李坤彬，吳志遠(yuǎn)，吳艷芝，上官建偉，姚先麗，孫平鴿，李小杏，劉亞鴿，溫小鵬，焦 冰，方 樺

下肢運(yùn)動(dòng)功能障礙是腦卒中后常見(jiàn)的癥狀之一，大約80%的腦卒中患者存在步行能力、速度、耐力及步態(tài)的異常[1]，嚴(yán)重影響患者日常生活的獨(dú)立性[2，3]。腦卒中后下肢功能障礙是由上運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元損傷，引起運(yùn)動(dòng)反射釋放，造成運(yùn)動(dòng)模式異常。步行訓(xùn)練是改善下肢功能重要的康復(fù)治療方法，但步行訓(xùn)練時(shí)步幅、步行速度等康復(fù)難度較高，從而會(huì)耗費(fèi)輔助人員大量體力，且較難糾正患者的步幅系統(tǒng)。下肢康復(fù)機(jī)器人訓(xùn)練是近幾年來(lái)輔助下肢運(yùn)動(dòng)功能康復(fù)的重要方法之一。國(guó)內(nèi)外眾多研究表明[4～6]下肢康復(fù)機(jī)器人訓(xùn)練可提高腦卒中患者平衡能力、步行能力、日常生活能力等，但這些研究大多關(guān)注了下肢康復(fù)機(jī)器人訓(xùn)練對(duì)周圍運(yùn)動(dòng)功能的改善作用，很少關(guān)注腦功能的變化。腦卒中后下肢運(yùn)動(dòng)功能的恢復(fù)有賴于受損腦區(qū)的激活和大腦功能的重組[7，8]。然而，常規(guī)康復(fù)訓(xùn)練對(duì)受損腦功能恢復(fù)影響有限，下肢康復(fù)機(jī)器人訓(xùn)練對(duì)患者腦功能重建的影響目前尚未見(jiàn)臨床報(bào)道。因此，本研究主要通過(guò)與常規(guī)康復(fù)對(duì)比，觀察基于常規(guī)康復(fù)的下肢康復(fù)機(jī)器人訓(xùn)練對(duì)患者腦功能重建的影響。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取2017年1月～2018年7月鄭州大學(xué)附屬鄭州中心醫(yī)院神經(jīng)康復(fù)科收治的缺血性腦卒中患者120例，采用信封隨機(jī)法分成觀察組和對(duì)照組，每組各60例。兩組患者年齡、發(fā)病時(shí)間、性別、患側(cè)等基線資料對(duì)比無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)(見(jiàn)表1)。本研究符合《世界醫(yī)學(xué)會(huì)赫爾辛基宣言》相關(guān)要求，并通過(guò)鄭州大學(xué)附屬鄭州中心醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)。

1.2 納入及排除標(biāo)準(zhǔn) 納入標(biāo)準(zhǔn)：(1)腦卒中診斷符合1995年第四屆腦血管病學(xué)術(shù)會(huì)議制定的《各類腦血管疾病診斷要點(diǎn)》診斷標(biāo)準(zhǔn)[9]；(2)經(jīng)頭部CT或MRI檢查確診為基底節(jié)區(qū)缺血性腦梗死，并證實(shí)首次發(fā)?。?3)年齡30～75歲，病程14～60 d，患者生命體征平穩(wěn)、意識(shí)清楚、能聽(tīng)從指令，單側(cè)肢體癱瘓；(4)在服用降壓藥的情況下血壓維持在150/90 mm Hg(1 mmHg=0．133 kPa)以下，無(wú)嚴(yán)重的心臟病史，無(wú)其他神經(jīng)系統(tǒng)疾??；(5)Ashworth評(píng)定，下肢<3級(jí)；(6)簽署知情同意書。

排除標(biāo)準(zhǔn)：(1)患有其他影響步行能力的神經(jīng)肌肉和骨關(guān)節(jié)疾病；(2)有嚴(yán)重的急慢性心瓣膜病、心肌病及其他器質(zhì)性心臟病患者；(3)腦出血、顱腦創(chuàng)傷及除基底節(jié)區(qū)損傷外的其他部位造成的偏癱患者；(4)有精神癥狀、聽(tīng)力障礙、言語(yǔ)表達(dá)障礙、認(rèn)知障礙者；(5)合并有嚴(yán)重的感染、呼吸衰竭、腎衰竭或癌癥等其他器官的器質(zhì)性病變患者；(6)精神病患者。

