孫亞 李巖 傅建明 姚云海 陸晶晶 金丹燕 林在龍 曾明 李輝

腦卒中后約20%～80%的患者存在肢體痙攣問題，且上肢較下肢更容易出現(xiàn)[1]。上肢痙攣常干擾患者主動運(yùn)動，并可能導(dǎo)致關(guān)節(jié)僵硬甚至畸形，嚴(yán)重阻礙了患者的運(yùn)動功能恢復(fù)[2-3]。目前，針對上肢痙攣臨床上常用的治療方法包括神經(jīng)促通技術(shù)、作業(yè)治療、牽伸技術(shù)等，但結(jié)果易受治療師技術(shù)水平和患者情緒狀態(tài)等因素影響，療效欠佳[3]。近年來，研究證實(shí)機(jī)器人輔助治療可促進(jìn)偏癱上肢的康復(fù)[4]，雙側(cè)上肢訓(xùn)練也被證明能促進(jìn)卒中患者大腦功能重組并提高其上肢運(yùn)動功能[5]。然而，鮮有研究者利用機(jī)器人輔助腦卒中患者進(jìn)行雙上肢聯(lián)動訓(xùn)練，通過此方法改善卒中后上肢痙攣的報(bào)道則更為少見。因此，本研究對腦卒中患者給予雙側(cè)聯(lián)動機(jī)器人訓(xùn)練，并采用改良Ashworth 量表（modified Ashworth scale，MAS）及等速測試儀分析其對患者上肢痙攣的影響，采用Fugl-Meyer 運(yùn)動功能評定上肢部分（Fugl-Meyer assessment upper extremity，F(xiàn)MA-UE）、改良Barthel 指數(shù)（modified Barthel index，MBI）探討該方法對患者上肢痙攣的療效，現(xiàn)報(bào)道如下。

1 對象和方法

1.1 對象 選取2020 年7 月至2021 年12 月在嘉興市第二醫(yī)院康復(fù)醫(yī)學(xué)中心住院的腦卒中上肢痙攣患者60 例為研究對象。納入標(biāo)準(zhǔn)：（1）符合《中國各類主要腦血管病診斷要點(diǎn)2019》診斷標(biāo)準(zhǔn)[6]，頭顱CT 或MRI檢查明確診斷為腦梗死或腦出血；（2）病灶為單側(cè)，病程≥2 周，病情穩(wěn)定；（3）年齡25～70 歲；（4）意識清楚，可配合評估治療，簡易精神狀態(tài)量表評分≥17 分；（5）只存在單側(cè)上肢痙攣，且MAS 在1～2 級。排除標(biāo)準(zhǔn)：（1）由骨關(guān)節(jié)系統(tǒng)、其他神經(jīng)系統(tǒng)等疾病引起的上肢功能障礙者；（2）存在上肢肩肘關(guān)節(jié)攣縮者；（3）伴有嚴(yán)重心、肝、腎、肺等重要臟器疾病，惡性腫瘤等；（4）近期有心肌梗死、心絞痛等限制運(yùn)動訓(xùn)練的合并癥；（5）存在物理因子治療的禁忌證，如內(nèi)置金屬支架、起搏器等；（6）存在嚴(yán)重上肢疼痛、麻木等感覺障礙者；（7）存在偏盲或單側(cè)空間忽略，視、聽覺障礙者；（8）近3 周內(nèi)接受抗痙攣藥物治療，近6 個月上肢接受肉毒素注射治療者。采用隨機(jī)數(shù)字表法將患者分為治療組30 例和對照組30 例。兩組患者性別、年齡、病程、偏癱側(cè)別、卒中類型比較差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＞0.05），見表1。本研究經(jīng)本院醫(yī)學(xué)倫理委員會審查通過（批準(zhǔn)文號：JXEY-2020SW038），所有患者或家屬均簽署知情同意書。

