下肢康復訓練機器人對腦梗死偏癱患者肌力肌張力與P300的影響

張軍偉　楊　穎　郝正瑋　劉　丹

(華北理工大學附屬醫院，河北　唐山　063000)

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下肢康復訓練機器人對腦梗死偏癱患者肌力肌張力與P300的影響

張軍偉楊穎郝正瑋劉丹

(華北理工大學附屬醫院，河北唐山063000)

〔摘要〕目的探討下肢康復訓練機器人對腦梗死偏癱患者肌力肌張力與P300的影響。方法腦梗死下肢偏癱患者60例隨機分為對照組(30例)和機器人組(30例)，對照組采用常規康復療法，機器人組在常規康復療法的基礎上給予Lokomat康復訓練為主的運動訓練方法。均在干預前及干預8 w后分別采用Lokomat康復訓練機器人系統評測(下肢髖膝關節的肌力肌張力)和事件相關電位(ERP)N100、N200、P200和P300電位變化檢測。結果干預前，兩組肌力肌張力參數差異不顯著(P>0.05)，干預后，兩組肌力肌張力參數差異明顯(P<0.05)，與對照組比較，機器人組各項評定結果差異顯著(P<0.05)；干預前，N100、N200、P200和P300波幅及潛伏期數值無差異(P>0.05)。干預8 w后兩組N200和P300波幅及潛伏期數值差異顯著(P<0.05)。結論早期進行機器人康復訓練可增強腦梗死患者肌力，降低肌張力，對于腦卒中患者認知功能的提高具有明顯促進作用。

〔關鍵詞〕下肢康復訓練機器人；腦卒中；偏癱；肌力肌張力；P300

肢體功能障礙是腦梗死患者發病后最常見的功能障礙，在腦梗死偏癱早期，患側肢體的肌張力喪失或減退，其恢復過程中又可出現肌張力的不平衡和不協調，影響了分離運動的產生，延緩了正常運動模式的建立。如治療不當，易導致肢體的伸肌痙攣模式，使患者運動殘疾程度加重，生活質量下降〔1，2〕。腦梗死后不僅引起感覺、運動障礙，大多腦梗死患者遺有執行功能障礙，表現為知覺、注意力、學習記憶、思維及判斷等能力異常，影響患者恢復〔3〕；且認知障礙相應也比過去明顯增多。事件相關電位(ERP)的P300成分是用來檢測大腦認知功能的一項神經電生理技術。本研究探討下肢康復訓練機器人對腦梗死偏癱患者肌力肌張力與P300的影響。

1對象與方法

1.1研究對象2011年5月至2012年5月在我院神經內科60例(恢復早期)缺血性腦卒中患者。納入標準：①診斷符合1995年第四屆腦血管病學術會議制定的《各類腦血管疾病診斷要點》中腦梗死的診斷標準〔4〕、經頭顱CT或磁共振成像(MRI)檢查確診、梗死部位為單側基底節區(可以有左右之分)；②年齡30~70歲、首次發病，病程在1個月內、生命體征平穩、無其他神經系統疾病、意識清楚、能聽從指令并配合康復；③在服用降壓藥的情況下血壓維持在150/90 mmHg；④一側肢體偏癱；⑤簡短精神狀態量表(MMSE)：有輕度認知功能障礙者MMSE總分在13～24分。排除標準：①患有其他影響步行能力的神經肌肉和骨關節疾病，患有嚴重的急慢性心瓣膜病、心肌病及其他器質心臟病；②不愿意參加實驗者,腦出血和顱腦外傷造成的偏癱者；③精神癥狀、聽力障礙、理解障礙者；④近期心絞痛頻繁發作及不穩定型心絞痛。隨機分為對照組和機器人組各30例。兩組一般情況無顯著差異(P>0.05)。見表1。

表1　兩組一般資料

1.2治療方法對照組給予常規康復治療，主要采用功能性電刺激(FES)、Bobath技術、神經肌肉本體促進技術(PNF)、Rood感覺運動治療技術、運動再學習等治療方法，訓練3次/w，30 min/次，5 w為1個療程，連續訓練2個療程。機器人組采用Lokomat下肢康復機器人進行訓練(瑞士Hocoma公司和瑞士蘇黎世Balgrist大學附屬醫院脊髓損傷中心開發的Lokomat?系統5.0版)，訓練前，測量患者腿部的長度，調節綁帶的尺寸和機器人裝置。調節減重：初始重量為患者體重的60%；系數的調節：系數范圍為0.2~0.7；初始引導力的設置為30%，有利于使患者形成正常步態模式；步速的調節范圍在1.5~1.7 km/h，根據患者的恢復情況逐步減少減重量和增加跑步臺的速度。每個步行訓練周期為30 min,整個訓練過程由1~2個治療師來幫助完成。訓練3次/w，30 min/次，共治療8 w。

1.3肌力肌張力參數的測定①肌力：由瑞士HOCOMA醫療器械公司生產，其評估工具L-FORCE：(用于測量患者在靜息狀態下由肌肉等長收縮產生的力量)檢測4個肌肉群：左腿和右腿的髖部屈肌，髖部伸肌，膝部屈肌和膝部伸肌。Lokomat被動地移動雙腿到與臀部成30°和45°膝彎曲，然后固定在這個位置上。要求病人在倒計時結束時，在指示的運動方向上使用最大的力量。測試患者肌力髖關節前屈(FHF)，后伸(FHE)，膝關節前屈(FKF)，后伸(FKE)。②肌張力：由Lokomat評估系統中(L-STIFF)進行評定L-STIFF測量患者在特定運動形式中移動腿時髖部和膝部關節的僵硬程度。肌張力髖關節前屈(SHF)，后伸(SHE)，膝關節前屈(SKF)，后伸(SKE)。

