）分Table 4 Comparison of MBI score before and after treatment between two groups （±s） Scores

注：與治療前比較，1） P＜0.05；與對(duì)照組比較，2） P＜0.05。Note: Compared with that before treatment, 1) P＜0.05; compared with the control group, 2) P＜0.05.

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4 討 論

4.1 互動(dòng)式頭針結(jié)合上肢外骨骼機(jī)器人可有效改善腦卒中患者上肢運(yùn)動(dòng)功能

腦卒中患者上肢運(yùn)動(dòng)功能障礙是ICF 身體功能與結(jié)構(gòu)領(lǐng)域關(guān)注的重點(diǎn)，故本研究采用FMA-UE 作為主要結(jié)局指標(biāo)評(píng)估患者運(yùn)動(dòng)功能的改善程度。結(jié)果顯示，觀察組FMA-UE 評(píng)分在干預(yù)4 周后改善程度優(yōu)于對(duì)照組，表明將互動(dòng)式頭針與上肢外骨骼機(jī)器人相結(jié)合可有效改善腦卒中患者上肢運(yùn)動(dòng)功能。這一結(jié)果可能與閉環(huán)理論的作用機(jī)制相關(guān)［19］，互動(dòng)式頭針作為中樞干預(yù)方式，通過針刺頂顳前斜線、頂旁 2線對(duì)大腦運(yùn)動(dòng)功能區(qū)施加刺激，提高大腦可塑性，從而促進(jìn)腦組織重建及腦功能重組；并將上肢外骨骼機(jī)器人作為外周干預(yù)方式，強(qiáng)化腦卒中后患側(cè)肢體的運(yùn)動(dòng)控制訓(xùn)練，強(qiáng)化其感覺和運(yùn)動(dòng)控制模式，對(duì)大腦皮層產(chǎn)生正反饋，兩者相結(jié)合產(chǎn)生了相輔相成、相互促進(jìn)的功能，從而從整體上改善腦卒中患者的上肢運(yùn)動(dòng)功能。

此外，腦卒中患者運(yùn)動(dòng)功能障礙是由于大腦病灶周圍組織中殘存支配運(yùn)動(dòng)的皮層面積大小和/或興奮性大幅降低，但通過運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練和增加運(yùn)動(dòng)感覺的體驗(yàn)，可以調(diào)節(jié)患者病灶周圍神經(jīng)可塑性［20］。研究顯示，腦卒中患者經(jīng)過外骨骼機(jī)器人康復(fù)訓(xùn)練后，其大腦半球之間的運(yùn)動(dòng)誘發(fā)電位不平衡現(xiàn)象得到改善，從而對(duì)促進(jìn)上肢運(yùn)動(dòng)功能恢復(fù)具有重要意義［21］。而互動(dòng)式頭針作為我國(guó)傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)與現(xiàn)代康復(fù)醫(yī)學(xué)的有機(jī)結(jié)合，強(qiáng)調(diào)針刺與康復(fù)同步，主張患者在對(duì)肢體功能障礙進(jìn)行功能性康復(fù)訓(xùn)練的同時(shí)，實(shí)施頭針治療［22］。頭針可作為中樞干預(yù)方式，對(duì)神經(jīng)可塑性具有積極作用，如郎奕等［23］通過針刺頂顳前斜線發(fā)現(xiàn)其對(duì)腦卒中患者的神經(jīng)功能恢復(fù)具有促進(jìn)作用，促進(jìn)患者錐體外系運(yùn)動(dòng)調(diào)節(jié)中樞及部分感覺皮層灰質(zhì)結(jié)構(gòu)重塑，誘發(fā)相應(yīng)腦區(qū)功能代償。汪瑛等［24］采用經(jīng)顱彩超測(cè)定頭針對(duì)腦血流動(dòng)力學(xué)的影響，發(fā)現(xiàn)頭針可以提高大腦前動(dòng)脈、大腦中動(dòng)脈的血流速度和搏動(dòng)指數(shù)，有助于改善患者神經(jīng)功能缺損。

因此，本研究充分利用互動(dòng)式頭針改善神經(jīng)可塑性的優(yōu)點(diǎn)，將其與外骨骼機(jī)器人相結(jié)合，從而形成了中樞-外周-中樞閉環(huán)治療模式。我們的結(jié)果與以往研究一致，如李元進(jìn)等［25］將對(duì)照組進(jìn)行作業(yè)療法，觀察組采用頭針與上肢機(jī)器人結(jié)合訓(xùn)練，發(fā)現(xiàn)對(duì)改善患者上肢運(yùn)動(dòng)功能比作業(yè)療法具有更顯著的臨床療效。本研究在其基礎(chǔ)上深入探討互動(dòng)式頭針的作用，發(fā)現(xiàn)互動(dòng)式頭針結(jié)合外骨骼機(jī)器人在改善上肢運(yùn)動(dòng)功能方面較單純的外骨骼機(jī)器人具有更為積極的影響。

