下肢機器人聯合膝關節控制訓練在腦卒中后下肢功能障礙患者中的應用效果

楊 韜 李允堪 高黎明

南京腦科醫院康復醫學科，江蘇南京 210029

腦卒中是腦部血管突然破裂或阻塞引起的腦部組織缺血缺氧損傷，在中老年人群中有較高的發病率[1]。腦卒中患者發病急性期經過藥物溶栓治療或手術治療后，能夠挽救患者的生命，但患者康復階段仍會出現一些嚴重的后遺癥，如下肢活動功能障礙[2-3]。下肢活動功能障礙患者會出現下肢的肢體麻木、痙攣、關節活動度下降及下肢屈曲、僵硬，并影響患者正常的步態功能，出現步行功能障礙，導致腦卒中患者的康復質量下降[4]。目前，對于腦卒中后肢體功能訓練的方法主要有關節功能訓練、平衡訓練、肌群力量訓練等[5]。膝關節控制訓練是腦卒中康復期功能訓練的常用手段之一，通過訓練的方式改善患者下肢肌張力，增強膝關節穩定，有助于提高下肢平衡和運動功能，但也存在效果不足的問題[6]。近年來下肢機器人訓練逐步應用到腦卒中患者康復期的治療中，可提供高強度、任務導向性訓練，幫助患者恢復正常肌肉力量和運動協同能力[7]。本研究以腦卒中后下肢功能障礙患者為研究對象，探討下肢機器人聯合膝關節控制訓練的應用效果。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2021 年3 月至2023 年3 月南京腦科醫院收治的106 例腦卒中后下肢功能障礙患者為研究對象，根據隨機數字表法將其分為對照組和觀察組，每組53 例。對照組中男27 例，女26 例；年齡53～78 歲，平均（65.72±6.13）歲；腦卒中類型：腦出血31 例、腦梗死22 例；體重指數19～26 kg/m2，平均（22.97±2.85）kg/m2；布倫斯特朗下肢分期：Ⅱ期16 例、Ⅲ期22例、Ⅳ期15 例；病程1～6 個月，平均（4.54±1.09）個月；基礎疾病：高血壓12 例、糖尿病10 例、高脂血癥11 例。觀察組中男30 例，女23 例；年齡52～76歲，平均（64.31±6.36）歲；腦卒中類型：腦出血29 例、腦梗死24 例；體重指數18～27 kg/m2，平均（22.78±2.93）kg/m2；布倫斯特朗下肢分期：Ⅱ期13 例、Ⅲ期24例、Ⅳ期16 例；病程1～6 個月，平均（4.33±1.02）個月；基礎疾病：高血壓11 例、糖尿病12 例、高脂血癥10例。兩組一般資料比較，差異無統計學意義（P＞0.05），具有可比性。納入標準：①符合《中國急性缺血性腦卒中診治指南2018》[8]中診斷標準；②處于恢復期，即腦卒中發病后的1～6 個月，均出現下肢功能障礙；③在康復期開始后進行膝關節控制訓練、下肢機器人訓練，對治療方式有良好配合度；④認知功能正常；⑤患者或其家屬對研究內容知情同意。排除標準：①非腦卒中原因導致的下肢功能障礙；②伴有膝關節炎、骨關節炎等骨科疾病；③進入本研究前已采取其他康復治療；④臨床資料不全。本研究通過南京腦科醫院倫理學委員會審批（2021-0211）。

1.2 治療方法

兩組腦卒中患者在發病后完成抗凝、溶栓、改善微循環、神經功能保護等治療，治療1 個月后進入腦卒中恢復期即開始進行康復訓練干預。對照組以膝關節控制訓練治療，內容包括：①膝關節控制訓練。患者于站立位并將健側肢體置于臺階上，使患側肢體單獨負重，并做屈伸運動，屈曲30°時停止持續3～5 s，然后逐步伸直使其保持屈曲15°狀態。②膝關節重心轉移訓練。患者的患肢和健側肢體處于前后位置的站立位，微向前傾使身體重心轉移至患肢，重心轉移時同步使患側膝關節由屈曲變換至自然伸展狀態，但應避免出現膝過伸。③仰臥位訓練。患者取仰臥位，患側膝下墊滾筒，患者腿部屈曲，控制髖關節避免外展，在治療師的指導下最大程度收縮膝關節并保持5～8 s，然后屈曲放松3～5 s，重復20 組。④俯臥位訓練。患者取俯臥位，收縮并保持膝關節屈曲，維持5～8 s，然后放松膝關節3～5 s。每次訓練時間15～20 min，1 次/d。

