張 沖 覃美相

(1 廣西中醫(yī)藥大學(xué)第一附屬醫(yī)院，廣西南寧市 530023；2 廣西中醫(yī)藥大學(xué)第一臨床醫(yī)學(xué)院，廣西南寧市 530001)

下肢步態(tài)康復(fù)機器人是針對下肢運動障礙的患者所研發(fā)的，以鍛煉下肢肌肉，恢復(fù)神經(jīng)系統(tǒng)，提升患者行走能力，或?qū)崿F(xiàn)患者正常行走為目的的一種訓(xùn)練機器[1]。隨著社會人口年齡結(jié)構(gòu)的改變，老齡化社會現(xiàn)象越趨明顯，而相應(yīng)的老年人口的患病率(如腦血管意外、帕金森病、周圍神經(jīng)病變等)亦隨之上升。調(diào)查[2-4]發(fā)現(xiàn)，腦血管疾病死亡率位居國內(nèi)疾病死亡率的第一位，我國每年約有800萬人患腦血管疾病，其中超過150萬患者因此死亡，部分經(jīng)搶救存活的患者約75%會伴有不同部位、不同程度的功能障礙，其中下肢功能障礙占比最高。此外，隨著經(jīng)濟社會的發(fā)展，汽車、摩托車等交通工具的普及和使用，使得交通意外事件導(dǎo)致的傷殘率不斷上升[5-6]。由此帶來的損害嚴(yán)重影響了患者的生存質(zhì)量，并加重了家庭經(jīng)濟負(fù)擔(dān)。為解決此類負(fù)性疾病和意外事件所導(dǎo)致的下肢功能障礙，臨床康復(fù)治療師指導(dǎo)的康復(fù)訓(xùn)練及機器人康復(fù)訓(xùn)練在近年得到迅速發(fā)展，而由于康復(fù)治療師個人水平及體格、力量等客觀條件的影響，治療和訓(xùn)練或存在個體差異。下肢康復(fù)訓(xùn)練機器人因具有規(guī)范權(quán)衡，可以最大限度地消除個體差異，保證患者被動活動的質(zhì)量，甚至能幫助患者在減輕肩荷的狀況下模擬正確行走方式等作用而備受重視[7]。

