下肢康復機器人與動態等速肌力訓練系統對胸腰段脊髓損傷患者的康復效果研究

摘要 目的：探究下肢康復機器人與動態等速肌力訓練系統對胸腰段脊髓損傷患者康復效果的影響。方法：選取2020年4月—2024年4月陜西省康復醫院收治的100例胸腰段脊髓損傷患者作為研究對象，按照隨機數表法將其分為研究組（50例，下肢康復機器人與動態等速肌力訓練）和對照組（50例，常規護理）。兩組患者均治療3個月，比較其美國脊髓損傷協會（ASIA）分級、平衡能力、綜合活動功能能力、下肢肌力及下肢步行能力的差異。結果：相較于治療前，治療3個月后兩組ASIA分級均改善，且研究組優于對照組（Plt;0.05）。兩組脊髓功能獨立性（SCIM）評分和Berg平衡量表（BBS）評分的時點、組間、交互比較，差異有統計學意義（Plt;0.05），相較于治療前，兩組患者治療1個月和3個月后SCIM評分和BBS評分均升高，且研究組高于對照組（Plt;0.05）。相較于治療前，兩組患者治療3個月后伸肌群和屈肌群的峰力矩及力矩加速能、腘繩肌和股四頭肌肌力比例、臀大肌肌力均升高，且研究組高于對照組（Plt;0.05）。相較于治療前，兩組患者治療3個月后脊髓損傷步行指數（WISCI）Ⅱ和6 min步行測試結果均提升，10 m步行測試用時均降低，且研究組均優于對照組（Plt;0.05）。結論：下肢康復機器人與動態等速肌力訓練系統應用于胸腰段脊髓損傷患者，對其康復具有較好的效果，可有效改善ASIA脊髓損傷，提高下肢肌力與下肢步行能力。

關鍵詞 胸腰段脊髓損傷；下肢康復機器人；動態等速肌力訓練系統

中圖分類號 R651.2 R493 文獻標識碼 A 文章編號 2096-7721（2025）03-0392-06

Application effect of lower limb rehabilitation robot combined with dynamic isokinetic muscle strength training system in the rehabilitation of patients with thoracolumbar spinal cord injury

Abstract Objective： To explore the effect of applying lower limb rehabilitation robot combined with dynamic isokinetic muscle strength training system in the rehabilitation of patients with thoracolumbar spinal cord injury. Methods： 100 patients with thoracolumbar spinal cord injury Who were treated in Shaanxi KangFu Hospital from April 2020 to April 2024 were selected. They were divided into the study group （lower limb rehabilitation robot combined with dynamic isokinetic muscle strength training system， n=50） and the control group （conventional nursing， n=50） using a random number table. Both groups were treated for 3 months， and the differences in ASIA spinal cord injury grading， balance ability， comprehensive motor function ability， lower limb muscle strength， and walking ability were compared. Results： Compared with that before treatment， the ASIA grading in both groups was improved after 3 months of treatment， and it was better in the study group than that in the control group （Plt;0.05）. There were significant differences in the time， inter-group， and interaction of SCIM scores and BBS scores between the two groups （Plt;0.05）. Compared with that before treatment， the SCIM scores and BBS scores of the two groups were increased after 1 month and 3 months of treatment， and they were higher in the study group than those in the control group （Plt;0.05）. The peak moment and moment acceleration energy of extensor and flexor muscles， the proportion of hamstring and quadriceps muscle strength， and gluteus maximus muscle strength were increased in both groups after 3 months of treatment， and they were higher in the study group than those in the control group （Plt;0.05）. The results of the WISCI Ⅱ and 6-min walk test were elevated， and the 10-m walking time was reduced in both groups after 3 months of treatment， and the they were better in study group than those in the control group （Plt;0.05）. Conclusion： The application of lower limb rehabilitation robot combined with dynamic isokinetic muscle strength training system in patients with thoracolumbar spinal cord injury has a good effect on their rehabilitation， which can effectively improve ASIA grading， enhance limb muscle strength and lower limb walking ability.

