胡淑珍 吳華 顧旭東 傅建明 曾明 李亮 沈芳

骨盆輔助式康復(fù)機(jī)器人對(duì)腦卒中偏癱患者下肢運(yùn)動(dòng)功能的影響

胡淑珍 吳華 顧旭東 傅建明 曾明 李亮 沈芳

目的 探討運(yùn)用骨盆輔助式康復(fù)機(jī)器人對(duì)腦卒中偏癱患者下肢運(yùn)動(dòng)功能恢復(fù)的影響。 方法 選取進(jìn)行康復(fù)的腦卒中偏癱患者40例，按照隨機(jī)數(shù)字表法分為治療組和對(duì)照組各20例。兩組均進(jìn)行常規(guī)神經(jīng)內(nèi)科藥物治療和傳統(tǒng)的康復(fù)訓(xùn)練。對(duì)照組給予常規(guī)步行功能訓(xùn)練，治療組給予骨盆輔助式康復(fù)機(jī)器人訓(xùn)練，治療頻率為6次/周，20m in/次，共8周。兩組分別于康復(fù)訓(xùn)練前及訓(xùn)練8周后采用簡(jiǎn)化Fug l-Meyer運(yùn)動(dòng)功能量表（FMA）評(píng)定下肢運(yùn)動(dòng)功能，采用Berg平衡量表（BBS）評(píng)定平衡功能，采用Biodex Gait Trainer-2步態(tài)分析系統(tǒng)評(píng)定患者的步長(zhǎng)、步寬、步頻和步速，比較兩組下肢運(yùn)動(dòng)功能、平衡功能和步行功能。結(jié)果 治療前兩組患者下肢FMA評(píng)分、BBS評(píng)分、健側(cè)步長(zhǎng)、患側(cè)步長(zhǎng)、步寬、步頻和步速比較，差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＞0.05）；治療后兩組患者下肢FMA評(píng)分、BBS評(píng)分、健側(cè)步長(zhǎng)、患側(cè)步長(zhǎng)、步寬、步頻和步速比治療前均有明顯改善（均P＜0.05），且治療組效果優(yōu)于對(duì)照組（均P＜0.05）。結(jié)論 骨盆輔助式康復(fù)機(jī)器人能改善腦卒中偏癱患者的下肢運(yùn)動(dòng)功能，提高步行功能和平衡功能。

腦卒中 骨盆 機(jī)器人 運(yùn)動(dòng)功能 康復(fù)

腦卒中是中老年人的常見(jiàn)病，多發(fā)病，也是主要的 致殘?jiān)蛑?。中?guó)缺血和（或）出血性卒中發(fā)病率居世界首位，發(fā)病率比美國(guó)高出近1倍[1]，并以每年8.7%的速度上升，成為傷殘的重要原因[2]。大約90%的腦卒中患者會(huì)出現(xiàn)不同程度的運(yùn)動(dòng)功能障礙，導(dǎo)致患者的生活質(zhì)量降低[3]。而其中大約有60%的腦卒中患者有移動(dòng)障礙[4]，主要表現(xiàn)在步行功能障礙上。下肢運(yùn)動(dòng)功能的康復(fù)最常見(jiàn)的是減重支持訓(xùn)練，但很少能有效地將步行中的邁步、負(fù)重、平衡三要素結(jié)合起來(lái)，也很少考慮到骨盆的問(wèn)題。近年來(lái)康復(fù)機(jī)器人訓(xùn)練作為一種新型的治療方式逐漸被廣泛應(yīng)用。本研究采用的骨盆輔

助式康復(fù)機(jī)器人不僅能有效的結(jié)合步行三要素，而且能針對(duì)性地訓(xùn)練骨盆，可以保證訓(xùn)練的穩(wěn)定性和重復(fù)性，達(dá)到更好的治療效果。本文將通過(guò)對(duì)腦卒中致下肢運(yùn)動(dòng)功能損傷患者的研究，分析骨盆輔助式康復(fù)機(jī)器人對(duì)腦卒中偏癱患者下肢運(yùn)動(dòng)功能的影響，為臨床應(yīng)用提供更科學(xué)、更有效的治療方法。

