下肢康復(fù)訓(xùn)練機器人對腦梗死偏癱病人步行功能與P300影響

范亞霞,趙雅寧，郝正瑋，劉丹，李建民

(河北聯(lián)合大學(xué)護(hù)理康復(fù)學(xué)院,河北 唐山 063000)

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下肢康復(fù)訓(xùn)練機器人對腦梗死偏癱病人步行功能與P300影響

范亞霞,趙雅寧，郝正瑋，劉丹，李建民

(河北聯(lián)合大學(xué)護(hù)理康復(fù)學(xué)院,河北 唐山 063000)

目的 探討下肢康復(fù)訓(xùn)練機器人對腦梗死偏癱病人步行功能與P300的影響。方法 腦梗死偏癱病人60例，隨機分為對照組和機器人組，各30例。對照組采用常規(guī)康復(fù)療法，機器人組在常規(guī)康復(fù)療法的基礎(chǔ)上給予Lokomat康復(fù)訓(xùn)練為主的運動訓(xùn)練方法。兩組分別于干預(yù)前及干預(yù)8周后，采用步態(tài)分析儀檢測步長、步寬、步頻、步速及事件相關(guān)電位(ERP)N100、N200、P200和P300電位。結(jié)果 干預(yù)前，兩組病人步長、步寬、步頻和步速比較差異無顯著性(P>0.05)；干預(yù)后，兩組步長、步寬、步頻和步速均高于干預(yù)前，機器人組高于對照組，差異有顯著性(t=3.844～12.946，P<0.05)。干預(yù)前，兩組N100、N200、P200和P300潛伏期及P300波幅差異無顯著性(P>0.05)；干預(yù)后，兩組N200和P300潛伏期較干預(yù)前降低，P300波幅較干預(yù)前增高；機器人組N200和P300潛伏期較對照組降低，P300波幅較對照組增高，差異有顯著性(t=2.160～4.251，P<0.05)。結(jié)論 早期進(jìn)行機器人康復(fù)訓(xùn)練可改善腦梗死病人步行功能，并且對于腦卒中病人認(rèn)知功能的提高具有明顯的促進(jìn)作用。

康復(fù)；機器人；卒中；偏癱；步態(tài)；事件相關(guān)電位,P300

腦卒中是目前人類疾病的三大死亡原因之一，存活者中50%～70%遺留有癱瘓、失語等嚴(yán)重殘疾。其中步行能力低下是腦卒中病人存在的主要問題之一，影響病人的日常生活，也給社會、家庭帶來很大的負(fù)擔(dān)[1]。目前大量臨床研究表明，常規(guī)康復(fù)訓(xùn)練對改善腦卒中病人的步行功能有顯著療效，但病人容易出現(xiàn)異常步態(tài)[2]。大多數(shù)腦梗死病人遺有執(zhí)行功能障礙及認(rèn)知障礙，影響病人恢復(fù)[3]。事件相關(guān)電位(ERP)是反映大腦高級認(rèn)知功能的內(nèi)源性成分，其中P300測定對于早期確定病人有無認(rèn)知障礙及其程度以及對病人預(yù)后的預(yù)測有重要的臨床意義[4]。本研究結(jié)合ERP檢測，探討下肢康復(fù)訓(xùn)練機器人對腦梗死偏癱病人步行功能及P300的影響。現(xiàn)將結(jié)果報告如下。