Key words Thoracolumbar Spinal Cord Injury; Lower Limb Rehabilitation Robot; Dynamic Isokinetic Muscle Strength Training System

隨著醫療科技的飛速發展，脊髓損傷患者的康復治療手段也在不斷豐富和完善。胸腰段脊髓損傷作為脊髓損傷的一種常見類型，可能導致患者下肢運動功能嚴重受損，影響患者的日常生活和社會參與能力[1-2]。傳統的康復治療方法雖能在一定程度上改善患者的運動功能，但效果有限，難以滿足患者對于更高生活質量的追求。因此，探索更加高效、科學的康復治療方法顯得尤為重要。下肢康復機器人和動態等速肌力訓練系統作為現代康復醫學的兩大創新技術，近年來在脊髓損傷患者的康復治療中逐漸得到應用和推廣[3]。下肢康復機器人通過模擬人體自然步態，為患者提供精確、可重復的步態訓練，有助于激活受損神經組織的可塑性，促進下肢運動功能的恢復[4-5]。而動態等速肌力訓練系統則能夠在等速條件下對患者的肌肉力量進行針對性訓練，增強肌肉力量和耐力，提高患者的運動控制能力[6]。將二者聯合應用，有望通過兩者的優勢互補實現更加全面、高效的康復效果。因此，本研究旨在探討下肢康復機器人與動態等速肌力訓練系統聯合應用對胸腰段脊髓損傷患者康復效果的影響。

1 資料與方法

1.1一般資料 選取2020年4月—2024年4月陜西省康復醫院收治的100例胸腰段脊髓損傷患者作為研究對象。納入標準：①符合胸腰段脊髓損傷相關診斷標準[7]，T12～L3節段損傷；②年齡18～60歲；③患者及家屬均知情同意。排除標準：①伴有下肢骨折者；②存在重要臟器功能不全者；③存在心腦血管疾病者；④存在深靜脈血栓者；⑤存在原發精神疾病、意識障礙者；⑥嚴重顱腦外傷者；⑦脊柱不穩者；⑧存在嚴重感染者；⑨合并惡性腫瘤者。按照隨機數表法將患者分為研究組（50例，下肢康復機器人與動態等速肌力訓練）和對照組（50例，常規護理），兩組患者一般資料，差異無統計學意義（Pgt;0.05），具有可比性（見表1）。本方案已經過倫理委員會審批。

1.2方法 對照組實施常規護理，具體方法如下。①體位與翻身：患者臥于有墊褥的硬板床上，身體保持正確位置，以防止攣縮畸形。肢體安放在與攣縮傾向相反方向的位置上，且癱瘓肢體不要受壓；翻身時要保持脊柱呈直線的滾筒式翻身，防止脊柱扭曲、旋轉造成脊髓再次損傷。一般每隔2 h翻身1次，以保持皮膚清潔和防止褥瘡發生。②皮膚護理：經常為患者清洗皮膚，保持皮膚清潔干燥，避免身體局部長時間受壓；使用氣墊床或定期更換體位來減輕局部壓力，預防褥瘡發生。對于已經出現的褥瘡，應及時處理，促進愈合。③泌尿系統護理：受傷后兩周內一般需給患者留置導尿，保持導尿管持續開放，防止膀胱過度膨脹。待2～3周后，改為定時開放引流，以促使膀胱得到充盈及進行排空訓練。導尿時嚴格執行無菌操作，定時更換導尿管，并鼓勵患者多飲水，增加排尿量，以沖洗膀胱，預防感染。

研究組采用下肢康復機器人與動態等速肌力訓練系統進行訓練。①使用Aiwalker下肢康復機器人系統。先使用懸吊減重裝置支撐患者部分體重，固定患者腰腿部，同時配置多個傳感器、驅動器及控制器，借助懸吊承力桿兩側縱向滑竿進行下肢步行訓練。使用足部升降帶固定患者雙側踝關節于中立位，當患者邁步時，可被動誘發踝關節背屈動作。全部訓練過程注意循序漸進，從體重支持30%～50%、機械臂引導力80%～100%開始并逐步降低，初始步行速度0.9～1.0 km/h，而后逐步增加[8]。訓練時長30分鐘/次，1次/天，5天/周，持續訓練4周。②使用美國BIODEX等速肌力評估訓練系統System 4進行雙膝關節屈、伸肌群等速訓練，1次/天，訓練運動速度為60°/s、90°/s、120°/s，各訓練5 min，雙膝共30 min，5天/周，持續治療4周[9]。