1 Lokomat步行康復(fù)訓(xùn)練機器人

Lokomat步行康復(fù)訓(xùn)練機器人于1990年由國外多所大學(xué)聯(lián)合研制，擁有主動和被動兩種訓(xùn)練模式，可供不同的訓(xùn)練對象調(diào)整不同的訓(xùn)練模式。在下肢步行訓(xùn)練機器人的輔助下，患者的步行訓(xùn)練時間和質(zhì)量可以得到明顯的提高。Lokomat的主動控制策略[8-10]能調(diào)動患者主動訓(xùn)練的積極性，通過自主適應(yīng)操控、力/位混合操控、阻抗協(xié)同控制等將患者的主動訓(xùn)練步態(tài)變得更加智能化[11]。同時，設(shè)備采用了生物實時反饋系統(tǒng)，有效保障患者在使用機器人訓(xùn)練中各項指標(biāo)的及時反饋，提高了訓(xùn)練的安全性，大大提升了患者主動治療的積極性。Lokomat康復(fù)訓(xùn)練機器人比傳統(tǒng)康復(fù)療法更持久和更有效地為患者提供運動訓(xùn)練，且Lokomat康復(fù)訓(xùn)練機器人能在訓(xùn)練過程中提供客觀反饋，使得治療師可以對治療方案進行隨時調(diào)整，有效提高了康復(fù)效果[12]。Nam等[13]研究發(fā)現(xiàn)Lokomat康復(fù)訓(xùn)練機器人能有效改善患者行走姿態(tài)，提高患者軀體及下肢的運動功能。Bonnyaud等[14]研究指出，Lokomat康復(fù)訓(xùn)練機器人能有效改善下肢功能障礙患者的膝關(guān)節(jié)運動功能及下肢肌力、步態(tài)等。王輝等[15]將58例不完全性脊髓損傷患者分為兩組，各29例。在采用常規(guī)康復(fù)治療的基礎(chǔ)上，對照組予Lokomat下肢康復(fù)機器人步行訓(xùn)練，觀察組采用Lokomat步行康復(fù)訓(xùn)練機器人聯(lián)合運動想象治療，觀察治療前、治療4周、8周后兩組患者的下肢運動功能、平衡功能、步行能力和日常生活活動能力的變化，結(jié)果發(fā)現(xiàn)兩組下肢運動功能評分、Berg平衡量表、脊髓損傷步行指數(shù)Ⅱ和改良Barthel指數(shù)量表評分均較治療前明顯改善，治療8周的療效優(yōu)于治療4周，且觀察組的上述指標(biāo)優(yōu)于對照組(均P<0.05)。證實了Lokomat步行康復(fù)訓(xùn)練機器人聯(lián)合運動想象治療能有效改善不完全性脊髓損傷患者下肢運動功能、平衡功能、步行能力和日常生活活動能力。郝正瑋等[16]采用隨機對照原則將40例缺血性腦卒中偏癱患者分為兩組，每組20例，治療組采用Lokomat康復(fù)訓(xùn)練機器人聯(lián)合常規(guī)康復(fù)訓(xùn)練治療，對照組僅采用常規(guī)康復(fù)治療，均在治療前、治療5周后及治療10周后采用Fugl-Meyer下肢運動評分、關(guān)節(jié)活動度作為評估指標(biāo)進行比較，結(jié)果治療后兩組患者偏癱側(cè)Fugl-Meyer下肢運動評分、關(guān)節(jié)活動度均較治療前明顯改善(均P<0.05)，且治療組的改善幅度較顯著，與對照組比較，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。說明Lokomat步行康復(fù)訓(xùn)練機器人能明顯改善恢復(fù)期偏癱患者的下肢功能。

2 Lokohelp步行康復(fù)訓(xùn)練機器人

Lokohelp機器人具備讓患者主動步行的能力，可主動觸發(fā)膝關(guān)節(jié)伸展。Lokohelp機器人的矯形器安裝在跑步機步態(tài)訓(xùn)練器上，傾斜跑臺的設(shè)計可促進髖關(guān)節(jié)牽拉，并且利用杠桿軌道來模擬步態(tài)，在機體結(jié)構(gòu)角度更有利于激活步態(tài)[17]。另外，訓(xùn)練器具備正常的踝足矯形運動模式，其感應(yīng)系統(tǒng)能有效防止患者訓(xùn)練時出現(xiàn)腿部突然無力而產(chǎn)生的傾倒，其有效合理的設(shè)計易于被患者接受[18-19]。研究發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過Lokohelp機器人訓(xùn)練后，患者步行過程中患肢負(fù)重時間延長，重心轉(zhuǎn)移順暢度增加，在功能性步行量表評估中，6 min內(nèi)步行距離明顯增加，以及步行10 m所需要的時間有所減少[20]。Lokohelp機器人能夠減少腦卒中患者行走時身體重量對腿部的負(fù)荷，提高步行穩(wěn)定性，改善下肢伸肌協(xié)同運動，并且能避免足下垂、內(nèi)翻等異常步態(tài)的出現(xiàn)[21-22]。另外，Lokohelp機器人又具備微調(diào)功能，能夠保持踝關(guān)節(jié)穩(wěn)定性，矯正足下垂，調(diào)節(jié)患者關(guān)節(jié)活動度、關(guān)節(jié)偏移范圍，降低步行能量的消耗，幫助患者高質(zhì)量地完成步行訓(xùn)練，促進患者康復(fù)。有學(xué)者[23]在常規(guī)治療的基礎(chǔ)上，采用Lokohelp機器人對腦卒中偏癱患者進行康復(fù)訓(xùn)練治療，發(fā)現(xiàn)機器人康復(fù)訓(xùn)練可以有效改善患肢運動的獨立性、協(xié)調(diào)性，提高下肢運動功能，改善患者的日常生活能力及生命質(zhì)量。亦有學(xué)者[24]認(rèn)為，在常規(guī)康復(fù)訓(xùn)練的基礎(chǔ)上加入Lokohelp機器人進行康復(fù)治療，可以使患者步長、步頻、步速增加，從而改善步行能力和平衡功能。田強元等[25]將100例腦卒中偏癱下肢運動功能障礙患者隨機分成對照組和觀察組，各50例，對照組采用傳統(tǒng)治療師輔助步行功能訓(xùn)練，觀察組采用Lokohelp機器人行功能訓(xùn)練，療程6周。治療前后采用Fugl-Meyer評測法評定下肢運動功能及運動質(zhì)量，采用功能性步行分級評定行走能力，采用Berg平衡量表評定下肢平衡能力，應(yīng)用美國步態(tài)分析系統(tǒng)測定步長、步頻、步速。與治療前比較，兩組患者治療后Fugl-Meyer評分和Berg平衡量表評分及步長、步頻、步速均明顯增加(均P<0.05)，表明Lokohelp機器人能使腦卒中偏癱患者下肢運動功能得到恢復(fù)，能夠改善其平衡功能，提高步行能力。