1 對(duì)象和方法

1.1 對(duì)象 選取2016年1月至2017年1月在嘉興學(xué)院附屬第二醫(yī)院進(jìn)行康復(fù)治療的腦卒中偏癱患者40例，按照隨機(jī)數(shù)字表法分為治療組和對(duì)照組各20例。兩組患者性別、年齡、病程、偏癱側(cè)等一般資料比較，差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＞0.05），見(jiàn)表1。所有入選患者都符合全國(guó)第四屆腦血管學(xué)術(shù)會(huì)議制定的診斷標(biāo)準(zhǔn)[5]，并經(jīng)頭顱CT或MRI檢查確診。納入標(biāo)準(zhǔn)：（1）首發(fā)腦卒中患者；（2）患者健側(cè)肢體活動(dòng)正常，一側(cè)肢體偏癱；（3）病程≤3個(gè)月；（4）神志清楚,生命體征穩(wěn)定；（5）年齡45～75歲；（6）認(rèn)知功能無(wú)明顯異常，簡(jiǎn)易精神狀態(tài)量表評(píng)分≥27分；（7）有步行功能障礙，在一人幫助下或拄拐杖能夠站立并至少可輔助步行10m以上；（8）患者及家屬均簽屬知情同意書。排除標(biāo)準(zhǔn)：（1）小腦及腦干梗死；（2）下肢深靜脈血栓；（3）合并有心、肺、肝、腎等嚴(yán)重疾病、顱腦外傷、腫瘤；（4）下肢骨折或其他限制下肢運(yùn)動(dòng)的骨關(guān)節(jié)??；（5）血糖、血壓控制不穩(wěn)定的患者；（6）患者身高≥180cm和身高≤150cm（因?yàn)楣桥栎o助式機(jī)器人移動(dòng)臂的上下移動(dòng)有一定的范圍限制）。

表1 兩組患者一般資料比較

1.2 方法 兩組患者均接受神經(jīng)內(nèi)科常規(guī)的藥物治療，包括控制血壓、血糖、促進(jìn)腦代謝、營(yíng)養(yǎng)神經(jīng)等；并給予常規(guī)的康復(fù)訓(xùn)練，包括Bobath技術(shù)、Brunnstrom技術(shù)、運(yùn)動(dòng)再學(xué)習(xí)技術(shù)和強(qiáng)制性運(yùn)動(dòng)療法等。對(duì)照組給予常規(guī)的步行訓(xùn)練，包括早期軀干控制、站立與邁步訓(xùn)練、上下臺(tái)階、單腿負(fù)重、重心轉(zhuǎn)移等訓(xùn)練。治療組給予骨盆輔助式康復(fù)機(jī)器人訓(xùn)練，該機(jī)器人由上海大學(xué)、上海電氣研究中心、嘉興市第二醫(yī)院共同研制開(kāi)發(fā)的康復(fù)機(jī)器人系統(tǒng)（Nutural gait1型），是集運(yùn)動(dòng)跑臺(tái)、骨盆控制、數(shù)據(jù)傳感及記錄于一體的智能康復(fù)機(jī)器人?；颊咴谂芘_(tái)上穿上Biodex減重腰帶，可根據(jù)患者實(shí)際步行情況去鎖定控制骨盆移動(dòng)方向的機(jī)械臂，步速可根據(jù)情況設(shè)定為0～2.5km/h，選擇跟隨訓(xùn)練模式或抗阻訓(xùn)練模式進(jìn)行訓(xùn)練。在進(jìn)行步行功能訓(xùn)練時(shí)，兩組患者面前均放一面鏡子，給予一定的視覺(jué)反饋。如患者在訓(xùn)練期間感覺(jué)體力不支和疲勞可進(jìn)行適當(dāng)休息再繼續(xù)訓(xùn)練；如有頭痛、頭暈等不適癥狀，應(yīng)立即采取緊急制動(dòng)停止訓(xùn)練。治療頻率為6次/周，20min/次，共8周。