1 對象與方法

1.1研究對象

2011年5月—2012年5月，從我校附屬醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科住院病人中選取缺血性腦卒中恢復(fù)早期病人60例，隨機分為對照組和機器人組，各30例。納入標(biāo)準(zhǔn)：①診斷符合全國第4次腦血管病學(xué)術(shù)會議關(guān)于腦梗死診斷標(biāo)準(zhǔn)[5]，經(jīng)顱腦CT或者M(jìn)RI檢查確診，梗死部位為單側(cè)基底核區(qū)；②年齡30～70歲，首次發(fā)病，病程在1個月內(nèi)，生命體征平穩(wěn)，無其他神經(jīng)系統(tǒng)疾病，意識清楚、能聽從指令并配合康復(fù)；③在服用降壓藥的情況下，收縮壓12～20 kPa，舒張壓8～12 kPa；④一側(cè)肢體偏癱，下肢Brunstrom分期2～3期(下肢有輕微的活動及可完成膝關(guān)節(jié)屈伸運動)；⑤簡易精神狀態(tài)量表評定有輕度認(rèn)知功能障礙(MMSE總分13～24)。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，嚴(yán)重的急慢性心瓣膜病、心肌病及其他器質(zhì)性心臟?。虎诓辉敢鈪⒓訉嶒炚?腦出血和顱腦外傷造成的偏癱者；③有精神癥狀、聽力障礙、理解障礙者；④近期心絞痛頻繁發(fā)作及不穩(wěn)定型心絞痛。兩組病人一般資料比較差異無顯著性(P>0.05)。見表1。

1.2治療方法

1.2.1對照組 給予常規(guī)康復(fù)治療，主要采用功能性電刺激(FES)、Bobath技術(shù)、神經(jīng)肌肉本體促進(jìn)技術(shù)(PNF)、Rood感覺運動技術(shù)、運動再學(xué)習(xí)等治療方法，每周訓(xùn)練3次，每次30 min，共8周。

1.2.2機器人組 在對照組康復(fù)治療基礎(chǔ)上，采用Lokomat下肢康復(fù)機器人(瑞士Hocoma公司和瑞士蘇黎世Balgrist大學(xué)附屬醫(yī)院脊髓損傷中心開發(fā)，Lokomat?系統(tǒng)5.0版)進(jìn)行訓(xùn)練。訓(xùn)練前，測量病人腿部的長度，調(diào)節(jié)綁帶的尺寸和機器人裝置。調(diào)節(jié)減重：初始質(zhì)量為病人體質(zhì)量的60%；系數(shù)范圍為0.2～0.7；初始引導(dǎo)力設(shè)置為30%；步速的調(diào)節(jié)范圍1.5～1.7 km/h。根據(jù)病人的恢復(fù)情況逐步減少質(zhì)量、增加步速(1.8～2.0 km/h)。每個步行訓(xùn)練周期為30 min,整個訓(xùn)練過程由1～2名治療師來幫助完成。每周訓(xùn)練3次，每次30 min，共8周。

表1 兩組病人一般資料比較

1.3評價指標(biāo)及方法

1.3.1步態(tài)參數(shù) 應(yīng)用步態(tài)分析儀，測量病人最舒適步速、步長、步寬、步頻以及單足和雙足撐期的時間。病人在與計算機相連的3.8 cm×0.6 m的壓力感應(yīng)墊上以最舒適步速連續(xù)行走3次，然后通過美國GAITRite USB步態(tài)分析系統(tǒng)計算步態(tài)參數(shù)，以其反映病人每天活動時實際步行功能的變化。

1.3.2ERP測定 在我校附屬醫(yī)院肌電圖室完成。室溫28～32 ℃。首先向病人說明檢查的目的,要求其全身放松, 集中注意力，閉目。然后進(jìn)行預(yù)測試,待病人完全掌握測試要求后開始正式測試。采用Medtronic Keypoint.Net肌電誘發(fā)電位儀,按照10-20國際腦電電極系統(tǒng)[6],將記錄電極置于中央中線點(C1)、前額(C2)兩點,參考電極置于右耳垂(A2), 前額(FPz)接地,電極間阻抗<5 kΩ。試驗以純音聽覺非靶刺激序列刺激被試者雙耳,聲強110 dB,刺激頻率0.3～1.0 Hz,刺激波寬50 ms。靶刺激為高頻音,出現(xiàn)概率為25%;非靶刺激為低頻短音,出現(xiàn)率為75%,兩者分別進(jìn)行疊加平均,靶刺激疊加200次。要求被試者以按鍵方式對靶刺激計數(shù)。分析時間800 ms,靈敏度50 μV/D。分析指標(biāo)：N100、N200、P200、P300成分的潛伏期和P300的波幅。ERP測定時統(tǒng)一指導(dǎo)語和檢驗參數(shù)，固定操作人員完成。

