足下垂助行儀聯合Lokomat下肢康復機器人對腦卒中患者步行功能的療效①

劉燕平，羅佳，楊京輝，馬啟壽，符衛衛

·臨床研究·

足下垂助行儀聯合Lokomat下肢康復機器人對腦卒中患者步行功能的療效①

劉燕平1，2，羅佳3，楊京輝4，馬啟壽1，符衛衛1

目的觀察足下垂助行儀訓練聯合Lokomat下肢康復機器人對腦卒中患者步行功能的影響。方法將36例腦卒中患者隨機分為對照組（n=18）和觀察組（n=18）。兩組均接受常規康復訓練。對照組在常規康復治療的基礎上進行Lokomat下肢康復機器人步行訓練，觀察組在對照組基礎上佩戴足下垂助行儀。30 min/次，1次/d，5 d/周，共6周。治療前后分別采用Fugl-Meyer下肢運動功能量表（FMA-LL）、功能性步行量表（FAC）和足印分析法評定下肢運動功能、步行能力和步態。結果治療前，兩組FMA-LL評分、FAC分級、步態參數（步速、步寬、兩側步長差）均無顯著性差異（t＜0.765，Z=0，P＞0.05）。治療后，兩組FMA評分、FAC分級和步速均有提高，兩側步長差與步寬均減小（t＞2.190，Z＞3.630，P＜0.05）；觀察組FMA評分、FAC分級、步速及兩側步長差均優于對照組（t＞2.030，Z=-2.560，P＜0.05），但兩組間步寬無顯著性差異（t=0.570，P＞0.05）。結論足下垂助行儀聯合Lokomat下肢康復機器人同步治療可提高腦卒中患者的步行能力，且療效明顯優于單用Lokomat下肢康復機器人治療。

腦卒中；下肢康復機器人；足下垂助行儀；步行功能

［本文著錄格式］劉燕平，羅佳，楊京輝，等.足下垂助行儀聯合Lokomat下肢康復機器人對腦卒中患者步行功能的療效［J］.中國康復理論與實踐，2016，22（8）：921-926.

1　資料與方法

1.1一般資料

選擇2014年6月～2015年10月在福建中醫藥大學附屬康復醫院住院，并進行康復治療的腦卒中患者36例，按照入院順序進行編號，然后采用隨機數字表法隨機分為對照組（n=18）和觀察組（n=18）。所有患者均符合全國第四屆腦血管病學術會議確定的腦卒中診斷和分類標準［7］，并經CT或MRI證實。所有患者均簽署知情同意書。

納入標準：①首次、單側發病，病情穩定；②病程1～6個月；年齡35～75歲，體質量＜135 kg，身高＜200 cm；③患側下肢Brunnstrom分期Ⅲ期或以上，改良Ashworth分級2級或以下；④有步行功能障礙，但一人輔助或監護下能夠步行10 m以上（不佩戴踝足矯形器或借助拐杖等輔助器具）；⑤對低頻電刺激敏感，可出現預期動作；⑥經簡易精神狀態檢查量表評定無認知功能障礙；⑦能夠充分理解治療并能遵照執行。

排除標準：①腦卒中再發；②雙側發病；③意識不清或伴有嚴重認知障礙；④失語癥；⑤不穩定性骨折、嚴重的骨質疏松；⑥外周神經疾病所致足下垂或其他神經系統疾病；⑦對低頻電刺激過敏或不能耐受；⑧足下垂伴有關節攣縮、畸形等關節損傷和關節疾病不適合行走；⑨下肢嚴重攣縮影響下肢關節活動；⑩控制不佳的高血壓（收縮壓＞200 mmHg，舒張壓＞110 mmHg）；?難治性癲癇；?嚴重心臟疾病（美國紐約心臟學會分級Ⅱ～Ⅳ）。

兩組性別、年齡、病程、身高、體質量、腦卒中類型及偏癱側比較無顯著性差異（P＞0.05）。見表1。

1.2方法

對照組在常規康復治療的基礎上進行Lokomat下肢康復機器人輔助步行訓練。觀察組在對照組基礎上佩戴足下垂助行儀。

1.2.1常規康復治療

常規的康復治療方法嚴格參考中國腦卒中康復指南（2011完全版）［8］，主要包括神經發育療法（Bobath、Brunnstrom、Rood、神經肌肉本體感覺促進技術）、運動再學習、作業治療、理療、假肢與矯形器的應用、針灸治療、心理治療等。主要訓練包括：①良肢位擺放，抑制痙攣模式；②牽伸訓練；③主動控制訓練；④轉移訓練；⑤平衡訓練；⑥步行前準備訓練和步行訓練；⑦ADL訓練。以上訓練由經認證的專業康復治療師進行，訓練時間每次1 h，每天1次，每周5 d，為期6周。

