胡淑珍 吳華 顧旭東 傅建明 曾明 李亮 沈芳

骨盆輔助式康復機器人對腦卒中偏癱患者下肢運動功能的影響

胡淑珍 吳華 顧旭東 傅建明 曾明 李亮 沈芳

目的 探討運用骨盆輔助式康復機器人對腦卒中偏癱患者下肢運動功能恢復的影響。 方法 選取進行康復的腦卒中偏癱患者40例，按照隨機數(shù)字表法分為治療組和對照組各20例。兩組均進行常規(guī)神經(jīng)內(nèi)科藥物治療和傳統(tǒng)的康復訓練。對照組給予常規(guī)步行功能訓練，治療組給予骨盆輔助式康復機器人訓練，治療頻率為6次/周，20m in/次，共8周。兩組分別于康復訓練前及訓練8周后采用簡化Fug l-Meyer運動功能量表（FMA）評定下肢運動功能，采用Berg平衡量表（BBS）評定平衡功能，采用Biodex Gait Trainer-2步態(tài)分析系統(tǒng)評定患者的步長、步寬、步頻和步速，比較兩組下肢運動功能、平衡功能和步行功能。結(jié)果 治療前兩組患者下肢FMA評分、BBS評分、健側(cè)步長、患側(cè)步長、步寬、步頻和步速比較，差異均無統(tǒng)計學意義（均P＞0.05）；治療后兩組患者下肢FMA評分、BBS評分、健側(cè)步長、患側(cè)步長、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)于對照組（均P＜0.05）。結(jié)論 骨盆輔助式康復機器人能改善腦卒中偏癱患者的下肢運動功能，提高步行功能和平衡功能。

腦卒中 骨盆 機器人 運動功能 康復

腦卒中是中老年人的常見病，多發(fā)病，也是主要的 致殘原因之一。中國缺血和（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%的腦卒中患者會出現(xiàn)不同程度的運動功能障礙，導致患者的生活質(zhì)量降低[3]。而其中大約有60%的腦卒中患者有移動障礙[4]，主要表現(xiàn)在步行功能障礙上。下肢運動功能的康復最常見的是減重支持訓練，但很少能有效地將步行中的邁步、負重、平衡三要素結(jié)合起來，也很少考慮到骨盆的問題。近年來康復機器人訓練作為一種新型的治療方式逐漸被廣泛應用。本研究采用的骨盆輔

助式康復機器人不僅能有效的結(jié)合步行三要素，而且能針對性地訓練骨盆，可以保證訓練的穩(wěn)定性和重復性，達到更好的治療效果。本文將通過對腦卒中致下肢運動功能損傷患者的研究，分析骨盆輔助式康復機器人對腦卒中偏癱患者下肢運動功能的影響，為臨床應用提供更科學、更有效的治療方法。

1 對象和方法

1.1 對象 選取2016年1月至2017年1月在嘉興學院附屬第二醫(yī)院進行康復治療的腦卒中偏癱患者40例，按照隨機數(shù)字表法分為治療組和對照組各20例。兩組患者性別、年齡、病程、偏癱側(cè)等一般資料比較，差異均無統(tǒng)計學意義（均P＞0.05），見表1。所有入選患者都符合全國第四屆腦血管學術(shù)會議制定的診斷標準[5]，并經(jīng)頭顱CT或MRI檢查確診。納入標準：（1）首發(fā)腦卒中患者；（2）患者健側(cè)肢體活動正常，一側(cè)肢體偏癱；（3）病程≤3個月；（4）神志清楚,生命體征穩(wěn)定；（5）年齡45～75歲；（6）認知功能無明顯異常，簡易精神狀態(tài)量表評分≥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。排除標準：（1）小腦及腦干梗死；（2）下肢深靜脈血栓；（3）合并有心、肺、肝、腎等嚴重疾病、顱腦外傷、腫瘤；（4）下肢骨折或其他限制下肢運動的骨關(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（因為骨盆輔助式機器人移動臂的上下移動有一定的范圍限制）。

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、促進腦代謝、營養(yǎng)神經(jīng)等；并給予常規(guī)的康復訓練，包括Bobath技術(shù)、Brunnstrom技術(shù)、運動再學習技術(shù)和強制性運動療法等。對照組給予常規(guī)的步行訓練，包括早期軀干控制、站立與邁步訓練、上下臺階、單腿負重、重心轉(zhuǎn)移等訓練。治療組給予骨盆輔助式康復機器人訓練，該機器人由上海大學、上海電氣研究中心、嘉興市第二醫(yī)院共同研制開發(fā)的康復機器人系統(tǒng)（Nutural gait1型），是集運動跑臺、骨盆控制、數(shù)據(jù)傳感及記錄于一體的智能康復機器人?；颊咴谂芘_上穿上Biodex減重腰帶，可根據(jù)患者實際步行情況去鎖定控制骨盆移動方向的機械臂，步速可根據(jù)情況設定為0～2.5km/h，選擇跟隨訓練模式或抗阻訓練模式進行訓練。在進行步行功能訓練時，兩組患者面前均放一面鏡子，給予一定的視覺反饋。如患者在訓練期間感覺體力不支和疲勞可進行適當休息再繼續(xù)訓練；如有頭痛、頭暈等不適癥狀，應立即采取緊急制動停止訓練。治療頻率為6次/周，20min/次，共8周。