1.3 方法 兩組患者均予以常規(guī)抗血小板聚集、擴(kuò)張血管、穩(wěn)定斑塊、調(diào)整血壓及血糖等腦血管病二級(jí)預(yù)防治療。

1.3.1 對(duì)照組 患者實(shí)施常規(guī)康復(fù)訓(xùn)練，主要包括運(yùn)動(dòng)治療、作業(yè)治療、物理因子治療、針灸治療等，運(yùn)動(dòng)治療主要以四大神經(jīng)發(fā)育療法為主(Brunnstrom技術(shù)、Bobath技術(shù)、PNF技術(shù)、Rood技術(shù))，主要治療包括：被動(dòng)關(guān)節(jié)活動(dòng)訓(xùn)練、肌力訓(xùn)練、牽伸訓(xùn)練、主動(dòng)控制訓(xùn)練、轉(zhuǎn)移能力訓(xùn)練、平衡功能訓(xùn)練、步行功能訓(xùn)練等，30 min/次，5次/w，4 w為1個(gè)療程，共2個(gè)療程。

1.3.2 觀察組 患者實(shí)施基于常規(guī)康復(fù)的下肢康復(fù)機(jī)器人訓(xùn)練，常規(guī)康復(fù)訓(xùn)練同對(duì)照組，下肢康復(fù)機(jī)器人訓(xùn)練采用廣州一康醫(yī)療設(shè)備實(shí)業(yè)有限公司生產(chǎn)的A3-步態(tài)訓(xùn)練與評(píng)估系統(tǒng)。進(jìn)行下肢康復(fù)機(jī)器人訓(xùn)練前先測(cè)量腿部長(zhǎng)短，調(diào)節(jié)機(jī)器人裝置及綁帶尺寸，將機(jī)器人與患者綁定，打開開關(guān)，預(yù)熱1 min后，進(jìn)入操作界面，根據(jù)患者身體狀況選擇站立角度、踏步模式(單腿/雙腿)、左/右腿活動(dòng)范圍(0～25°)，步頻20～30 步/min，30 min/次，5次/w，4w為1個(gè)療程，共2個(gè)療程。

1.4 觀察指標(biāo)(1)采用步態(tài)分析系統(tǒng)測(cè)量對(duì)比治療前后兩組步速、步頻、左右步幅差；(2)治療前、治療后兩組進(jìn)行腦電圖測(cè)量、顱腦彌散張量成像(Diffusion tensor imaging，DTI)檢查。步態(tài)分析采用全身三維步態(tài)與運(yùn)動(dòng)分析系統(tǒng)(江蘇德長(zhǎng)醫(yī)療科技有限公司)，記錄1 min患者平地步行情況，用測(cè)量軟件綜合分析，取平均值分別計(jì)算兩組患者步速、步頻、左右步幅差。腦電圖測(cè)量采用Solar 3000N神經(jīng)中央監(jiān)護(hù)分析系統(tǒng)(北京太陽(yáng)科技有限公司)，按照國(guó)際10～20標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)放置盤狀電極，選擇16導(dǎo)單極導(dǎo)聯(lián)記錄。放置電極包括 Fp1、Fp2、F3、F4、F7、F8、T3、T4、T5、T6、C3、C4、P3、P4、O1、O2，A1、A2為耳電極，GND為參考電極。腦電圖記錄時(shí)間2 h，結(jié)束后存儲(chǔ)腦電圖及錄像，選擇無(wú)偽跡波段進(jìn)行采樣，波段不少于3 min，以 10s 為一個(gè)采樣單元，用腦電圖監(jiān)護(hù)儀自帶腦功能波譜分析對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，按頻帶分布取各電極總數(shù)的平均值為所得數(shù)據(jù)，最終計(jì)算出兩組患者治療前、后的δ/α值(DAR)和腦對(duì)稱指數(shù)(Brain symmetry index，BSI)。腦電圖頻段劃分標(biāo)準(zhǔn)：α波(8.0～13.9 Hz)、β波(14.0～30.0 Hz)。θ波(4.0～7.9 Hz)、δ波(1.0～3.9 Hz)。DTI檢查采用Siemens Magnetom Skyra 3.0 T 磁共振掃描機(jī)，采用標(biāo)準(zhǔn)20通道頭頸聯(lián)合線圈。DTI序列掃描參數(shù)：數(shù)據(jù)采集使用單次激發(fā)自旋回波平面成像(SE-EPI)序列，掃描參數(shù)為：TR/TE=5500 ms/92 ms，翻轉(zhuǎn)角 90°，層厚 3 mm，層間隔 0 mm，層數(shù)為40 層，F(xiàn)OV：240 mm×128 mm×240 mm，矩陣：128 mm×128 mm，體素：大小為1.8 mm×1.8 mm×3.0 mm。每層采集 20個(gè)方向，激發(fā)次數(shù)為 1，b值選取0 s/mm2和1000s/mm2，帶寬1562Hz/Px，信噪比1.0，掃描時(shí)間 7 min 43 s。DTI數(shù)據(jù)在西門子多模態(tài)后處理工作站進(jìn)行處理，由放射科專職醫(yī)師在處理后圖像的病灶側(cè)中央、邊緣及對(duì)側(cè)相應(yīng)正常腦區(qū)共選取4處感興趣區(qū)，面積均為10 mm2，分別測(cè)量病灶側(cè)及對(duì)側(cè)感興趣區(qū)的各向異性分?jǐn)?shù)(Fractional anisotropy，F(xiàn)A)值，并分別計(jì)算患側(cè)和健側(cè)平均值。