3 國內(nèi)下肢訓(xùn)練康復(fù)機器人研究狀況

國內(nèi)自主研發(fā)的下肢步態(tài)訓(xùn)練康復(fù)機器人以廣州一康公司生產(chǎn)的下肢反饋訓(xùn)練系統(tǒng)為代表。其中A1下肢康復(fù)機器人是基于神經(jīng)可塑性原理，通過患者持續(xù)步行訓(xùn)練，達到步行模式的輸入以及分離運動誘導(dǎo)等治療效果，適用于行走或移動功能不健全的患者，偏重于患者的早期康復(fù)訓(xùn)練。A1高仿真地模擬正常生理步態(tài)，根據(jù)患者的情況調(diào)整站立角度，達到減重狀態(tài)下的踏步訓(xùn)練。研究[26]發(fā)現(xiàn)，在常規(guī)藥物及康復(fù)治療的基礎(chǔ)上，使用廣州一康公司生產(chǎn)的下肢康復(fù)機器人進行康復(fù)訓(xùn)練，可以使腦卒中患者在早期不具有足夠承重和保持平衡能力的情況下進行直立的步行訓(xùn)練，在一定程度上有效地減少肌肉張力的亢進，是一種安全可靠的適用于腦卒中患者的早期訓(xùn)練方法。歐陽玉娟等[27]將60例偏癱患者隨機分為治療組和對照組，每組30例，治療組應(yīng)用康復(fù)訓(xùn)練機器人結(jié)合常規(guī)康復(fù)訓(xùn)練治療，對照組采用常規(guī)康復(fù)訓(xùn)練治療，治療前和治療后兩組均采用Berg平衡量表評定平衡功能、用功能性步行分級評定步行能力，發(fā)現(xiàn)治療后治療組各項評分與對照組相比，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(均P<0.05)，說明康復(fù)機器人可以改善偏癱患者的軀體步態(tài)。有學(xué)者[28]采用隨機對照法觀察下肢康復(fù)機器人輔助步態(tài)訓(xùn)練與常規(guī)物理治療對腦卒中患者偏癱側(cè)膝關(guān)節(jié)本體感覺影響的差異性。將29例腦卒中恢復(fù)期偏癱患者，按隨機數(shù)字表法分為下肢康復(fù)機器人治療組(15例)和對照組(14例)，對照組接受常規(guī)物理治療，治療組在常規(guī)物理治療的基礎(chǔ)上增加下肢康復(fù)機器人訓(xùn)練。兩組患者均于治療前及治療3周后應(yīng)用被動定位、復(fù)位、運動變化閾值的方法測量偏癱側(cè)膝關(guān)節(jié)本體感覺位置覺、運動覺,站立位前伸試驗、軀干平衡量表測試平衡功能，結(jié)果發(fā)現(xiàn)下肢康復(fù)機器人輔助步態(tài)訓(xùn)練能顯著改善腦卒中患者偏癱側(cè)膝關(guān)節(jié)本體感覺及平衡功能,對改善肢體功能、提高患者生存質(zhì)量具有重要意義。高春華等[29-30]學(xué)者認(rèn)為，在常規(guī)運動療法的基礎(chǔ)上，使用廣州一康公司生產(chǎn)的下肢康復(fù)機器人，能提高腦卒中患者下肢運動功能、平衡功能及步行能力，且優(yōu)于單一康復(fù)訓(xùn)練，若能結(jié)合運動想象療法，則效果更佳。