1.3 評定方法 兩組患者在康復訓練前及訓練8周后由經(jīng)過專業(yè)培訓的治療師進行功能評定，且評定人數(shù)不超過2人。采用簡化Fugl-Meyer運動功能量表（FMA）[6]評定下肢運動功能，采用Berg平衡量表（BBS）評定平衡功能，采用Biodex Gait Trainer-2步態(tài)分析系統(tǒng)（美國Biodex公司）評定患者的步長、步寬、步頻和步速。

1.4 統(tǒng)計學處理 采用SPSS 18.0統(tǒng)計軟件。計量資料以表示，組間比較采用兩獨立樣本t檢驗，組內(nèi)治療前后比較采用配對t檢驗。P＜0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結(jié)果

2.1 兩組患者治療前后下肢運動功能和平衡功能比較治療前，兩組患者下肢FMA評分和BBS評分比較，差異均無統(tǒng)計學意義（均P＞0.05）；治療后，治療組患者下肢FMA評分和BBS評分均高于對照組，差異均有統(tǒng)計學意義（均P＜0.05）。兩組患者組內(nèi)治療前后下肢FMA評分和BBS評分比較，差異均有統(tǒng)計學意義（均P＜0.05），見表2。

表2 兩組患者治療前后下肢運動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、患側(cè)步長、步速、步寬和步頻比較，差異均無統(tǒng)計學意義（均P＞0.05）；治療后，治療組健側(cè)步長、患側(cè)步長、步速、步寬和步頻均優(yōu)于對照組，差異均有統(tǒng)計學意義（均P＜0.05）。兩組患者組內(nèi)治療前后健側(cè)步長、患側(cè)步長、步速、步寬和步頻比較，差異均有統(tǒng)計學意義（均P＜0.05），見表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，較為普遍的步行訓練有常規(guī)步行訓練法、輔助工具訓練法如四腳拐和減重步行訓練法。但要完成一項傳統(tǒng)的訓練，如減重支持訓練，至少需要2～3位治療師參與，因為要完全地控制好患者的軀干、骨盆、膝關(guān)節(jié)和踝關(guān)節(jié)[8]。訓練的效果還可能會因治療師的工作狀態(tài)和專業(yè)程度受到一定影響。早期的減重平板訓練是通過懸吊設備來減少體重對髖關(guān)節(jié)和下肢的負荷，它要求1～2位治療師輔助患者的骨盆和下肢運動來完成在跑臺上的訓練。目前對下肢運動功能的康復，已逐漸發(fā)展為利用機器人智能裝置來進行康復訓練。下肢康復機器人近幾年在國內(nèi)外也逐漸被廣泛應用，已有研究報道下肢康復機器人輔助步行訓練能促進腦卒中偏癱患者下肢的運動功能和步行能力的恢復[9]。偏癱患者患側(cè)肢體功能喪失或者低下，患者習慣性使用健側(cè)的代償運動去實現(xiàn)目標。長時間的異常姿勢、異常步態(tài)和患側(cè)的廢用會進一步影響步行功能恢復的程度。對于步行功能障礙的患者而言，訓練的療效直接影響他們主動參與訓練的積極性。機器人訓練在提高肌肉和關(guān)節(jié)功能的同時，也可以提供相應的視覺反饋，更好地提高了患者的平衡能力和實際步行能力，也能達到提高患者訓練的興趣和積極性能，進一步對康復訓練的效果產(chǎn)生積極的作用。因此，使用康復機器人輔助偏癱患者進行步行訓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機器人，是一種以骨盆訓練為特點，以步行功能訓練為目的的下肢康復機器人。上肢功能的中心是手指，下肢是髖關(guān)節(jié)，骨盆穩(wěn)定性和運動控制能力提高，髖關(guān)節(jié)、膝關(guān)節(jié)、踝關(guān)節(jié)的分離運動就容易產(chǎn)生，因此，骨盆的穩(wěn)定性和運動控制的提高可以改善步行能力[10]。它主要包括運動跑臺、骨盆控制和電腦數(shù)據(jù)集合3個部分。傳統(tǒng)的下肢康復機器人很少能起到訓練和穩(wěn)定骨盆的作用，它們在訓練中骨盆和下肢的活動都受到一定范圍的限制，這樣不利于功能的康復[11]。人在正常行走過程中，骨盆具有4個自由度：沿左右方向即矢狀軸的移動、沿前后方向即冠狀軸的移動、沿上下方向即垂直軸的移動和扭轉(zhuǎn)運動，軀體運動呈對稱性的正弦曲線，骨盆也會隨著上肢的運動產(chǎn)生周期性的旋轉(zhuǎn)和傾斜，使整個軀體具有良好的協(xié)調(diào)性，處于一個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動控制喪失和中樞神經(jīng)系統(tǒng)的破壞，患者不能協(xié)調(diào)性地運動患側(cè)的軀干和上下肢[12]。因為腦卒中患者穩(wěn)定性和協(xié)調(diào)性都受到一定程度的破壞，所以骨盆的運動與正常人相比，表現(xiàn)出運動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機器人中的骨盆控制系統(tǒng)允許患者骨盆做各方向的運動，且運動幅度遠比正常生理活動幅度大。影響腦卒中偏癱患者步行能力恢復的常見原因是患者偏癱肢體下肢負重減少，導致平衡功能障礙和跌倒的風險增加，骨盆輔助式康復機器人允許患者下肢在保證安全的情況下充分的負重，機器人的骨盆控制裝置對患者進行適當?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。它可通過電動驅(qū)動裝置對運動跑臺進行控制，可根據(jù)患者訓練的實際情況給予跟隨模式訓練或抗阻模式訓練，運動跑臺也可以進行坡度的調(diào)整，可在患者訓練期間給予適當?shù)母蓴_性措施，以進一步提高患者保持平衡的能力?；颊咭部赏ㄟ^前面鏡子的視覺反饋來學習正常的步行模式，患者訓練的所有動力學數(shù)據(jù)都將通過力的傳感器傳輸?shù)诫娔X上得到動態(tài)的圖形和數(shù)據(jù)表。