表1 兩組患者一般資料比較

1.2 治療方法 兩組患者均接受常規(guī)康復(fù)訓(xùn)練，包括運(yùn)動療法（肢體牽伸、神經(jīng)肌肉促通技術(shù)、運(yùn)動控制技術(shù)等）、物理因子治療（神經(jīng)肌肉電刺激治療、肢體氣壓治療等）及作業(yè)療法（傳統(tǒng)上肢作業(yè)活動訓(xùn)練及日常生活活動訓(xùn)練等），上述3 種治療均為45 min/次，1 次/d，5 d/周，共6 周。在此基礎(chǔ)上，對照組增加傳統(tǒng)上肢作業(yè)活動訓(xùn)練（滾筒訓(xùn)練、磨砂板訓(xùn)練、伸展夠物訓(xùn)練等），45 min/次，1 次/d，5 d/周，共6 周。治療組增加雙側(cè)聯(lián)動機(jī)器人訓(xùn)練45 min/次，1 次/d，5 d/周，共6 周。雙側(cè)聯(lián)動機(jī)器人訓(xùn)練采用雙上肢聯(lián)動機(jī)器人系統(tǒng)（嘉興市第二醫(yī)院與同濟(jì)大學(xué)浙江學(xué)院共同研發(fā)，型號：ULCOT-1），輔助患者進(jìn)行雙上肢同步運(yùn)動。該系統(tǒng)由智能控制主機(jī)、兩個機(jī)械臂、氣壓泵、可調(diào)節(jié)的封閉式氣壓傳動裝置（此裝置可調(diào)節(jié)封閉管內(nèi)氣壓值從而調(diào)整兩個機(jī)械臂之間力的傳遞）等組成。系統(tǒng)提供了抗痙攣訓(xùn)練模式，在患者肘關(guān)節(jié)進(jìn)行屈曲運(yùn)動時給予助力以充分減少屈肌的抗阻收縮。當(dāng)患者痙攣側(cè)上肢無法主動完成與健側(cè)同步的伸展運(yùn)動時，機(jī)器人系統(tǒng)通過氣壓傳動裝置將健側(cè)上肢的推力傳遞給患側(cè)，輔助其完成健側(cè)帶動患側(cè)的雙上肢對稱、同頻率、同時空的鏡像運(yùn)動。機(jī)器人系統(tǒng)根據(jù)患側(cè)上肢肌力情況循序漸進(jìn)地減少健側(cè)傳遞的推力以增加患側(cè)主動伸展運(yùn)動。如健側(cè)上肢肌力不足以完全帶動患側(cè)運(yùn)動，則系統(tǒng)通過氣壓泵增加封閉管內(nèi)氣壓值給予健側(cè)一定大小的推力輔助其帶動患側(cè)完成動作。訓(xùn)練時，治療師幫助患者將雙手固定在機(jī)器人的操作柄上，根據(jù)上肢功能狀況調(diào)節(jié)封閉管內(nèi)氣壓值和所傳遞推力的等級，指導(dǎo)患者參與系統(tǒng)屏幕中虛擬的任務(wù)導(dǎo)向性游戲。游戲訓(xùn)練內(nèi)容包括：（1）“飛行游戲”?；紓?cè)上肢控制游戲界面中虛擬飛機(jī)，健側(cè)上肢通過氣壓傳動將推力傳遞給患側(cè)帶動其進(jìn)行同步運(yùn)動，使“飛機(jī)”碰撞到所有“金幣”。（2）“舉重游戲”?；紓?cè)上肢控制虛擬“杠鈴”，健側(cè)上肢通過氣壓傳動將推力傳遞給患側(cè)將“杠鈴”向上舉起至目標(biāo)高度。在患者患側(cè)上肢已能夠完成主動運(yùn)動時，治療師關(guān)閉氣壓傳動裝置，調(diào)節(jié)氣壓泵給予雙側(cè)不同等級的阻力，進(jìn)行雙上肢任務(wù)導(dǎo)向的抗阻伸展運(yùn)動。