2 結(jié) 果

2.1 步速、步頻、左右步幅差 治療前兩組步速、步頻、左右步幅差對(duì)比，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，治療后觀察組步速、步頻高于對(duì)照組，左右步幅差低于對(duì)照組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)(見(jiàn)表2)。

2.2 腦電圖結(jié)果 兩組患者治療前DAR值、BSI值比較差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)；對(duì)照組患者治療后與治療前比較DAR值、BSI值均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義上的差異(P>0.05)；觀察組患者治療后DAR值、BSI值與治療前比較均降低，且差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，與對(duì)照組相比，觀察組患者治療后DAR值、BSI值均降低，且差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)(見(jiàn)表3)。

2.3 顱腦DTI檢查FA值比較 兩組患者治療前健側(cè)FA值與患側(cè)FA值比較差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)治療后觀察組患者健側(cè)FA值較對(duì)照組明顯提高，且差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)；治療后對(duì)照組患者健側(cè)FA值、患側(cè)FA值較治療前均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義上的差異(P>0.05)。治療后觀察組患者健側(cè)FA值較治療前提高，且差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)(見(jiàn)表4)。

表1 兩組基線資料對(duì)比

表2 兩組步速、步頻、左右步幅差對(duì)比

表3 兩組患者腦電圖DAR值、BSI值對(duì)比

表4 兩組患者腦電圖DAR值、BSI值對(duì)比

3 討 論

腦卒中后下肢功能障礙的康復(fù)主要集中在步行功能的恢復(fù)，步行訓(xùn)練是下肢康復(fù)訓(xùn)練的重要方法。重復(fù)性模擬地面自然行走步態(tài)并獲得正確本體感覺(jué)及外部感覺(jué)反饋是步行訓(xùn)練取得良好效果的關(guān)鍵[10]。但是治療師的耐力和訓(xùn)練方法并不能長(zhǎng)時(shí)間維持在同一水準(zhǔn)，同時(shí)，治療師之間的治療水平并不一致，因此，人工輔助步行訓(xùn)練的長(zhǎng)時(shí)間重復(fù)性和不同患者的訓(xùn)練效果會(huì)受到一定的限制[11]。與人工輔助步行訓(xùn)練相比，下肢康復(fù)機(jī)器人可以在一定程度上代替治療師的勞作，提供持續(xù)的，不間斷的康復(fù)訓(xùn)練，沒(méi)有身體上的負(fù)擔(dān)，沒(méi)有時(shí)間上的限制。此外，機(jī)器人能夠獲得和記錄數(shù)據(jù)，如位置，速度，交互力，或生物信號(hào)與各種傳感器。該定量數(shù)據(jù)可用于進(jìn)一步的離線分析，從而對(duì)患者的康復(fù)情況進(jìn)行客觀評(píng)價(jià)[11，12]，甚至可用于機(jī)器人適應(yīng)患者當(dāng)前狀態(tài)的行為[13，14]。