4 其他下肢訓(xùn)練康復(fù)機器人

高強[31]將50例腦卒中偏癱患者隨機分為觀察組與對照組，各25例，觀察組在常規(guī)康復(fù)訓(xùn)練基礎(chǔ)上采用浙江省嘉興學(xué)院附屬第二醫(yī)院、浙江大學(xué)邵逸夫醫(yī)院、廣州章和電器共同研發(fā)的下肢康復(fù)機器人系統(tǒng)(AVATAR-02型)進行訓(xùn)練并結(jié)合高壓氧治療，對照組僅行早期常規(guī)康復(fù)訓(xùn)練。兩組均連續(xù)訓(xùn)練6周，治療前后分別采用Berg平衡量表、下肢簡式Fugl-Meyer運動評分、Holden步行能力分級量表觀察兩組患者的前后平衡功能、下肢運動功能、步行能力，結(jié)果發(fā)現(xiàn)高壓氧結(jié)合下肢康復(fù)機器人康復(fù)訓(xùn)練治療在提高患者下肢步行能力上的療效比常規(guī)康復(fù)治療更優(yōu)。李正宇等[32]在常規(guī)康復(fù)治療的基礎(chǔ)上，使用常州友邦醫(yī)療公司生產(chǎn)的下肢康復(fù)機器人進行聯(lián)合康復(fù)訓(xùn)練治療，發(fā)現(xiàn)此治療方式可以改善患者下肢的運動功能。盧利萍等[33]針對首發(fā)腦卒中偏癱患者，使用日本安川電機有限公司的下肢康復(fù)機器人結(jié)合常規(guī)基礎(chǔ)康復(fù)治療，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，較早的康復(fù)訓(xùn)練及有效的機器人結(jié)合治療，可以有效地對抗下肢的伸肌模式，提高下肢肢體的運動功能，從而提高患者的站立位平衡功能、步行能力，進一步提高日常生活活動能力，減輕患者的殘疾程度，使其最大限度地回歸社會。

5 小 結(jié)

綜上所述，腦血管病變及腦外傷引起的神經(jīng)功能損害是現(xiàn)今社會面臨的重大健康問題，合理的康復(fù)訓(xùn)練是提高肢體偏癱及功能障礙患者生命質(zhì)量的有效途徑?？祻?fù)訓(xùn)練機器人的有效應(yīng)用在一定程度上突破了康復(fù)治療師在指導(dǎo)治療中受個人主觀條件影響的瓶頸，較大程度上促進了康復(fù)醫(yī)學(xué)的發(fā)展。目前，我國下肢步態(tài)康復(fù)訓(xùn)練機器人的臨床應(yīng)用較廣泛，使用國外生產(chǎn)的機器人占比較高，而器械的規(guī)范性和選擇性尚未形成有效統(tǒng)一。當(dāng)前研究主要以觀察患者的功能改善情況為主，對于訓(xùn)練時間段、訓(xùn)練時間長短與功能改善程度關(guān)系的研究仍缺乏。作為國內(nèi)康復(fù)醫(yī)學(xué)學(xué)者，我們應(yīng)將更多的精力投入到國產(chǎn)下肢步態(tài)訓(xùn)練康復(fù)機器人的研發(fā)與臨床應(yīng)用中，提高本土的康復(fù)設(shè)備研制能力以及康復(fù)技術(shù)研究能力，從而縮小中國康復(fù)技術(shù)與國際領(lǐng)先水平的差距；并將康復(fù)干預(yù)時間、干預(yù)時間長短納入研究中，建立健全肢體功能障礙患者康復(fù)的訓(xùn)練模式。