表1　兩組一般資料比較

1.2.2 Lokomat下肢康復機器人治療方法

Lokomat下肢康復機器人訓練系統（瑞士Hocoma醫療器械公司與瑞士蘇黎世Balgrist醫學院合作推出［9］）主要由外骨骼式矯正器、減重支持系統和運動跑臺組成。治療師按操作步驟將患者固定于外骨骼矯正器內，根據患者的個體差異性設置參數，患者站在下肢機器人運動跑臺上進行減重步行訓練，減重20%～50%，引導力量30%～90%，步行速度1.5～1.7 km/h。步行持續時間30 min/次，1次/d，5 d/周，為期6周。此治療由通過Lokomat下肢康復機器人培訓認證的物理治療師協助完成。

1.2.3足下垂助行儀聯合Lokomat下肢康復機器人的治療方法

足下垂助行儀采用DC-L-500智能助行儀（江蘇德長醫療科技有限公司）。該設備由刺激器、綁帶（含電極線）、電極、編程器、充電器、步態檢測鞋墊等組成。將電極座貼置于腓總神經出口及脛骨前肌上，按顏色連接刺激器相應的母頭。治療師用編程器在刺激參數子菜單下設置合理的電刺激參數（脈寬從100 μs開始，電流從小漸增，直至患足出現期望的理想背屈外翻動作，正相矩形波，脈寬100～300 μs，脈沖頻率20～45 Hz）。患者佩戴智能助行儀并在Lokomat下肢機器人上先進行足下垂治療儀參數設置（設置起步角、停止角和站立角），以達到在患側下肢擺動相時刺激足背屈動作，達到步態最優化，然后在Lokomat下肢康復機器人上進行步行訓練。Lokomat下肢康復機器人步行訓練的設備、方法同對照組。此治療由通過足下垂治療儀培訓和下肢康復機器人培訓認證的物理治療師協助完成。

1.3評估方法

兩組均在治療前及治療6周后由專人評估。采用Fugl-Meyer下肢運動功能量表（Fugl-Meyer Assessment-Lower Limb，FMA-LL）［10］評定患者下肢運動功能；采用功能性步行量表（Functional Ambulation Category，FAC）［11］評定患者步行功能；采用足印分析法［12］進行步態分析。

1.3.1下肢運動功能

FMA-LL共17項，每項0～2分，最高分為34分。得分越高，分離運動越好；得分越低，障礙越嚴重。

1.3.2步行能力

FAC分為6個等級（0～5級）。分級越高，步行功能越好。0級：患者不能走或需2個人幫助下行走。1級：患者需在1個人持續不斷地幫助減重及維持平衡下行走。2級：患者在1個人持續或間斷扶持下行走。3級：患者無需他人直接身體扶持，但仍需要1人監護或言語指導。4級：可在平坦地面上獨立行走，但在上下坡、樓梯等仍需他人幫助或扶持。5級：完全獨立，可在任何地方都能獨立行走。

1.3.3步態分析

采用臨床常用的足印分析法測量并記錄步行進程中的時間距離參數。要求患者獨立或少量輔助下（小于25%輔助量）走完10 m長的步道。測量并記錄患側步速、步寬和左、右步長。每次測3遍，取平均值。

1.4統計學分析

采用SPSS 22.0軟件進行統計學分析。測定的計量數據均進行正態性檢驗，結果以（±s）形式表示。兩組間比較時，如資料符合正態分布，采用獨立樣本t檢驗；不符合正態分布則采用兩樣本秩和檢驗。組內前后比較時，資料符合正態分布采用配對t檢驗，不符合正態分布采用配對秩和檢驗。性別、卒中類型、偏癱側別為計數資料，采用χ2檢驗；FAC分級為等級資料，采用Wilcoxin符號秩次檢驗秩和檢驗。顯著性水平α=0.05。