在既往的多數(shù)研究中已表明，下肢康復(fù)機(jī)器人訓(xùn)練對(duì)于亞急性期或慢性期腦卒中患者的康復(fù)應(yīng)用不僅是安全的[15]、低成本的，而且也能夠提高患者的步行功能、平衡功能和日常生活能力，特別是對(duì)于慢性期的患者步行速度和步行耐力的提高效果更好[4，6，16]。本研究顯示，治療后觀察組步速、步頻高于對(duì)照組，左右步幅差低于對(duì)照組(P<0.05)，提示對(duì)缺血性腦卒中患者實(shí)施基于常規(guī)康復(fù)的下肢機(jī)器人康復(fù)訓(xùn)練，可改善患者步行能力。這一結(jié)論與既往的研究結(jié)果相一致。

然而，下肢運(yùn)動(dòng)功能恢復(fù)除了下肢肌肉、關(guān)節(jié)功能的恢復(fù)之外，仍有賴于上運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元的調(diào)控[7]。腦卒中可造成運(yùn)動(dòng)中樞損傷，阻礙軀體感覺(jué)傳入，影響運(yùn)動(dòng)的產(chǎn)生與調(diào)節(jié)能力。而大腦具有可塑性，受經(jīng)驗(yàn)及外界環(huán)境作用可塑造大腦功能與結(jié)構(gòu)，通過(guò)特定、重復(fù)的訓(xùn)練活動(dòng)可使重組大腦接受反復(fù)刺激，學(xué)習(xí)并存儲(chǔ)正確運(yùn)動(dòng)模式，重建腦功能。下肢康復(fù)訓(xùn)練可促進(jìn)中樞神經(jīng)結(jié)構(gòu)修復(fù)、功能重組，恢復(fù)中樞神經(jīng)功能。大鼠試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，早期運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練可改變局灶性腦缺血大鼠健腦突觸界面結(jié)構(gòu)，促使突觸長(zhǎng)時(shí)程增強(qiáng)，上調(diào)大鼠梗死灶對(duì)側(cè)海馬區(qū)神經(jīng)元N-甲基-D-天冬氨酸受體功能，恢復(fù)腦缺血大鼠學(xué)習(xí)記憶功能，康復(fù)訓(xùn)練能加快建立腦側(cè)支循環(huán)，促進(jìn)病灶周圍組織重塑，發(fā)揮腦可塑性，并能增加相應(yīng)皮質(zhì)區(qū)血流量，為神經(jīng)元再生重塑創(chuàng)造良好環(huán)境[17]。下肢康復(fù)機(jī)器人訓(xùn)練可增加訓(xùn)練密度，保持康復(fù)訓(xùn)練的穩(wěn)定性、科學(xué)性，持續(xù)刺激下肢運(yùn)動(dòng)神經(jīng)、感覺(jué)神經(jīng)，并傳導(dǎo)運(yùn)動(dòng)中樞，對(duì)其產(chǎn)生刺激，應(yīng)該能夠促進(jìn)中樞神經(jīng)功能重建。本研究采用腦電圖數(shù)據(jù)中DAR比值和腦對(duì)稱指數(shù)(BSI)來(lái)對(duì)腦卒中康復(fù)后中樞神經(jīng)的放電興奮性進(jìn)行定量分析，并應(yīng)用頭部磁共振彌散張量成像來(lái)重建神經(jīng)纖維束，計(jì)算各向異性分?jǐn)?shù)即FA值，來(lái)定量衡量神經(jīng)纖維束的恢復(fù)情況，從而對(duì)比觀察基于常規(guī)康復(fù)的下肢康復(fù)機(jī)器訓(xùn)練與只進(jìn)行常規(guī)康復(fù)后患者的腦功能變化。