1.3觀察指標 ①美國脊髓損傷協會（American Spinal Cord Injury Association，ASIA）分級[10]：用于評估患者脊髓損傷程度。共分為A～E五級，A級為完全性損傷，感覺和運動功能完全喪失；B～D級為不完全性損傷，根據感覺和運動功能的保留程度逐級遞增；E級為正常，感覺和運動功能均未受損。分級越高，表明脊髓損傷程度越低，功能保留越多。②Berg平衡量表（Berg Balance Scale，BBS）[11]：用于評估患者平衡能力和協調能力。共包含14個項目，每項記分0～4分，總分56分。患者根據指令完成動作，評分者根據完成情況打分。得分越高，表明患者平衡能力越強，跌倒風險越低。③脊髓功能獨立性評分（Spinal Cord Indepen-dence Measure，SCIM）[12]：用于評估患者綜合功能能力，特別是日常生活活動能力。評估標準包括自理能力、呼吸和括約肌管理、移動能力等方面，總分100分。分值越高，表明患者獨立生活及移動能力越強。④下肢肌力：使用美國BIODEX等速肌力評估訓練系統System 4檢測患者伸肌群和屈肌群的力矩加速能及峰力矩、腘繩肌和股四頭肌肌力比例；徒手肌力檢查用于評估臀大肌的功能和力量，根據患者對抗阻力的能力，將臀大肌肌力分為0～5級，分別代表0～5分。分數越高，表示臀大肌的肌力越強。⑤采用脊髓損傷步行指數Ⅱ（Walking Index for Spinal Cord Injury，WISCI Ⅱ）、10 m步行時間測試和6 min步行測試評估患者的下肢步行能力。WISCI Ⅱ[13]：主要用于評估患者步行能力。通過量化患者在接受幫助或使用輔助工具后的步行表現來評分，總分21分。分值越高，表明患者步行能力越好。10 m步行時間測試[14]：在平地劃出10 m直線，患者以最快速度步行通過并記錄用時。6 min步行測試[15]：在平地劃出30 m直線，患者在其間往返活動，按自身體能決定步行速度。治療師報時2分鐘/次，若患者體力不支可暫時休息，休息時間記錄在內，6 min后統計步行距離。

1.4統計學方法 所有數據采用SPSS 22.0進行統計分析。計數資料用例數（百分比）[n（%）]表示，行 χ2檢驗；符合正態分布的計量資料用均數±標準差（x±s）表示，行t檢驗。Plt;0.05為差異具有統計學意義。

2 結果

2.1 ASIA分級 與治療前相比，治療3個月后兩組患者的ASIA分級均改善，且研究組患者ASIA分級優于對照組（Plt;0.05），見表2。

2.2 SCIM與BBS評分 兩組患者SCIM與BBS評分的時點、組間、交互效應比較，差異有統計學意義（Plt;0.05），相較于治療前，治療1個月和3個月后兩組患者的SCIM與BBS評分均升高（Plt;0.05），且研究組均高于對照組（Plt;0.05），見表3。

2.3下肢肌力 與治療前相比，治療3個月后兩組患者的伸肌群和屈肌群的峰力矩及力矩加速能、腘繩肌和股四頭肌肌力比例、臀大肌肌力均升高（Plt;0.05），且研究組均高于對照組（Plt;0.05），見表4。

2.4下肢步行能力 與治療前相比，治療3個月后兩組患者WISCI Ⅱ評分和6 min步行測試結果均提升，10 m步行測試用時均降低（Plt;0.05），且研究組均優于對照組（Plt;0.05），見表5。

3 討論

胸腰段脊髓損傷是指由于外傷、脊柱骨折、腫瘤、神經系統疾病等多種原因導致胸段和腰段脊髓的損害[16-17]。這種損傷可能引起神經傳導功能障礙，進而影響患者損傷平面以下的感覺、運動和自主神經功能。因此，及時、有效的治療和康復對于減輕患者的痛苦、提高生活質量具有重要意義。下肢康復機器人與動態等速肌力訓練系統作為近年來康復醫學領域的創新技術，在促進患者運動功能恢復方面展現出了獨特的優勢。下肢康復機器人通過模擬人體正常行走姿態，結合減重支持系統，能夠為患者提供大量重復性、有針對性的步態訓練，激活受損神經傳導通路，促進大腦行走功能區域的連接與重組[18-19]。動態等速肌力訓練系統通過精準控制和量化分析，對肌力、肌張力及關節活動能力進行全面檢測與訓練，幫助患者恢復肌肉力量和關節靈活性。因此，本研究主要分析二者聯合在胸腰段脊髓損傷患者中的應用效果，目前已取得一定的成效。