2　結果

治療前，兩組FMA評分、FAC分級、步態參數（步速、步寬、兩側步長差）均無顯著性差異（P＞0.05）。治療6周后，兩組FMA評分、FAC分級較治療前顯著提高（P＜0.001），且觀察組明顯優于對照組（P＜0.01）。兩組治療前后步態參數顯示，兩組步速均有增加（P＜0.05），左、右步長差和步寬均減小（P＜0.05）；治療后觀察組的步速和左、右步長差優于對照組（P＜0.05），但兩組間步寬無顯著性差異（P＞0.05）。見表2～表6。

表2　兩組治療前后FMA評分比較

表3　兩組治療前后FAC評級比較

表4　兩組治療前后步速比較（m/s）

表5　兩組治療前后步寬比較（cm）

表6　兩組治療前后兩側步長差比較（cm）

3　討論

腦卒中后大部分患者遺留步行功能障礙。許多研究已顯示一些康復手段可以有效改善偏癱步態［13-15］，但是存在一定的局限性。近幾年來，針對偏癱步態的新治療方法不斷涌現，比如下肢康復機器人和功能性電刺激的應用。

下肢康復機器人是基于“重復、集中、任務導向”的理念，幫助患者模擬正常的生理步態模式進行步行訓練，使腦受損后具有重新映射或建立新的神經通路的潛能，達到改善偏癱步態的目的。下肢康復機器人具備許多人工無法比擬的特點，如安全性好、可重復運動、減少人力成本，長期、穩定地定量運動輸入，提供實時的反饋信息，保證訓練過程中的一致性和持續性，可客觀地評價康復效果等。一些研究已證實Lokomat下肢康復機器人在腦卒中康復中的有效性。Westlake等比較腦卒中后偏癱患者在進行4周的Lokomat訓練（8例）和人工減重訓練（8例）的變化，Lokomat組地面步行速度、6 min步行距離和患側步長比例均得到改善，而人工減重訓練組只有平衡能力稍改善，表明Lokomat下肢康復機器人訓練效果優于人工減重訓練［16］。Mayr和Husemann發現使用Lokomat可以延長偏癱患者步態周期中的支撐相時間，提高6 min步行距離［17-18］。

然而，也有研究者發現Lokomat下肢機器人訓練比其他改善步態的訓練有其局限性。Hidler等的研究發現，通過比較健康人在Lokomat下肢機器人和普通活動平板上步行時肌肉的不同激活模式，Lokomat下肢機器人上進行步行試驗者的股四頭肌和腘繩肌的肌肉活動明顯提高，而在幾乎整個步態周期中踝關節背屈肌群和跖屈肌群活動較小［19］。

李菁等將功能性電刺激輔助步行設備配合減重系統訓練應用于腦卒中患者，發現功能性電刺激輔助步行設備配合減重訓練能提高腦卒中患者FMA-LL得分、Berg平衡量表（Berg Balance Scale，BBS）得分及FAC評級，且較傳統方法結合減重訓練更有利于促進腦卒中患者下肢功能恢復［20］。但是研究者忽略了患者減重支持系統進行訓練時，無法抑制步行時偏癱下肢髖、膝關節的異常運動模式或代償動作，早期偏癱患者進行異常步行模式的輸入，將嚴重影響后期步態。

本研究將Lokomat下肢康復機器人聯合足下垂助行儀進行偏癱患者步行訓練，作為腦卒中后偏癱步態訓練的新方法。一方面應用足下垂助行儀通過追蹤患者步行時小腿傾斜角度或足底壓力變化來啟動裝置，適時精確地控制電脈沖傳送到腓總神經，刺激及喚醒腓總神經通路和突觸，促進患者完成關節活動，把正確關節活動的感覺和肌肉收縮的感覺傳遞給大腦，建立有功能的突觸連接和新的興奮通路［21］，從而控制足部運動，矯正足下垂、內翻，輔助患者以正常步態行走，提高步行能力。另一方面應用下肢機器人訓練刺激其“中樞模式發生器”（center pattern generator，CPG），當特定感覺傳入后，CPG產生步行中屈肌和伸肌交替轉換的神經節律沖動，首先屈肌興奮性沖動通過中間神經元抑制伸肌活動，屈肌興奮完成后伸肌神經興奮釋放，引起伸肌活動，從而在步行動作啟動之后，產生自發性屈肌-伸肌交替興奮，產生邁步動作［22］。下肢康復機器人與功能相電刺激同步治療可早期應用于腦卒中患者進行步行訓練，步行時髖關節、膝關節、踝關節均可在正確引導下進行控制，在步行訓練時輸入接近生理模式的步態，增加運動與感覺信息輸入，刺激大腦皮質功能，激活受累大腦半球的運動區和感覺區的活動。