研究表明[18]DAR值是判斷神經(jīng)損傷和預(yù)后的重要指標(biāo)，在缺血性卒中患者的病情及預(yù)后評(píng)估方面有著較高的準(zhǔn)確度和特異性；腦對(duì)稱指數(shù)是中樞神經(jīng)恢復(fù)的重要指標(biāo)，代表左右大腦半球功率譜的差異，能夠量化評(píng)估兩側(cè)半球在頻率分布和波幅大小方面的差異，也就是傳統(tǒng)腦電圖所說(shuō)的左、右大腦半球?qū)?lián)的對(duì)稱性，它的變化范圍是0-1，值越小表示對(duì)稱性越好，值越大表示差異性越大[19]。而神經(jīng)纖維束，特別是皮質(zhì)脊髓束是隨意運(yùn)動(dòng)的重要傳導(dǎo)通路，定量分析FA 值能夠直觀判斷神經(jīng)纖維束的恢復(fù)情況[20，21]。研究結(jié)果顯示：經(jīng)過(guò)8 w，共兩個(gè)療程的康復(fù)訓(xùn)練，觀察組患者腦電圖DAR值不僅較治療前降低(P<0.05)，而且與對(duì)照組比較同樣降低(P<0.05)，同時(shí)觀察組BSI值在治療后與治療前比較明顯降低(P<0.05)，與對(duì)照組比較也顯著降低(P<0.05)。由此可見(jiàn)，與單獨(dú)進(jìn)行常規(guī)康復(fù)訓(xùn)練相比，下肢康復(fù)機(jī)器人訓(xùn)練能夠更好的提高中樞神經(jīng)的興奮性，提高損傷大腦的腦電頻率，從而促進(jìn)腦電網(wǎng)絡(luò)的重組，最終改善雙側(cè)大腦功能的對(duì)稱性，促進(jìn)腦功能的恢復(fù)。而DTI結(jié)果顯示，兩組患者患側(cè)大腦FA值治療前、后無(wú)明顯差異(P>0.05)，而健側(cè)大腦FA值治療后較治療前有所提高(P<0.05)，且與對(duì)照組相比也有提高(P<0.05)。根據(jù)研究結(jié)果分析：雖然目前研究發(fā)現(xiàn)中樞神經(jīng)在一定程度上可以再生重組[22]，但是，神經(jīng)生長(zhǎng)速度緩慢，隨著時(shí)間的推移，損傷的神經(jīng)周圍內(nèi)環(huán)境及本身出現(xiàn)變化使中樞神經(jīng)的修復(fù)是有限的，因此，兩組患者患側(cè)FA值在短時(shí)間內(nèi)并沒(méi)有明顯差異。而雙側(cè)大腦半球又有著密切的聯(lián)系，當(dāng)新生的神經(jīng)不足以修復(fù)損傷的神經(jīng)，后期運(yùn)動(dòng)功能的恢復(fù)可能就主要靠健側(cè)大腦神經(jīng)的代償。研究的數(shù)據(jù)也表明，患者腦電的逐漸活躍、大腦對(duì)稱指數(shù)的改善可能與患側(cè)大腦功能的恢復(fù)有關(guān)，而健側(cè)大腦FA值的提高關(guān)鍵在于基于常規(guī)康復(fù)的下肢康復(fù)機(jī)器人訓(xùn)練增強(qiáng)了健側(cè)大腦的代償作用。

綜上所述，基于常規(guī)康復(fù)的下肢機(jī)器人康復(fù)訓(xùn)練能夠提高缺血性腦卒中患者下肢運(yùn)動(dòng)功能，改善患者的步行能力，促進(jìn)患者腦損傷后腦功能的重建。本研究不足之處，樣本均選自本醫(yī)院，納入觀察的樣本偏少，雖然康復(fù)時(shí)間有近2 m，但是按照中樞神經(jīng)恢復(fù)的理論，觀察時(shí)間仍然較短，在特定的時(shí)間內(nèi)中樞神經(jīng)的變化可能并不會(huì)很大，且沒(méi)有進(jìn)行后期隨訪，仍有待進(jìn)一步研究。