本研究結果顯示，與治療前相比，治療3個月后兩組患者ASIA分級均改善，且研究組ASIA分級優于對照組；與治療前相比，兩組治療1、3個月后SCIM評分和BBS評分均升高，且研究組高于對照組，表明下肢康復機器人與動態等速肌力訓練系統應用于脊髓損傷患者，對其康復具有較好的效果，可有效改善脊髓損傷，提高患者早期平衡能力，這與潘冉等人[20]研究結果相符。分析原因可能為下肢康復機器人能夠精準模擬正常步態周期中的下肢關節運動軌跡，為患者提供精確的步態訓練，且其常與減重訓練相結合，提供穩定的步行支持，同時促進患者主動運動參與度的提升[21]。動態等速肌力訓練系統能夠對肌力、肌張力和關節活動能力進行精確的檢測和評估，發現和確定存在的問題，并制訂科學、有效、安全的治療和訓練方案[22]。對于脊髓損傷患者而言，等速肌力訓練能夠針對性地改善下肢肌群的肌力，為患者步行能力的恢復奠定基礎。下肢康復機器人與動態等速肌力訓練系統的綜合應用，能夠全面促進脊髓損傷患者的神經功能恢復，通過重復性的步態訓練和針對性的肌力訓練，患者的運動能力和功能得到逐步恢復，從而改善ASIA脊髓損傷分級，提高早期步行能力和平衡能力。

本研究結果顯示，與治療前比較，兩組治療3個月后伸肌群和屈肌群的峰力矩及力矩加速能、腘繩肌和股四頭肌肌力比例、臀大肌肌力均升高，且研究組高于對照組，表明下肢康復機器人與動態等速肌力訓練系統可提高脊髓損傷患者下肢肌力，與熱迪娜·亞生等人[23]研究結果具有相似性。下肢康復機器人通過大量的重復性步態訓練和有目標導向的步態訓練，能夠顯著提高患者的下肢運動能力和功能，這種高效的訓練方式能夠使患者在短時間內取得顯著的康復效果[24-25]。動態等速肌力訓練系統不僅能夠對肌肉和關節活動范圍進行高效率的主被動訓練，還能夠在訓練中保持恒定的速度和力量，確保訓練的全面性和有效性。這種全面的訓練方式有助于提升患者的整體下肢肌力[26]。下肢康復機器人與動態等速肌力訓練系統結合使用，可以產生協同效應。機器人訓練為患者提供了步態訓練和平衡訓練的機會，而等速肌力訓練則針對患者的肌力進行精確訓練。兩者優勢互補，共同提高了患者的下肢肌力。

此外，研究還發現，與治療前相比，兩組治療3個月后WISCIⅡ評分和6 min步行測試結果均提升，10 m步行測試用時均降低，且研究組優于對照組，表明下肢康復機器人與動態等速肌力訓練系統應用于脊髓損傷患者可有效提高下肢步行能力。究其原因，機器人訓練具有高強度和重復性的特點，可以確保患者在安全的環境下進行長時間訓練。這種訓練方式有助于增強肌肉的耐力和力量，促進肌肉纖維的增生和肥大，進而提升步行能力[27-28]。

動態等速肌力訓練系統則能夠對訓練效果進行量化分析，提供詳細的訓練數據。治療師可以根據這些數據及時調整訓練方案，確保訓練效果的最優化。這種精準的訓練和調整有助于患者恢復步行能力[29-30]。相比常規護理，下肢康復機器人和動態等速肌力訓練系統更具趣味性和互動性，患者可以在訓練過程中積極參與，從而提高訓練效果，加速步行能力的恢復。

綜上所述，下肢康復機器人與動態等速肌力訓練系統應用于胸腰段脊髓損傷患者，對其康復具有較好的效果，可有效改善脊髓損傷，提高下肢肌力與下肢步行能力。

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