林在龍 傅雄偉 余朝偉 李輝 李巖 傅建明 孫亞 李小龍 柏和風(fēng)

帕金森病（Parkinson's disease,PD）是一種極易導(dǎo)致中老年人步行功能障礙的神經(jīng)系統(tǒng)變性疾病，癥狀特點為靜止性震顫、動作遲緩、肌強(qiáng)直、姿勢障礙等[1]。我國65歲以上人群總體患病率為1 700/10萬[2]，且發(fā)病率隨年齡增長呈上升趨勢，給家庭和社會帶來沉重負(fù)擔(dān)。2015年國際運(yùn)動障礙協(xié)會發(fā)布的帕金森病診斷標(biāo)準(zhǔn)[3]，將帕金森病的臨床癥狀分為運(yùn)動癥狀和非運(yùn)動癥狀，在運(yùn)動癥狀中異常步態(tài)表現(xiàn)為步行時上肢擺動減少，拖曳步態(tài)、慌張步態(tài)、站立及翻身困難。姿勢控制能力的下降，使得帕金森病患者運(yùn)動過程中軀干搖擺增加，姿勢動作不協(xié)調(diào)，加重下肢異常步態(tài)，這也成為此類患者高危跌倒因素之一[4]，有研究顯示約64%的帕金森病患者存在跌倒風(fēng)險[5]。因此改善帕金森病患者平衡功能和下肢運(yùn)動功能，提高其步行能力顯得尤為重要。

傳統(tǒng)帕金森病康復(fù)以藥物治療、運(yùn)動體操和肌力訓(xùn)練為主[6]，運(yùn)動訓(xùn)練容易受外界干擾，康復(fù)機(jī)器人訓(xùn)練則可以有效控制訓(xùn)練時周圍環(huán)境對患者的影響，模塊化訓(xùn)練方案，量化訓(xùn)練強(qiáng)度，輔助患者專注訓(xùn)練。目前，通過機(jī)器人訓(xùn)練對帕金森病患者平衡功能和步行能力的相關(guān)影響研究較少，故本研究旨在探討下肢康復(fù)機(jī)器人結(jié)合虛擬現(xiàn)實訓(xùn)練對帕金森病患者平衡功能和步行能力的影響。

1 對象和方法

1.1 研究對象 選取2018年3月至2019年10月嘉興市第二醫(yī)院康復(fù)醫(yī)學(xué)中心收治的帕金森病患者32例作為研究對象，采用常規(guī)康復(fù)訓(xùn)練+Flexbot下肢康復(fù)機(jī)器人結(jié)合虛擬現(xiàn)實訓(xùn)練的16例作為實驗組，僅采用常規(guī)康復(fù)訓(xùn)練的16例作為對照組。兩組患者一般資料比較差異均無統(tǒng)計學(xué)意義（均P＞0.05），見表1。納入標(biāo)準(zhǔn)：（1）根據(jù)2016年中國帕金森病診斷標(biāo)準(zhǔn)[7]臨床診斷為 PD；（2）Hoehn-Yahr帕金森病分級為 1～3 級；（3）簡易精神狀況量表（mini-mental state examination，MMSE）確認(rèn)無認(rèn)知功能障礙，視覺、聽覺正常；（4）患者均有相同或相近用藥史。排除標(biāo)準(zhǔn)：（1）存在影響步態(tài)的其他神經(jīng)系統(tǒng)疾?。唬?）患有繼發(fā)性帕金森病綜合征或合并認(rèn)知功能障礙；（3）伴有嚴(yán)重高血壓、血管疾病、心功能不全、骨關(guān)節(jié)系統(tǒng)疾病影響步行者；（4）用藥史存在差異，影響實驗準(zhǔn)確性。本研究經(jīng)本院醫(yī)學(xué)倫理委員會批準(zhǔn)，所有患者均知情同意。

表1 兩組患者一般資料比較

1.2 治療方法 對照組患者進(jìn)行常規(guī)康復(fù)訓(xùn)練：下肢及軀干肌群肌力訓(xùn)練、被動牽伸訓(xùn)練、坐站轉(zhuǎn)移訓(xùn)練、床輪椅轉(zhuǎn)移訓(xùn)練、跨步訓(xùn)練、平衡協(xié)調(diào)訓(xùn)練、步行訓(xùn)練指導(dǎo)等，每次 50 min，5 次/周，共 8 周。