1.3 療效評估 由1 名不參與治療且不知曉分組情況的治療師分別在治療前及治療6 周后對患者進(jìn)行以下療效評估。（1）采用FMA-UE 評估患者上肢的反射活動、協(xié)同運(yùn)動功能等，分為33 個項(xiàng)目，共66 分，得分越高提示上肢運(yùn)動功能越好[7]。（2）采用MBI 評估患者的穿衣、進(jìn)食、修飾等日常生活活動能力情況，分為10個項(xiàng)目，共100 分，得分越高提示日常生活獨(dú)立性越好[8]。（3）采用MAS 評估患者肘關(guān)節(jié)屈肌張力，量表分為0、1、1+、2、3、4 級，等級越高提示痙攣越嚴(yán)重[9]，本研究兩組患者肘關(guān)節(jié)屈肌張力均在1～2 級。（4）采用等速測試系統(tǒng)（美國CSMI 公司，型號：HUMAC NORM）評估患者屈肘肌的痙攣程度，選擇5°/s 和120°/s 角速度被動牽伸肘關(guān)節(jié)，分別測試不誘發(fā)痙攣反應(yīng)和充分誘發(fā)痙攣反應(yīng)時的阻力情況，選取的指標(biāo)為峰力矩（peak torque，PT）值，即力矩曲線最高點(diǎn)，單位N·M，數(shù)值越高提示阻力越大，痙攣越嚴(yán)重。具體方法如下：患者取仰臥位，固定軀干和所測上臂，患手固定于測試儀的動力臂末端手柄處，確?；紓?cè)肱骨外上髁與運(yùn)動軸心對準(zhǔn)，告知患者測試過程的注意事項(xiàng)，設(shè)定測試角度范圍為0°～110°，保護(hù)力矩為30 N·M，超過數(shù)值則自動停止測試以保護(hù)患者關(guān)節(jié)肌肉不受損傷，首選取肘關(guān)節(jié)被動運(yùn)動角速度為5°/s，反復(fù)測試6 次以后休息10 min，然后選取120/s 繼續(xù)測試6 次，采集兩個角速度的阻力數(shù)據(jù)[10-11]。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理 采用SPSS 20.0 統(tǒng)計(jì)軟件。符合正態(tài)分布的計(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t檢驗(yàn)；不符合正態(tài)分布的計(jì)量資料以M（P25，P75）表示，組間比較采用Mann-WhitneyU檢驗(yàn)，組內(nèi)治療前后比較采用Wilcoxon 秩和檢驗(yàn)。計(jì)數(shù)資料組間比較采用χ2檢驗(yàn)；等級資料組間比較采用Mann-WhitneyU檢驗(yàn)，組內(nèi)治療前后比較采用Wilcoxon 秩和檢驗(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FMA-UE 評分和MBI 評分比較 治療前，兩組患者FMA-UE 評分和MBI 評分比較差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＞0.05）。治療6 周后，兩組患者FMA-UE 評分和MBI 評分均優(yōu)于治療前，且治療組患者上述評分均優(yōu)于對照組，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＜0.05），見表2。

表2 兩組患者治療前后FMA-UE 評分和MBI 評分比較（分）

2.2 兩組患者肘關(guān)節(jié)肌張力比較 治療前，兩組患者肘關(guān)節(jié)MAS 評級、肘關(guān)節(jié)5°/s 及120°/s 等速被動牽伸測試PT 值比較差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＞0.05）。治療6 周后，兩組患者肘關(guān)節(jié)MAS 評級、肘關(guān)節(jié)5°/s 及120°/s 等速被動牽伸測試PT 值均優(yōu)于治療前，且治療組上述指標(biāo)均優(yōu)于對照組，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＜0.05），見表3、4。

表3 兩組患者肘關(guān)節(jié)MAS 評級比較（例）

表4 兩組患者肘關(guān)節(jié)5°/s 及120°/s 等速被動牽伸測試PT 值比較（N·M）

3 討論

腦卒中后痙攣的發(fā)生一方面是由于上運(yùn)動神經(jīng)元損傷后脊髓前角γ 運(yùn)動神經(jīng)元失去抑制，使得肌梭的敏感性增高，肌肉收縮異常活躍；另一方面是由于偏癱肢體的廢用及長期制動引起肌肉和周圍結(jié)締組織發(fā)生流變特性或形態(tài)學(xué)的改變，導(dǎo)致關(guān)節(jié)被動運(yùn)動時阻力增加[12-13]。雙側(cè)訓(xùn)練最早由Mudie 等提出，是一種雙側(cè)肢體執(zhí)行同一時間和空間動作的運(yùn)動模式[9]。研究表明，雙側(cè)訓(xùn)練可以改善腦卒中患者的上肢痙攣，提高其上肢運(yùn)動功能[9，14]。卒中后，痙攣側(cè)上肢的肌力較弱，健側(cè)上肢的運(yùn)動能力也有所降低[15]，患者很難通過健側(cè)帶動患側(cè)進(jìn)行正確且高重復(fù)的雙上肢聯(lián)動訓(xùn)練。文獻(xiàn)報(bào)道，康復(fù)機(jī)器人可為患者提供一定支撐與助力，輔助其以正確的運(yùn)動模式反復(fù)進(jìn)行肢體功能訓(xùn)練，緩解肢體痙攣，促進(jìn)運(yùn)動功能恢復(fù)[2，16]。本研究治療組患者在機(jī)器人輔助下以正確的模式進(jìn)行高重復(fù)的雙上肢對稱、同步的鏡像聯(lián)動運(yùn)動，沉浸式參與到“飛行游戲”“舉重游戲”等具有任務(wù)導(dǎo)向性的訓(xùn)練中。治療6 周后，治療組患者FMA-UE、MBI 評分均優(yōu)于對照組，提示雙側(cè)聯(lián)動機(jī)器人訓(xùn)練可更好地提高腦卒中患者的上肢運(yùn)動功能及日常生活活動能力。其可能原因包括：雙側(cè)訓(xùn)練和機(jī)器人輔助治療均促進(jìn)了大腦功能網(wǎng)絡(luò)的重組，進(jìn)而提升了上肢的運(yùn)動能力[2，4-5]；雙側(cè)聯(lián)動機(jī)器人訓(xùn)練有效地緩解了痙攣，減少了其對上肢運(yùn)動的不利影響；雙上肢聯(lián)動訓(xùn)練強(qiáng)調(diào)健患側(cè)上肢協(xié)同運(yùn)動，可以更好地模擬日常生活活動能力相關(guān)活動動作，改善患者的日常生活活動能力[17]；患者在機(jī)器人輔助下參與到雙上肢聯(lián)動的任務(wù)導(dǎo)向性虛擬游戲中，研究表明，任務(wù)導(dǎo)向性訓(xùn)練可以促進(jìn)腦卒中上肢運(yùn)動功能及日常生活活動能力的恢復(fù)[18]。