觀察組給予下肢機器人聯合膝關節控制治療，采用Flextbot-s 型步態訓練和評估系統（常州市錢璟康復股份有限公司，蘇械注準20172261674）進行下肢機器人康復訓練，為患者提供主動、抗阻、跟隨等步行訓練模式。下肢康復機器人通過綁帶綁縛于患者腰部，訓練開始前，由康復治療師對患者的下肢長度、寬度進行測量，根據患者下肢個體差異性對機器人進行個性化調節，依據患者的腿長適當地調整步幅大小，根據患者的下肢功能狀態，選擇適宜的阻力或助力，或者采取減重支持量的方法，進行骨盆動態減重，保持患者的軀干、骨盆及下肢有良好活動度，為患者提供自然、舒適的邁步過程。訓練過程中應密切關注患者有無不適感，若患者反饋有不適感，應選用助力模式，若出現疼痛不能耐受則應停止訓練。每天訓練時間20～30 min。兩組連續訓練治療3 個月。上述所有治療操作均由同一醫師完成，康復科醫師職稱為副主任醫師。

1.3 觀察指標

（1）臨床療效比較。參照《中國腦卒中早期康復治療指南》[9]。①顯效：運動障礙基本消退，肢體活動功能正常；②有效：各項癥狀顯著改善，肢體活動輕微受限；③無效：癥狀、肢體活動功能、步態參數未改善。

（2）癥狀評分比較。于治療前后采用下肢Fugl-Meyer 運動功能量表（Fugl-Meyer assessment of lower extremity scale，FMA-LE）[10]、Berg 平衡量表（Berg balance scale，BBS）[11]、Holden 步行功能分級量表（Holden functional ambulation classification scale，FAC）[12]評估患者的運動功能癥狀。FMA-LE 總分為34 分，分值越高下肢運動功能越好。BBS 總分為56 分，分值越高表示平衡功能越好。FAC 得分0～5 分，得分越高表示患者的步行功能越好。

（3）步態參數指標比較。于治療前后采用IDEEA3型智能化三維步態運動分析儀（合肥銘理尚電子有限公司）測量患者屈髖峰值、步幅、步速、步頻、屈膝峰值，由醫護人員指導患者在長度為20 m 步道上以自然狀態進行步行往返2 次，然后根據儀器記錄的各項步態參數數據進行匯總分析。

（4）運動耐力指標比較。于治療前后采用MetaLyzer 3B 型運動心肺功能測試系統（德國CORTEX公司）測量患者的峰值攝氧量（peak oxygen uptake，VO2peak）、無氧閾值（anaerobic threshold，AT），并對患者進行6 分鐘步行試驗（6 min walk test，6 MWT），統計6 min 直線步行距離。

1.4 統計學方法

采用SPSS 26.0 統計學軟件進行數據分析。計量資料采用均數±標準差（）表示，比較采用t 檢驗；計數資料采用例數和百分率表示，比較采用χ2檢驗；等級資料采用秩和檢驗。以P＜0.05 為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 兩組臨床療效比較

觀察組臨床療效優于對照組（P＜0.05）。見表1。

表1 兩組臨床療效比較[例（%）]

2.2 兩組治療前后癥狀評分比較

治療后，兩組下肢FMA-LE、BBS、FAC 評分均高于治療前，且觀察組高于對照組（P＜0.05）。見表2。

表2 兩組治療前后癥狀評分比較（分，）

表2 兩組治療前后癥狀評分比較（分，）

注t1、P1 為兩組治療前比較；t2、P2 為兩組治療后比較。FMA-LE：下肢Fugl-Meyer 運動功能量表；BBS：Berg 平衡量表；FAC：Holden 步行功能分級量表。

2.3 兩組治療前后步態參數指標比較

治療后，兩組屈髖峰值、屈膝峰值高于治療前，步幅長于治療前，步頻、步速快于治療前，且觀察組屈髖峰值、屈膝峰值高于對照組，步幅長于對照組，步頻、步速快于對照組（P＜0.05）。見表3。