實驗組患者每次進(jìn)行常規(guī)康復(fù)訓(xùn)練20 min，在此基礎(chǔ)上輔以30 min的Flexbot下肢康復(fù)機(jī)器人（上海璟和技創(chuàng)機(jī)器人有限公司）結(jié)合虛擬現(xiàn)實訓(xùn)練（圖1）：患者下肢佩戴Flexbot下肢康復(fù)機(jī)器人步態(tài)訓(xùn)練和評估系統(tǒng)。首先，患者仰臥位于機(jī)器人上方，固定患者下肢于機(jī)器人外骨骼機(jī)械腿中，穿戴減重腰帶并固定。后將機(jī)器人傾斜床從0°升起逐漸過渡到90°，給予患者減重（圖2）。機(jī)器人下肢外骨骼的左右髖關(guān)節(jié)和膝關(guān)節(jié)各內(nèi)置一個傳感器，傳感器實時感應(yīng)患者運(yùn)動過程中雙下肢運(yùn)動狀態(tài)，電腦將電信號轉(zhuǎn)換為曲線圖顯示在屏幕中[8]?；颊咂鹆⑼瓿珊?，通過電腦電視顯示屏的軟件設(shè)置運(yùn)動模式、步頻、步速、步長和時間等參數(shù)，完成運(yùn)動方案設(shè)置。該機(jī)器人模擬正常人步行運(yùn)動模式，引導(dǎo)患者完成正確步態(tài)周期，同時控制患者軀干、骨盆和下肢處于正確模式，將步行訓(xùn)練模式化標(biāo)準(zhǔn)化。實驗組患者每次訓(xùn)練時長共 50 min，5 次/周，共 8 周。

圖1 虛擬現(xiàn)實步行場景

圖2 Flexbot減重下肢康復(fù)機(jī)器人系統(tǒng)

1.3 評估方法 兩組患者治療前和治療后均采用：（1）“起立-行走”計時測試（TUGT）：測試前患者坐在帶有靠背的椅子上，背部接觸靠背。在離座椅3 m遠(yuǎn)的地面貼一條紅線；測試者提示測試開始，患者站起后沿著直線盡快向前走3 m，超過紅線后轉(zhuǎn)身，然后原路返回到椅子前，轉(zhuǎn)身坐下，等身體再次接觸靠背后測試結(jié)束；記錄患者站起時背部和椅背分離到坐下背部再次接觸靠背所用的時間作為測試的結(jié)果[9]。（2）步態(tài)分析：應(yīng)用廣州章和電氣的Gait watch步態(tài)分析系統(tǒng)對患者治療前后的步長、步頻、步速進(jìn)行評估。該系統(tǒng)包括7個三維運(yùn)動數(shù)據(jù)采集傳感器和裝有步態(tài)分析軟件的筆記本電腦。將傳感器固定在患者的骶骨、雙側(cè)股骨近端、雙側(cè)脛骨近端和雙側(cè)足背處，采集患者步行時骨盆、髖關(guān)節(jié)、膝關(guān)節(jié)、踝關(guān)節(jié)三維運(yùn)動數(shù)據(jù)并且傳輸?shù)杰浖羞M(jìn)行實時分析[10]。（3）Berg平衡量表（BBS）評分評價患者平衡能力。

1.4 統(tǒng)計學(xué)處理 采用SPSS 17.0統(tǒng)計軟件。計量資料以表示，組間比較采用兩獨(dú)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(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 兩組患者治療前后TUGT時間比較 兩組患者治療前TUGT時間比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）；治療后兩組TUGT時間較治療前均明顯下降，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（均P＜0.05），實驗組較對照組TUGT時間更少，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05），見表2。

表2 兩組患者治療前后TUGT時間比較（s）

2.2 兩組患者治療前后步長、步頻、步速比較 兩組患者治療前步長、步頻、步速比較差異均無統(tǒng)計學(xué)意義（均P＞0.05）；治療后步長、步頻、步速較治療前均明顯上升，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（均P＜0.05），實驗組較對照組步長、步頻、步速均更高，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（均P＜0.05），見表3。

表3 兩組患者治療前后各步態(tài)數(shù)據(jù)比較

2.3 兩組患者治療前后BBS評分比較 兩組患者治療前BBS評分比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）；兩組治療后BBS評分較治療前均明顯增高，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（均P＜0.05），實驗組較對照組BBS評分更高，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05），見表4。

表4 兩組患者治療前后BBS評分比較（分）

3 討論

帕金森病是一種神經(jīng)退行性疾病，多發(fā)于60歲以上人群。神經(jīng)退行性病變將直接導(dǎo)致中樞神經(jīng)系統(tǒng)對肢體控制能力減弱，使得帕金森病患者姿勢控制能力下降，表現(xiàn)為動作遲緩、靜止性震顫、動作遲緩、姿勢障礙等特點。姿勢控制障礙作為一種高度致殘癥狀且隨著帕金森病進(jìn)行性發(fā)展，嚴(yán)重影響了患者的平衡能力。通過平衡人體維持正常體位，是各種轉(zhuǎn)移動作和步行的前提條件[11]，帕金森病患者平衡能力下降使得轉(zhuǎn)移、步行過程中人體姿勢控制能力下降，跌倒風(fēng)險增加；另一方面因為畏懼跌倒發(fā)生，帕金森病患者活動減少，更加劇了其運(yùn)動功能障礙[12]。因此，改善帕金森病患者平衡能力，增強(qiáng)其對軀干以及四肢姿勢的控制，對提高其步行能力有著重要的作用。本研究證明Flexbot下肢康復(fù)機(jī)器人結(jié)合虛擬現(xiàn)實訓(xùn)練可以顯著改善帕金森病患者平衡功能和步行能力。治療前兩組患者的TUGT時間、BBS評分及Gait watch步態(tài)分析數(shù)據(jù)組間比較，差異均無統(tǒng)計學(xué)意義；治療8周后，發(fā)現(xiàn)實驗組及對照組患者TUGT時間、BBS評分、Gait watch步態(tài)分析數(shù)據(jù)均較治療前明顯改善；但是實驗組TUGT時間、BBS評分、Gait watch步態(tài)分析數(shù)據(jù)均明顯優(yōu)于對照組，差異具有統(tǒng)計學(xué)意義。由此可見Flexbot下肢康復(fù)機(jī)器人結(jié)合虛擬現(xiàn)實訓(xùn)練可顯著改善帕金森病患者平衡功能和步行能力，其治療效果優(yōu)于單純進(jìn)行常規(guī)康復(fù)訓(xùn)練。