1.3 評(píng)定方法 兩組患者在康復(fù)訓(xùn)練前及訓(xùn)練8周后由經(jīng)過(guò)專業(yè)培訓(xùn)的治療師進(jìn)行功能評(píng)定，且評(píng)定人數(shù)不超過(guò)2人。采用簡(jiǎn)化Fugl-Meyer運(yùn)動(dòng)功能量表（FMA）[6]評(píng)定下肢運(yùn)動(dòng)功能，采用Berg平衡量表（BBS）評(píng)定平衡功能，采用Biodex Gait Trainer-2步態(tài)分析系統(tǒng)（美國(guó)Biodex公司）評(píng)定患者的步長(zhǎng)、步寬、步頻和步速。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理 采用SPSS 18.0統(tǒng)計(jì)軟件。計(jì)量資料以表示，組間比較采用兩獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，組內(nèi)治療前后比較采用配對(duì)t檢驗(yàn)。P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 兩組患者治療前后下肢運(yùn)動(dòng)功能和平衡功能比較治療前，兩組患者下肢FMA評(píng)分和BBS評(píng)分比較，差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＞0.05）；治療后，治療組患者下肢FMA評(píng)分和BBS評(píng)分均高于對(duì)照組，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＜0.05）。兩組患者組內(nèi)治療前后下肢FMA評(píng)分和BBS評(píng)分比較，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＜0.05），見(jiàn)表2。

表2 兩組患者治療前后下肢運(yùn)動(dòng)功能和平衡功能比較

2.2 兩組患者治療前后步行功能比較 治療前，兩組患者健側(cè)步長(zhǎng)、患側(cè)步長(zhǎng)、步速、步寬和步頻比較，差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＞0.05）；治療后，治療組健側(cè)步長(zhǎng)、患側(cè)步長(zhǎng)、步速、步寬和步頻均優(yōu)于對(duì)照組，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＜0.05）。兩組患者組內(nèi)治療前后健側(cè)步長(zhǎng)、患側(cè)步長(zhǎng)、步速、步寬和步頻比較，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＜0.05），見(jiàn)表3。

3 討論

步行功能是正常生活最重要的功能之一，也是保證生活質(zhì)量的必備條件[7]。目前，較為普遍的步行訓(xùn)練有常規(guī)步行訓(xùn)練法、輔助工具訓(xùn)練法如四腳拐和減重步行訓(xùn)練法。但要完成一項(xiàng)傳統(tǒng)的訓(xùn)練，如減重支持訓(xùn)練，至少需要2～3位治療師參與，因?yàn)橐耆乜刂坪没颊叩能|干、骨盆、膝關(guān)節(jié)和踝關(guān)節(jié)[8]。訓(xùn)練的效果還可能會(huì)因治療師的工作狀態(tài)和專業(yè)程度受到一定影響。早期的減重平板訓(xùn)練是通過(guò)懸吊設(shè)備來(lái)減少體重對(duì)髖關(guān)節(jié)和下肢的負(fù)荷，它要求1～2位治療師輔助患者的骨盆和下肢運(yùn)動(dòng)來(lái)完成在跑臺(tái)上的訓(xùn)練。目前對(duì)下肢運(yùn)動(dòng)功能的康復(fù)，已逐漸發(fā)展為利用機(jī)器人智能裝置來(lái)進(jìn)行康復(fù)訓(xùn)練。下肢康復(fù)機(jī)器人近幾年在國(guó)內(nèi)外也逐漸被廣泛應(yīng)用，已有研究報(bào)道下肢康復(fù)機(jī)器人輔助步行訓(xùn)練能促進(jìn)腦卒中偏癱患者下肢的運(yùn)動(dòng)功能和步行能力的恢復(fù)[9]。偏癱患者患側(cè)肢體功能喪失或者低下，患者習(xí)慣性使用健側(cè)的代償運(yùn)動(dòng)去實(shí)現(xiàn)目標(biāo)。長(zhǎng)時(shí)間的異常姿勢(shì)、異常步態(tài)和患側(cè)的廢用會(huì)進(jìn)一步影響步行功能恢復(fù)的程度。對(duì)于步行功能障礙的患者而言，訓(xùn)練的療效直接影響他們主動(dòng)參與訓(xùn)練的積極性。機(jī)器人訓(xùn)練在提高肌肉和關(guān)節(jié)功能的同時(shí)，也可以提供相應(yīng)的視覺(jué)反饋，更好地提高了患者的平衡能力和實(shí)際步行能力，也能達(dá)到提高患者訓(xùn)練的興趣和積極性能，進(jìn)一步對(duì)康復(fù)訓(xùn)練的效果產(chǎn)生積極的作用。因此，使用康復(fù)機(jī)器人輔助偏癱患者進(jìn)行步行訓(xùn)練顯然是一種更加合適的選擇。