1.4統(tǒng)計學(xué)處理

應(yīng)用SPSS 17.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計學(xué)處理，數(shù)據(jù)間比較采用t檢驗和χ2檢驗。

2 結(jié) 果

2.1兩組步態(tài)參數(shù)比較

干預(yù)前，兩組病人步態(tài)參數(shù)比較差異無顯著性(P>0.05)；干預(yù)后，兩組步長、步寬、步頻和步速數(shù)值均高于干預(yù)前，機器人組高于對照組(t=3.844～12.946，P<0.05)。見表2。

表2 兩組步態(tài)參數(shù)比較

2.2兩組ERP成分潛伏期和波幅比較

干預(yù)前，兩組N100、N200、P200和P300潛伏期數(shù)值及P300波幅差異無顯著性(P>0.05)。干預(yù)后，兩組N200和P300潛伏期較干預(yù)前降低，P300波幅較干預(yù)前增高；機器人組N200和P300潛伏期較對照組降低，P300波幅增高，差異均有顯著性(t=2.160～4.251，P<0.05)。兩組干預(yù)前后比較、干預(yù)后機器人組與對照組比較，N100和P200潛伏期差異均無顯著性(P>0.05)。見表3。

表3 兩組病人ERP成分階段潛伏期和P300波幅比較

3 討 論

與正常步態(tài)比較，腦卒中后由于共同運動失調(diào)、肌張力增高、肌力減弱、下肢感覺障礙等因素造成病人出現(xiàn)擺動期足下垂、內(nèi)翻、髖關(guān)節(jié)外展外旋之劃圈步態(tài)[7]。由于癱瘓肌肉不同，行走時代償?shù)姆绞礁鳟悾鶗龟P(guān)節(jié)活動失去正常的方向而產(chǎn)生異常姿勢，形成偏癱步態(tài)[8]。腦卒中偏癱后，有步行能力的病人，常表現(xiàn)為行走速度緩慢、費力、穩(wěn)定性差[9]。目前，臨床上應(yīng)用的康復(fù)訓(xùn)練如運動康復(fù)治療、抽屜式階梯訓(xùn)練、早期踝及足趾背屈訓(xùn)練等對卒中步態(tài)的改善有一定的作用。本文研究結(jié)果顯示，與對照組比較，機器人組步長、步寬、步頻和步速數(shù)值均增高。因為Lokomat下肢康復(fù)機器人系統(tǒng)具有減重系統(tǒng)和智能控制系統(tǒng)，在減重狀態(tài)下，步行時髖、膝、踝關(guān)節(jié)協(xié)調(diào)運動，促使肌肉產(chǎn)生和諧的肌肉收縮時相，輸入正確的運動模式，經(jīng)傳入和傳出沖動的反復(fù)刺激，在病灶周圍形成新的神經(jīng)通路，充分發(fā)揮中樞神經(jīng)的代償作用，改善腦細(xì)胞的功能和活性，恢復(fù)了自主協(xié)調(diào)運動。且對某個運動皮質(zhì)區(qū)域進(jìn)行刺激的同時可引起其他運動皮質(zhì)區(qū)域相應(yīng)的改變，有助于運動功能康復(fù)[10]。在大腦功能受損后，通過重新組織結(jié)構(gòu)和功能，能夠建立代償機制，有效地提高病人的步行功能。