本研究結果顯示，兩組患者FMA-LL、FAC及步速、左右步長差均改善，且除步寬外，觀察組改善均優于對照組（P＜0.05）。

FMA-LL得分的提高表明下肢運動功能及下肢控制能力的改善。兩組FMA-LL得分均有明顯提高，原因可能為下肢康復機器人步行訓練包含下肢伸髖下屈膝、屈髖下伸膝等運動成分，這些運動稱為分離運動，為FMA-LL中評分項目之一［23］。觀察組比對照組改善明顯的原因可能與踝關節控制能力改善有關，FMA-LL中部分分離運動包括屈髖下背屈踝關節運動，踝關節背屈控制改善將提高與踝部相關的分離運動。

FAC分級提高體現患者步行能力的改善。本研究中兩組FAC分級均顯著改善。王俊等在下肢康復機器人研究中發現類似結果，可能與下肢功能提高有關［5］。觀察組優于對照組，可能與觀察組踝背屈能力的誘發有關。下肢康復機器人訓練只提供足部升降帶，如有踝部陣攣患者，此足部升降帶反而易誘發出踝陣攣和伸肌痙攣模式，影響步態；觀察組增加誘發脛前肌和腓骨長短肌的收縮，打破伸肌痙攣模式，提高步行能力。

步速是反應偏癱患者步行能力的敏感、可靠指標［24］。兩組步速均明顯提高，與趙雅寧等的研究［25］一致。觀察組較對照組改善明顯，可能與踝背屈能力改善有關。踝背屈提高可改善步行擺動過程中下肢廓清能力，縮短偏癱側擺動時間，進而提高步行速度。雙側步長差的降低可提高步態對稱性，與下肢運動功能和平衡功能高度相關［26］。下肢機器人訓練可提高下肢功能，患側屈髖和屈膝控制改善可提高步長，患側伸髖和伸膝控制改善可延長患側支撐期，有助于健側下肢正常跨步，進而降低左右步長偏差。因此，兩組患者左右步長偏差均明顯改善。觀察組優于對照組可能與踝部控制改善有關，踝部背屈力量促進擺動時廓清能力和首次觸地時足跟先著地，減少左右步長差。

本研究發現治療前后兩組步寬均減少，但是兩組間差異無統計學意義。步寬是反映患者平衡功能的一項指標。步寬越大，平衡功能越差［27］。偏癱患者常會通過增加步寬來保持步行的平衡。在本研究中，步寬的減少體現兩組患者經過6周的常規訓練輔以機器人步行訓練，提高了整體平衡能力，使步寬更接近于正常人，這可能與下肢的協調性改善及肌力增加有關。同時，觀察治療后的兩組數據可以發現，雖然并未出現統計學上的顯著性差異，但觀察組的步寬減少相對于對照組更加明顯，更接近于正常值。通常來說，偏癱患者容易出現踝背屈不足同時伴有足內翻，會使足底的接觸面減少而影響步行的穩定性。觀察組在6周的足下垂儀刺激干預后，邁步過程中的踝背屈相比對照組更加充分，而充分的踝背屈減少了足內翻的產生，增大了支撐相時的接觸面；同時充分的踝背屈有助于避開地面的障礙物，有助于預防跌倒。我們認為，兩組間治療后步寬未能出現統計學差異的原因可能在于整體干預時間不夠長，足下垂助行儀可能需要超過6周時間才能更有效的改善踝背屈。

Lokomat下肢康復機器人與足下垂助行儀同步治療進行步行訓練可提高腦卒中患者的步行能力，且療效明顯優于單用Lokomat下肢康復機器人治療。此方法值得在臨床上進行實踐，為腦卒中后步行訓練和下肢機器人的改進設計提供一個新思路。

本研究還存在很多的不足之處。①治療操作過于繁雜，耗時較長。如足下垂助行儀出現異常情況如電量不足時，需要停下Lokomat下肢機器人重新進行調節。若在下肢機器人上內置功能性電刺激，將簡化操作，提高治療效率。②本研究未具體分析觀察組踝部關節活動度及背屈肌肉肌電信號區別，無法得知兩組結果數據的差別是否是因踝部控制活動引起，有待進一步研究。③研究中未充分考慮少量輔助量對于治療前后步態分析的影響，有待進一步改進。

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Effects of Lokomat Robotic-assisted Gait Training Combined with Drop Foot Stimulator on Gait Function in Patients with Stroke