本研究使用骨盆輔助式康復(fù)機(jī)器人，是一種以骨盆訓(xùn)練為特點(diǎn)，以步行功能訓(xùn)練為目的的下肢康復(fù)機(jī)器人。上肢功能的中心是手指，下肢是髖關(guān)節(jié)，骨盆穩(wěn)定性和運(yùn)動(dòng)控制能力提高，髖關(guān)節(jié)、膝關(guān)節(jié)、踝關(guān)節(jié)的分離運(yùn)動(dòng)就容易產(chǎn)生，因此，骨盆的穩(wěn)定性和運(yùn)動(dòng)控制的提高可以改善步行能力[10]。它主要包括運(yùn)動(dòng)跑臺(tái)、骨盆控制和電腦數(shù)據(jù)集合3個(gè)部分。傳統(tǒng)的下肢康復(fù)機(jī)器人很少能起到訓(xùn)練和穩(wěn)定骨盆的作用，它們?cè)谟?xùn)練中骨盆和下肢的活動(dòng)都受到一定范圍的限制，這樣不利于功能的康復(fù)[11]。人在正常行走過(guò)程中，骨盆具有4個(gè)自由度：沿左右方向即矢狀軸的移動(dòng)、沿前后方向即冠狀軸的移動(dòng)、沿上下方向即垂直軸的移動(dòng)和扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，軀體運(yùn)動(dòng)呈對(duì)稱性的正弦曲線，骨盆也會(huì)隨著上肢的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生周期性的旋轉(zhuǎn)和傾斜，使整個(gè)軀體具有良好的協(xié)調(diào)性，處于一個(gè)正常生理的平衡狀態(tài)；而腦卒中偏癱患者由于軀干和四肢的運(yùn)動(dòng)控制喪失和中樞神經(jīng)系統(tǒng)的破壞，患者不能協(xié)調(diào)性地運(yùn)動(dòng)患側(cè)的軀干和上下肢[12]。因?yàn)槟X卒中患者穩(wěn)定性和協(xié)調(diào)性都受到一定程度的破壞，所以骨盆的運(yùn)動(dòng)與正常人相比，表現(xiàn)出運(yùn)動(dòng)的幅度和范圍比正常生理范圍大。本研究采用的骨盆輔助式康復(fù)機(jī)器人中的骨盆控制系統(tǒng)允許患者骨盆做各方向的運(yùn)動(dòng)，且運(yùn)動(dòng)幅度遠(yuǎn)比正常生理活動(dòng)幅度大。影響腦卒中偏癱患者步行能力恢復(fù)的常見(jiàn)原因是患者偏癱肢體下肢負(fù)重減少，導(dǎo)致平衡功能障礙和跌倒的風(fēng)險(xiǎn)增加，骨盆輔助式康復(fù)機(jī)器人允許患者下肢在保證安全的情況下充分的負(fù)重，機(jī)器人的骨盆控制裝置對(duì)患者進(jìn)行適當(dāng)?shù)臏p重、合理的骨盆控制以及系統(tǒng)相關(guān)參數(shù)的監(jiān)控。它可通過(guò)電動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置對(duì)運(yùn)動(dòng)跑臺(tái)進(jìn)行控制，可根據(jù)患者訓(xùn)練的實(shí)際情況給予跟隨模式訓(xùn)練或抗阻模式訓(xùn)練，運(yùn)動(dòng)跑臺(tái)也可以進(jìn)行坡度的調(diào)整，可在患者訓(xùn)練期間給予適當(dāng)?shù)母蓴_性措施，以進(jìn)一步提高患者保持平衡的能力?；颊咭部赏ㄟ^(guò)前面鏡子的視覺(jué)反饋來(lái)學(xué)習(xí)正常的步行模式，患者訓(xùn)練的所有動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)都將通過(guò)力的傳感器傳輸?shù)诫娔X上得到動(dòng)態(tài)的圖形和數(shù)據(jù)表。