治療6 周后，治療組患者肘關(guān)節(jié)MAS 評級、5°/s 及120°/s 等速被動牽伸測試PT 值均優(yōu)于對照組，提示雙側(cè)聯(lián)動機(jī)器人訓(xùn)練更有利于減輕痙攣，分析其可能機(jī)制：（1）雙側(cè)訓(xùn)練激活了大腦主要感覺區(qū)S1、主要運(yùn)動區(qū)M1 以及輔助運(yùn)動區(qū)，使得雙側(cè)半球皮質(zhì)間抑制正?；?，增強(qiáng)了半球間感覺與運(yùn)動神經(jīng)系統(tǒng)的連通性，促進(jìn)了大腦功能重組[5]，且機(jī)器人系統(tǒng)可輔助患者進(jìn)行高重復(fù)、精確的肢體運(yùn)動，系統(tǒng)內(nèi)的虛擬游戲可提供及時反饋，促進(jìn)動作反應(yīng)，增強(qiáng)運(yùn)動學(xué)習(xí)，反復(fù)密集地給予大腦中樞反饋刺激，加快了神經(jīng)功能的重塑[2,4]。本研究治療組將雙側(cè)訓(xùn)練與機(jī)器人輔助治療相聯(lián)合，幫助患者反復(fù)進(jìn)行雙上肢聯(lián)動訓(xùn)練，促進(jìn)了患者上位中樞系統(tǒng)的恢復(fù)，增強(qiáng)了其對下運(yùn)動神經(jīng)元的抑制，降低了脊髓運(yùn)動神經(jīng)元的興奮性以及相應(yīng)肌梭的敏感性，改善了肢體的痙攣癥狀。（2）機(jī)器人輔助患者正確且高重復(fù)地進(jìn)行關(guān)節(jié)運(yùn)動，防止了肢體的長期制動與廢用，加強(qiáng)了對痙攣肌群的牽拉作用，促進(jìn)了其肌肉及結(jié)締組織的蠕變，增大了關(guān)節(jié)活動度，改善了痙攣程度[19]。（3）機(jī)器人介導(dǎo)的虛擬游戲訓(xùn)練輔助患者在一個互動的環(huán)境中反復(fù)練習(xí)正確的運(yùn)動控制，增強(qiáng)了正確的運(yùn)動感覺反饋輸入，減少了痙攣肌的過度激活，促進(jìn)了抗痙攣肌的神經(jīng)元募集和肌肉收縮，改善了痙攣肌及其拮抗肌之間的不平衡狀態(tài)[2]；同時，雙側(cè)聯(lián)動訓(xùn)練讓患者進(jìn)行對稱、同頻率、同時空的鏡像運(yùn)動，有助于輸入正常的雙上肢運(yùn)動感覺，促進(jìn)相應(yīng)肌群的正確收縮，緩解痙攣[14]。

綜上所述，雙側(cè)聯(lián)動機(jī)器人訓(xùn)練可以有效緩解腦卒中患者上肢痙攣，改善其上肢運(yùn)動功能，提高其日常生活活動能力。但本研究尚存在不足，納入樣本量相對較少，同時，療效觀察只限于治療6 周后，未進(jìn)行出院后的隨訪，未來還需要大樣本量、長期持續(xù)的跟蹤觀察。