表3 兩組治療前后步態參數指標比較（）

表3 兩組治療前后步態參數指標比較（）

注t1、P1 為兩組治療前比較；t2、P2 為兩組治療后比較。

2.4 兩組治療前后運動耐力指標比較

治療后，兩組VO2peak、AT 高于治療前，6 MWT距離長于治療前，且觀察組VO2peak、AT 高于對照組，6 MWT 距離長于對照組（P＜0.05）。見表4。

表4 兩組治療前后運動耐力指標比較（）

表4 兩組治療前后運動耐力指標比較（）

注t1、P1 為兩組治療前比較；t2、P2 為兩組治療后比較。VO2 peak：峰值攝氧量；AT：無氧閾值：6 MWT：6 分鐘步行試驗。

3 討論

下肢運動功能障礙是腦卒中患者康復期常見后遺癥，有報道顯示，約60%腦卒中患者在康復期會出現不同程度的下肢運動功能障礙，影響患者的正常步行能力[13-14]。該病的發生是由于患者腦內組織缺血性壞死致中樞神經系統損傷，神經元不能正常地支配肢體運動功能，患者下肢肌張力水平出現異常，下肢缺乏有效運動后出現嚴重的痙攣萎縮和肌群協調性紊亂，影響患者的正常行走功能。膝關節控制訓練在Bobath 理念指導下進行能有效抑制肌張力水平，增強膝關節穩定性[15-17]。

為了進一步提高腦卒中患者下肢運動功能的治療效果，本研究中觀察組給予下肢機器人聯合膝關節控制治療，患者臨床療效優于對照組，且觀察組FMA-LE、BSS、FAC 評分高于對照組（P＜0.05）。提示下肢機器人訓練能夠提高腦卒中后下肢功能康復效果。這是因為下肢機器人訓練能夠為患者提供高強度、高劑量的任務導向性訓練，有助于恢復患者正常的下肢肌肉力量和運動協調能力。下肢機器人在訓練干預中可為患者提供主動、抗阻、跟隨等多種步行訓練模式，根據患者的下肢功能障礙程度靈活選取主動或被動式的訓練方式，在訓練過程中采取減重系統與平板，使得訓練環境與真實步行體驗更為接近，患者的訓練體驗與正常的本體感覺、視覺反饋相一致，有助于患者恢復正常的步行功能[18-19]。另外，機器人訓練系統在治療過程中以肢體運動報告、生物反饋、人機交互作用力監測，及關節運動范圍等直觀數據評估患者下肢運動功能狀態，以便實時調整患者的訓練方案，同時也可減少人工訓練和評估的主觀性偏差[20-21]。

腦卒中后下肢功能障礙出現下肢痙攣及平衡紊亂，進而影響患者的步行功能，出現步態參數異常。觀察組治療后屈髖峰值、屈膝峰值高于對照組，步幅長于對照組，步頻、步速快于對照組（P＜0.05）。提示下肢機器人聯合膝關節控制訓練能夠提高患者的步態參數，得益于下肢機器人訓練干預能夠給予患者必要的輔助干預，幫助患者主動完成步態運動，提高下肢運動能力和步行功能，進而使得患者的步頻、步幅、步速等指標得到顯著提高[22-23]。腦卒中后下肢功能障礙患者長期處于非正常的運動狀態，肌力水平下降，氧代謝能力下降，由此導致運動耐力減弱。本研究觀察組VO2peak、AT 均高于對照組，6 MWT 距離長于對照組（P＜0.05）。提示下肢機器人聯合膝關節控制訓練可改善患者的運動耐力，主要是因為下肢機器人訓練能夠為患者提供多個方向的自由活動，并能協調患者軀干肌群和下肢肌群的穩定性，使得患者的髖、膝關節相關肌肉肌力水平顯著提高，由此提高患者的運動耐力[24-25]。

綜上所述，下肢機器人聯合膝關節控制訓練對腦卒中后下肢功能障礙患者效果顯著，改善下肢功能，提升下肢運動功能，增強運動耐力和提高生活質量。

利益沖突聲明：本文所有作者均聲明不存在利益沖突。