本研究?jī)山M患者均接受常規(guī)的藥物治療和康復(fù)訓(xùn)練，這樣能穩(wěn)定患者病情不再惡化，也能預(yù)防肌肉萎縮、改善肌肉痙攣等癥狀。依據(jù)神經(jīng)可塑性原理[13]，損傷后腦組織的恢復(fù)是依靠感官系統(tǒng)將各種信息輸入，不斷地實(shí)現(xiàn)模仿、重復(fù)學(xué)習(xí)，和恰當(dāng)?shù)囊曈X(jué)反饋刺激患者的本體感覺(jué)，可以建立出新的神經(jīng)反饋通路，加速下肢運(yùn)動(dòng)障礙的恢復(fù)。本研究采用骨盆輔助式康復(fù)機(jī)器人對(duì)腦卒中偏癱患者進(jìn)行訓(xùn)練，與常規(guī)的步行訓(xùn)練相比較，具有很多手法康復(fù)無(wú)法能及的優(yōu)點(diǎn)；與其他康復(fù)機(jī)器人相比較，它最大的優(yōu)勢(shì)在于通過(guò)控制骨盆，穩(wěn)定軀干和穩(wěn)定步態(tài)，也能針對(duì)性地訓(xùn)練骨盆來(lái)改善骨盆周圍肌群的力量，這些都對(duì)提高步行功能有一定的積極作用。

本研究發(fā)現(xiàn)治療組患者經(jīng)過(guò)連續(xù)8周骨盆輔助式康復(fù)機(jī)器人訓(xùn)練后其BBS評(píng)分比治療前有所改善，且比對(duì)照組改善明顯，提示骨盆輔助式康復(fù)機(jī)器人能明顯提高腦卒中偏癱患者的平衡功能，其作用機(jī)制可能是在骨盆輔助和適當(dāng)?shù)臏p重作用下，患者訓(xùn)練時(shí)骨盆的擺動(dòng)范圍在控制下更接近正常人水平，偏癱肢體承重量能力增強(qiáng)，步行時(shí)站立相的時(shí)間增加，這種針對(duì)骨盆穩(wěn)定性和協(xié)調(diào)性的訓(xùn)練能提高腦卒中偏癱患者的平衡功能。治療8周后治療組和對(duì)照組偏癱患者的下肢FMA評(píng)分、健側(cè)步長(zhǎng)、患側(cè)步長(zhǎng)、步寬、步頻和步速均較治療前有改善，說(shuō)明常規(guī)步態(tài)訓(xùn)練和骨盆輔助式康復(fù)機(jī)器人訓(xùn)練都能提高腦卒中偏癱患者下肢運(yùn)動(dòng)功能和步行功能，而治療組各項(xiàng)分?jǐn)?shù)均明顯高于對(duì)照組，提示骨盆輔助式康復(fù)機(jī)器人在提高下肢運(yùn)動(dòng)功能和步行功能上明顯優(yōu)于常規(guī)的步行訓(xùn)練。其作用機(jī)制可能是下肢康復(fù)機(jī)器人通過(guò)重復(fù)性、持續(xù)性的訓(xùn)練，充分地通過(guò)運(yùn)動(dòng)和感覺(jué)刺激，強(qiáng)化了對(duì)痙攣肌肉的牽拉作用，充分?jǐn)U大關(guān)節(jié)的活動(dòng)度，并且在強(qiáng)化正常運(yùn)動(dòng)模式信息的輸入下，保證了足夠痙攣抑制的時(shí)間，能顯著改善因腦卒中偏癱患者的神經(jīng)功能紊亂所致的下肢伸肌痙攣；同時(shí)高強(qiáng)度的訓(xùn)練能使大腦皮質(zhì)能量代謝活動(dòng)增加，加強(qiáng)受損半球的運(yùn)動(dòng)區(qū)激活能力，提高神經(jīng)系統(tǒng)的代償水平，進(jìn)一步促進(jìn)腦卒中偏癱患者下肢運(yùn)動(dòng)功能的恢復(fù)[14]。