1.4ERP測定ERP檢測均在本院肌電圖室完成。室溫28℃~32℃。首先向被試者說明檢查目的,要求全身放松,注意力集中、閉目。試驗進行預測試,待其完全掌握測試要求后開始正式測試。測試時采用Medtronic Keypoint.Net肌電誘發電位儀,按照10-20國際腦電電極系統〔5〕,將錄電極置于C1、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,刺頻率0.3~1 Hz,刺激波寬50 ms。靶刺激為高頻音,出現概率為25%;非靶刺激為低頻短音,出現率為75%,兩者分別進行疊加平均,靶刺激疊加200次。要求被試者對靶刺激默數。分析時間800 ms,靈敏度50 μV/D。分析指標ERP的N100、N200、P200、P300成分的潛伏期和P300波的波幅。實驗時均統一指導語和檢驗參數，固定操作人員完成。

1.5統計學分析采用SPSS17.0軟件進行統計分析，計量資料采用t檢驗。

2結果

2.1兩組肌力、肌張力參數比較干預前，兩組肌力、肌張力參數無明顯差異(P>0.05)，與治療前比較，兩組治療后肌力肌張力均差異顯著(P<0.05)。與對照組比較，機器人組各項評定結果差異顯著(P<0.05)。見表2。

表2　兩組肌力、肌張力參數比較

與治療前比較：1)P<0.05；與對照組治療后比較:2)P<0.05；下表同

2.2ERP成分N100、N200、P200、P300的潛伏期和P300波的波幅比較治療前兩組ERP成分N100、N200、P200、P300的潛伏期和P300波幅差異不顯著(P>0.05)；與治療前比較，治療后兩組N100、N200、P200、P300的潛伏縮短，P300波幅有所增高(P<0.05)；與對照組比較，機器人組N200、P200、P300的潛伏期縮短、P300波幅增高(P<0.05)。見表3。

表3　兩組N100、N200、P200、P300的潛伏期和P300波的波幅比較±s,n=30)

3討論

本研究發現下肢康復訓練機器人能增強腦卒中患者的肌力、降低肌張力。偏癱后由于沒有及時地進行早期康復訓練，而且隨著失用綜合征的產生，使肌力降低，肌痙攣逐漸加重〔6〕。中樞神經系統(CNS)損傷后，隨著細胞的破壞和死亡，其運動程序同時也受到了破壞，使高位神經中樞不同程度地喪失對低位中樞的控制，進而導致相應部位的肌肉癱瘓〔7〕。腦卒中恢復過程中，受損的腦組織對存活的結構進行重組，并向脊髓運動神經元發出纖維完成運動功能，恢復程度取決于存活區域的大小和功能。成年人的神經元不能再生，可以通過軸突發芽，替代和潛在突觸的活化等機制，完成結構和功能的重組。這樣可以在不斷學習新的技能的基礎上，重新獲得因病損而喪失的功能。而這一過程的實現必須通過反復的刺激〔8〕。早期進行康復機器人訓練，對抗痙攣，誘發分離運動，抑制異常的運動模式，同時也能刺激運動通路上的各種運動神經元，在周圍神經肌肉中形成代償功能，也有部分功能的神經纖維向上傳導至CNS，在病灶周圍網狀的突觸聯系中形成新的傳導通路，以獲得正確的運動輸出，促進正常功能及肌力恢復，肢體的被動運動，能預防關節活動受限，促進肢體血液循環和增加感覺輸入，實現運動功能的重組或再塑使喪失的功能重新恢復〔9，10〕。

ERP與感知覺、思維、判斷、注意、記憶等心理過程密切相關，其主要成分P300是最有意義的正相認知電位，屬內源性成分，與大腦認知加工過程密切相關。潛伏期主要反映大腦對外來信息的認知加工過程，而其波幅代表人對信息的感受能力和資源投入的多少〔11〕。有研究顯示，缺血性腦卒中患者發病在半年內，潛伏期明顯延長，波幅降低〔5〕。腦梗死后認知障礙是因腦血管缺血性疾病所致的智能及認知功能障礙，其病理基礎為腦實質缺血性損害，從而對認知功能造成不同程度的影響。研究發現，腦梗死患者隨著運動功能的恢復，電位P300潛伏期也縮短，波幅增高〔12〕，和本研究結果相一致。訓練期間，機器人通過感覺輸入刺激及反復強化學習等信息的輸入，使其神經元獲得感覺、運動和注意信息，在大腦整合并實現功能重組，也是由于訓練中的大腦在進行信息加工時腦皮質細胞功能得到強化，提供計劃性和適宜的感覺輸入，增強并改善腦神經的組合分析處理能力，同時一定程度上改善和促進腦梗死患者的聽覺通路、視覺通路和認知功能，興奮性增高，從而表現為電位升高。機器人反饋訓練可提高患者訓練的興趣和動力，評估工具可以對患者的改善范圍進行簡單和可重復的測量，有利于增強患者訓練信心和采用最優的控制模式和高級的控制策略，也有利于患者集中精力去參加訓練。

4參考文獻

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〔2014-11-05修回〕

(編輯杜娟)

〔中圖分類號〕R493

〔文獻標識碼〕A

〔文章編號〕1005-9202(2016)07-1693-03；

doi：10.3969/j.issn.1005-9202.2016.07.072

基金項目：河北省科技廳支撐課題(20276102D)

第一作者：張軍偉(1977-)，男，主治醫師，主要從事神經康復研究。