ERP是近年來用于檢測大腦認(rèn)知功能的一項電生理技術(shù)，是人腦接受特定刺激后所產(chǎn)生的電位變化。P300潛伏期主要反映大腦對外來信息的認(rèn)知加工過程，P300波幅是神經(jīng)系統(tǒng)對環(huán)境刺激的反應(yīng)隨感覺輸入改變時，與工作記憶相關(guān)的腦電活動。對正常個體注意力和即時記憶的神經(jīng)心理測試研究結(jié)果顯示，P300潛伏期越短，波幅越長，認(rèn)知行為越好[11]。因此，P300波可用于認(rèn)知功能評估[12]。其中N100、P200波是相關(guān)刺激的早期成分，代表大腦對信號的早期處理過程；而N200、P300屬于內(nèi)源性成分，與復(fù)雜的認(rèn)知過程有關(guān)，是感覺、知覺、記憶、理解、判斷和推理等心理過程的反映，能夠較客觀地反映認(rèn)知功能[13]。本研究結(jié)果顯示，與對照組比較，機器人組N200和P300潛伏期數(shù)值降低、P300波幅增高；N100和P200潛伏期無明顯變化，提示運動對腦功能重組具有重要的意義。本研究應(yīng)用機器人進(jìn)行康復(fù)訓(xùn)練的過程中，病人視覺、聽覺主動參與，通過感覺輸入刺激及反復(fù)強化學(xué)習(xí)等信息的輸入，使其神經(jīng)元獲得感覺、運動和注意信息，在大腦整合并實現(xiàn)功能重組。有研究顯示，P300潛伏期與個體思維操作密切，而P300波幅與個體注意力有關(guān)[14]。本文對照組病人常規(guī)康復(fù)訓(xùn)練中，一些急性期病人肢體處于弛緩狀態(tài)，整個治療過程病人處于被動狀態(tài)，病人依賴性強，不利于注意力的集中，這可能是對照組P300波幅變化不明顯的原因。P300波幅改變與運動強度有關(guān)，呈現(xiàn)倒“U”型的關(guān)系，即只有在中等強度運動時波幅最大，小強度及大強度運動時則波幅減小。神經(jīng)心理測驗與認(rèn)知電位關(guān)系的研究表明，N200為ERP的內(nèi)源性(心理性)成分，不受刺激物理特性的影響，與被試的精神狀態(tài)和注意力有關(guān)。

綜上所述，應(yīng)用康復(fù)訓(xùn)練機器人進(jìn)行規(guī)范、系統(tǒng)的康復(fù)治療，可以刺激腦卒中病人大腦相應(yīng)神經(jīng)功能區(qū)，促進(jìn)神經(jīng)元突觸側(cè)芽發(fā)出，從而促進(jìn)健側(cè)和病灶周圍腦細(xì)胞的組織和功能重建，改善認(rèn)知。

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(本文編輯 黃建鄉(xiāng))

EFFECT OF THE LOWER LIMB REHABILITATION TRAINING ROBOT ON WALKING FUNCTION AND P300 IN PATIENTS WITH HEMIPLEGIA DUE TO CEREBRAL INFARCTION

FANYaxia,ZHAOYaning,HAOZhengwei,LIUDan,LIJianmin

(College of Nursing and Rehabilitation Medicine, Hebei United University, Tangshan 063000, China)

ObjectiveTo investigate the effect of lower limb rehabilitation training robot on walking function and P300 in patients with hemiplegia due to cerebral infarction (CI).MethodsSixty hemiplegic patients due to CI were equally randomized to control group and robot group. A conventional rehabilitation therapy was carried out in patients of the control group, and those in the robot group an additional Lokomat rehabilitation training was conducted on the basis of conventional rehabilitation therapy. The walking ability and the electromyography evoked potential instrument were used to measure the step length, step width, cadence and walking speed and the motor function and component of event related potent (ERP)-N100, N200, P200 and P300, before and eight weeks after therapy.ResultsBefore training, there was no significant difference between the two groups with regard to the step length, step width, cadence and walking speed; after training, the numerical values of the above items were higher than before, and that in the robot group was higher than the control, the differences were significant (t=3.844-12.946,P<0.05). The differences of latency of N100, N200, and P200, and amplitude of P300 between the two groups were not significant (P>0.05); after intervention, the latency of N200 and P300 was lower than before, and P300 elevated, the latency of N200 and P300 in the robot group reduced versus the control, and P300 elevated (t=2.160-4.251;P<0.05).ConclusionCarrying out early robot rehabilitation training can improve the walking function of patients suffering cerebral infarction, and it has a significant role in promoting patient’s cognition.

rehabilitation; robotics; stroke; hemiplegia; gait; event-related potentials, P300

2014-04-23;

2014-10-28

范亞霞(1972-)，女，主管護(hù)師。

R493

A

1008-0341(2015)02-0167-04