綜上所述，骨盆輔助式康復(fù)機(jī)器人能改善腦卒中偏癱患者的下肢運(yùn)動(dòng)功能，提高平衡功能和步行功能，減輕殘疾程度，進(jìn)一步提高患者的生活質(zhì)量，使其能更好的回歸家庭，回歸社會(huì)。需要提出的是，它也有相應(yīng)的局限，比如穿戴Biodex減重腰帶會(huì)壓迫患者兩側(cè)腹股溝，在訓(xùn)練時(shí)讓患者有不適感。從安全方面看，對(duì)于嚴(yán)重骨質(zhì)疏松的患者也不宜使用；其次，對(duì)于存在足下垂癥狀的患者，并未有對(duì)應(yīng)的治療措施，可能會(huì)進(jìn)一步加劇足下垂的癥狀。本研究也存在一定的不足之處，如目前并未有研究指出最佳的治療時(shí)間和治療強(qiáng)度，這可能對(duì)患者功能康復(fù)存在一定的影響。再者因機(jī)器和參與患者人數(shù)有限，并未有大規(guī)模的研究去探討康復(fù)機(jī)器人對(duì)腦卒中患者功能恢復(fù)的機(jī)制。而且并未作進(jìn)一步的跟蹤調(diào)查患者后期功能恢復(fù)的情況，以上問(wèn)題均需要進(jìn)一步的深入探討。

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Effect of pelvic-assisted rehabilitation robot on recovery of lower-limb motor function in hemiplegic patients after stroke

HU Shuzhen,WU Hua,GU Xudong,et al.Second Clinical College,Zhejiang Chinese Medical University,Hangzhou 310053,China

Stroke Pelvis Robot Motor function Rehabilitation

given routine walking function training,and the study group received pelvic-assisted rehabilitation robot training,20m in/d,6d/week for 8 weeks.The motor function was evaluated w ith Fug l-Meyer assessment(FMA),the balance function was evaluated w ith Berg balance scale(BBS),and the step leng th,step w id th,step frequency,step pace weremeasured w ith Biodex Gait Trainer-2 gaitanalysis system before and 8 weeks after treatment. Results There were no significant d ifferences in FMA scores,BBS scores,step leng th of normalside and involved side,step w id th,step frequency and step pace between the two groups before treatment(all P＞0.05).After8 weeks of treatment,the FMA scores,BBS scores,normalsidestep leng th,abnormalsidestep leng th,step w id th,step frequency and step pace were significantly im p roved in both g roup(all P＜0.05),and the im p rovementofstudy group wasmoremarked than thatofcontrolgroup(all P＜0.05). Conclusion Pelvic-assisted rehabilitation robots can im p rove the lower-limb motor function,walking function and balance function in hem ip legic patients after stroke.

2017-03-08）

（本文編輯：陳麗）

10.12056/j.issn.1006-2785.2017.39.16.2017-487

浙江省衛(wèi)生廳醫(yī)藥衛(wèi)生平臺(tái)骨干人才計(jì)劃（2013R C A043，2104R C A030）；浙江省科技廳公益技術(shù)項(xiàng)目（2014C33278）

310053 杭州，浙江中醫(yī)藥大學(xué)第二臨床醫(yī)學(xué)院（胡淑珍）；嘉興學(xué)院附屬第二醫(yī)院康復(fù)醫(yī)學(xué)中心（吳華、顧旭東、傅建明、曾明、李亮、沈芳）

吳華，E-mail：woo hu a@li v e.com

【 Abstract】 Objective To assess the effects of pelvic-assisted rehabilitation robot on the recovery of lower-limb motor function in hem ip legic patients after stroke. Methods Forty patients w ith hem ip legia after stroke were random ly d ivided into study g roup(20 cases)and control group(20 cases).Both g roups were treated w ith conventional neurological med ications and rehabilitation training.The control g roup