本研究兩組患者均接受常規(guī)的藥物治療和康復訓練，這樣能穩(wěn)定患者病情不再惡化，也能預防肌肉萎縮、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是依靠感官系統(tǒng)將各種信息輸入，不斷地實現(xiàn)模仿、重復學習，和恰當?shù)囊曈X反饋刺激患者的本體感覺，可以建立出新的神經(jīng)反饋通路，加速下肢運動障礙的恢復。本研究采用骨盆輔助式康復機器人對腦卒中偏癱患者進行訓練，與常規(guī)的步行訓練相比較，具有很多手法康復無法能及的優(yōu)點；與其他康復機器人相比較，它最大的優(yōu)勢在于通過控制骨盆，穩(wěn)定軀干和穩(wěn)定步態(tài)，也能針對性地訓練骨盆來改善骨盆周圍肌群的力量，這些都對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)過連續(xù)8周骨盆輔助式康復機器人訓練后其BBS評分比治療前有所改善，且比對照組改善明顯，提示骨盆輔助式康復機器人能明顯提高腦卒中偏癱患者的平衡功能，其作用機制可能是在骨盆輔助和適當?shù)臏p重作用下，患者訓練時骨盆的擺動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，步行時站立相的時間增加，這種針對骨盆穩(wěn)定性和協(xié)調(diào)性的訓練能提高腦卒中偏癱患者的平衡功能。治療8周后治療組和對照組偏癱患者的下肢FMA評分、健側(cè)步長、患側(cè)步長、步寬、步頻和步速均較治療前有改善，說明常規(guī)步態(tài)訓練和骨盆輔助式康復機器人訓練都能提高腦卒中偏癱患者下肢運動功能和步行功能，而治療組各項分數(shù)均明顯高于對照組，提示骨盆輔助式康復機器人在提高下肢運動功能和步行功能上明顯優(yōu)于常規(guī)的步行訓練。其作用機制可能是下肢康復機器人通過重復性、持續(xù)性的訓練，充分地通過運動和感覺刺激，強化了對痙攣肌肉的牽拉作用，充分擴大關(guān)節(jié)的活動度，并且在強化正常運動模式信息的輸入下，保證了足夠痙攣抑制的時間，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；同時高強度的訓練能使大腦皮質(zhì)能量代謝活動增加，加強受損半球的運動區(qū)激活能力，提高神經(jīng)系統(tǒng)的代償水平，進一步促進腦卒中偏癱患者下肢運動功能的恢復[14]。

綜上所述，骨盆輔助式康復機器人能改善腦卒中偏癱患者的下肢運動功能，提高平衡功能和步行功能，減輕殘疾程度，進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。需要提出的是，它也有相應的局限，比如穿戴Biodex減重腰帶會壓迫患者兩側(cè)腹股溝，在訓練時讓患者有不適感。從安全方面看，對于嚴重骨質(zhì)疏松的患者也不宜使用；其次，對于存在足下垂癥狀的患者，并未有對應的治療措施，可能會進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間和治療強度，這可能對患者功能康復存在一定的影響。再者因機器和參與患者人數(shù)有限，并未有大規(guī)模的研究去探討康復機器人對腦卒中患者功能恢復的機制。而且并未作進一步的跟蹤調(diào)查患者后期功能恢復的情況，以上問題均需要進一步的深入探討。

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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)生平臺骨干人才計劃（2013R C A043，2104R C A030）；浙江省科技廳公益技術(shù)項目（2014C33278）

310053 杭州，浙江中醫(yī)藥大學第二臨床醫(yī)學院（胡淑珍）；嘉興學院附屬第二醫(yī)院康復醫(yī)學中心（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