4.2 互動(dòng)式頭針結(jié)合上肢外骨骼機(jī)器人可有效改善腦卒中患者日常生活活動(dòng)能力

本研究結(jié)果顯示，觀察組治療4 周后WMFT 和MBI 評(píng)分改善更高，這表明互動(dòng)式頭針結(jié)合上肢外骨骼機(jī)器人可有效改善患者上肢執(zhí)行功能性任務(wù)的能力和日常生活活動(dòng)能力，對(duì)于ICF 活動(dòng)與參與2 個(gè)領(lǐng)域均具有積極作用。這可能與以下因素有關(guān)：① ICF 活動(dòng)和參與領(lǐng)域雖然分別有不同的定義（任務(wù)或行動(dòng)的執(zhí)行及參與生活情境），但這2 種結(jié)構(gòu)通常被視為一類［26］，日常生活活動(dòng)能力中的進(jìn)食、修飾、穿衣、洗澡等功能性任務(wù)常常需要上肢來完成，意味著上肢執(zhí)行功能性任務(wù)的能力提升與日常生活活動(dòng)能力的改善正相關(guān)。② 日常生活環(huán)境中通常需要完成許多功能性活動(dòng)或任務(wù)，在執(zhí)行這種運(yùn)動(dòng)任務(wù)之前，大腦產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)電位的復(fù)性偏倚峰值，代表大腦在運(yùn)動(dòng)策劃/執(zhí)行時(shí)所需要的能力或所需要付出的努力程度［27］。而頭針可使大腦皮層突觸活動(dòng)減弱，大腦運(yùn)動(dòng)策劃/執(zhí)行時(shí)所需要的能量減少，從而提高現(xiàn)有神經(jīng)元群體在處理整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程的效率，并激活受損腦區(qū)與運(yùn)動(dòng)相關(guān)皮層區(qū)域的神經(jīng)元，使得偏癱側(cè)肢體執(zhí)行運(yùn)動(dòng)任務(wù)的能力得到改善［28］。劉建浩等［29］還發(fā)現(xiàn)，頭針具有即刻效應(yīng)，即針刺10 min 后可以使腦卒中患者患側(cè)肌力提高2 級(jí)以上的即刻效應(yīng)。③ 當(dāng)患者上肢執(zhí)行以任務(wù)為導(dǎo)向的訓(xùn)練時(shí)，可以產(chǎn)生皮質(zhì)重組及神經(jīng)可塑性方面的積極改善［30-31］，而上肢康復(fù)機(jī)器人可提供的密集、重復(fù)、以任務(wù)為導(dǎo)向的訓(xùn)練，對(duì)患者損傷的腦組織恢復(fù)產(chǎn)生積極影響，可增強(qiáng)運(yùn)動(dòng)皮層的積極重組，并提高患者的日常生活活動(dòng)能力［32］。MILOT等［33］通過上肢外骨骼機(jī)器人提供的任務(wù)導(dǎo)向性訓(xùn)練，改善了患者皮質(zhì)脊髓束損傷的不對(duì)稱性，將肢體功能改善結(jié)果轉(zhuǎn)化成功能表現(xiàn)的顯著改善。

5 小 結(jié)

本研究通過充分利用互動(dòng)式頭針的即刻效應(yīng)，在利用頭針激活中樞的同時(shí)結(jié)合上肢外骨骼機(jī)器人的肢體訓(xùn)練，對(duì)閉環(huán)理論進(jìn)行了改進(jìn)。與以往研究相比，本研究在腦卒中上肢康復(fù)閉環(huán)理論中引入了互動(dòng)式頭針作為中樞干預(yù)方式的研究，豐富了中樞干預(yù)方式的種類。本研究結(jié)果表明將互動(dòng)式頭針與上肢外骨骼機(jī)器人有機(jī)結(jié)合，形成閉環(huán)式信息反饋通路對(duì)改善患者上肢運(yùn)動(dòng)功能及日常生活活動(dòng)能力具有積極影響，進(jìn)一步豐富了中樞-外周-中樞閉環(huán)理論。

本研究同樣存在一些局限性，首先樣本量相對(duì)較小，干預(yù)時(shí)間較短，這些初步結(jié)果應(yīng)該由未來有更多參與者、更長(zhǎng)干預(yù)時(shí)間的多中心研究來證實(shí)。其次，我們的評(píng)估指標(biāo)沒有對(duì)患者中樞神經(jīng)進(jìn)行量化評(píng)估，后續(xù)研究可通過磁共振或腦近紅外等技術(shù)運(yùn)用腦神經(jīng)學(xué)指標(biāo)深入探討該閉環(huán)訓(xùn)練模式對(duì)大腦皮層的機(jī)制影響。