研究表明，通過器械輔助訓(xùn)練、肢體功能訓(xùn)練、視聽覺刺激訓(xùn)練等均可以改善帕金森病患者的運(yùn)動功能。有學(xué)者發(fā)現(xiàn)通過視聽覺刺激提高患者注意力可以增加患者直線步行時的速度[13]。實驗組在Flexbot下肢康復(fù)機(jī)器人訓(xùn)練的過程中，融入了虛擬現(xiàn)實場景：通過顯示屏實時顯示虛擬步行場景（山地道路、城市街道），并加入金幣得分任務(wù)增加游戲體驗，同時播放舒緩的音樂使患者身臨其境。并且，Hall等[14]研究認(rèn)為焦慮、抑郁或雙任務(wù)狀態(tài)可誘發(fā)步行功能障礙，情感、認(rèn)知障礙也可能在此類患者步行功能障礙過程中發(fā)揮重要作用，因此本研究通過加入虛擬現(xiàn)實場景，增加患者在Flexbot下肢康復(fù)機(jī)器人訓(xùn)練過程中的趣味性，提高患者注意力。注意力提升有助于緩解帕金森病患者的焦慮、抑郁的發(fā)生，進(jìn)而提高患者依從性和主動性[15]，改善患者步行訓(xùn)練時的心理狀態(tài)，提高步行能力。

Flexbot下肢康復(fù)機(jī)器人輔助步行訓(xùn)練系統(tǒng)在臨床康復(fù)治療中已成熟應(yīng)用多年，這一系統(tǒng)包括減重、主被動輔助模式、下肢外骨骼固定、下肢關(guān)節(jié)傳感器信息傳輸、可調(diào)節(jié)角度的電動起立裝置?？烧{(diào)節(jié)的減重裝置聯(lián)合主被動訓(xùn)練模式設(shè)置，尤其適用于姿勢控制障礙步行啟動困難的帕金森病患者[16]。帕金森病患者在行走時出現(xiàn)瞬變性短暫停滯或起步困難，表現(xiàn)為短暫起步猶豫、邁步不能，患者感覺腳被粘在地面上，身體慣性前傾，整個過程可持續(xù)秒至數(shù)分鐘，分析原因可能是由于患者下肢肌肉不平衡，髖關(guān)節(jié)膝關(guān)節(jié)過度屈曲，踝關(guān)節(jié)跖屈導(dǎo)致廓清障礙以及平衡功能障礙[17]。Flexbot下肢康復(fù)機(jī)器人最突出的特點是可以對此類患者實施不同強(qiáng)度、高密度、重復(fù)性的步行訓(xùn)練。通過設(shè)定正常的步行參數(shù)包括步態(tài)周期、步速、步長，不斷重復(fù)個性化步行模式，強(qiáng)化髖膝踝外周感覺輸入[18]，同時配合虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)增強(qiáng)患者注意力，有助于刺激帕金森病患者“中樞模式發(fā)生器（CPG）”，髖膝踝感覺傳入后，CPG產(chǎn)生屈伸肌協(xié)同交替轉(zhuǎn)換的神經(jīng)節(jié)律沖動[19]，為帕金森病患者提供步行節(jié)律性啟動，提高上運(yùn)動神經(jīng)元損害患者的步行能力。平衡作為人體維持正常體位、完成各種轉(zhuǎn)移動作和步行的前提條件，通過正確運(yùn)動模式輸入、正常的感覺輸入（視覺、前庭系統(tǒng)和本體感覺系統(tǒng)）、中樞神經(jīng)系統(tǒng)的整合分析的綜合作用有助于帕金森病患者平衡功能改善[20]。

綜上所述，F(xiàn)lexbot下肢康復(fù)機(jī)器人依據(jù)帕金森病患者的個體差異調(diào)整訓(xùn)練方案，通過個性化的引導(dǎo)力幫助帕金森病患者以正確的運(yùn)動模式行走，同時運(yùn)用虛擬現(xiàn)實場景通過視聽覺刺激引導(dǎo)患者集中注意力參與步行訓(xùn)練能夠有效改善其平衡功能和步行能力。本研究也存在一定不足，受制于客觀因素，樣本量相對較少。Flexbot康復(fù)機(jī)器人作為目前一種熱門的康復(fù)訓(xùn)練方法正得到越來越多研究者的認(rèn)可，其對帕金森病康復(fù)的作用機(jī)制將會得到更進(jìn)一步研究。