LIU Yan-ping1，2，LUO Jia3，YANG Jing-hui4，MA Qi-shou1，FU Wei-wei1
1.Fujian University of Traditional Chinese Medicine Affiliated Rehabilitation Hospital，Fuzhou，Fujian 350003，China；2.Fujian Provincial Rehabilitation Industrial Institution，Fuzhou，Fujian 350003，China；3.School of Rehabilitation Medicine，Fujian University of Traditional Chinese Medicine，Fuzhou，Fujian 350000，China；4.Tongde Hospital of Zhejiang Province，Hangzhou，Zhejiang 310000，China

Correspondence to YANG Jing-hui.E-mail：jack_roy_love@163.com

Objective To investigate the effects of Lokomat robotic-assisted gait training combined with drop foot stimulator on gait function in patients with stroke.Methods Thirty-six stroke patients were randomly divided into control group（n=18）and observation group （n=18）.Both groups received routine rehabilitation training.The control group accepted Lokomat robotic-assisted gait training，while the observation group worn drop foot stimulator in addition.The training intensity was 30 minutes every day，five days per week for 6 weeks. Fugl-Meyer Assessment-Lower Limb（FMA-LL），Functional Ambulation Category（FAC）and footprint analysis were used to evaluate the motor ability of lower limbs，walking ability and gait before and after training.Results There was no significant difference in the scores of FMA-LL，FAC and gait parameters（walking speed，stride width，stride length difference）before training（t＜0.765，Z=0，P＞0.05）.The scores of FMA-LL，FAC and walking speed improved，and the stride width and stride length difference decreased after training（t＞2.190，Z＞3.630，P＜0.05）.After training，the scores of FMA-LL，FAC，walking speed and stride length difference were better in the observation group than in the control group（t＞2.030，Z=-2.560，P＜0.05），however，there was no significant difference in stride width between two groups（t=0.570，P＞0.05）.Conclusion Lokomat robotic-assisted gait training combined with foot drop stimulator could improve the lower limb motor function and gait ability in patients with stroke，and the effect might be better than using Lokomat robotic-assisted gait training only.

stroke；robotic-assisted gait training；foot drop stimulator；gait function

10.3969/j.issn.1006-9771.2016.08.009

R743.3

A

1006-9771（2016）08-0921-06

1.福建中醫藥大學附屬康復醫院，福建福州市350003；2.福建省康復產業研究院，福建福州市350003；3.福建中醫藥大學康復醫學院，福建福州市350000；4.浙江省立同德醫院，浙江杭州市310000。作者簡介：劉燕平（1989-），女，漢族，福建武平縣人，碩士，康復治療師，主要研究方向：神經康復。通訊作者：楊京輝，男，碩士，康復治療師。E-mail：jack_roy_love@163.com。

CITED AS：Liu YP，Luo J，Yang JH，et al.Effects of Lokomat robotic-assisted gait training combined with drop foot stimulator on gait function in patients with stroke［J］.Zhongguo Kangfu Lilun Yu Shijian，2016，22（8）：921-926.

腦卒中患者由于大腦功能和神經系統功能的損傷，約80%患者伴有肢體功能障礙［1］。其中最常見的是步行功能障礙，約1/3～1/2的患者在出院后的3個月內仍不能獨立步行［2］，嚴重影響患者的日常生活活動能力（activities of daily living，ADL）和生活質量。85%腦卒中幸存者的首要康復目標是恢復其步行能力［3］。因此，提高患者的步行功能成為腦卒中后康復亟需解決的問題之一。

Lokomat下肢康復機器人訓練系統［4］利用下肢外骨骼式機械腿牽引大腿和小腿，在減重系統下協調擺動完成下肢行走訓練，可提供安全、有效及重復穩定的定量運動輸入，對提高腦卒中偏癱患者運動感覺的輸入、神經功能的重塑和運動功能的康復有十分積極的作用［5］。但是，現今的康復機器人還存在不足之處，例如Lokomat下肢康復機器人忽略了踝關節的參數設置及踝部肌肉用力反饋情況，將影響部分踝關節控制差的偏癱患者的步行訓練。足下垂助行儀可以很好地彌補這一缺點。足下垂助行儀是一款便攜的功能性電刺激設備［6］，通過適時地發放電信號刺激神經，促進踝部背屈肌收縮，進而控制踝關節的運動，輔助患者按正確步態行走，提高行走能力。

本研究旨在探討Lokomat下肢康復機器人訓練與足下垂助行儀同步治療對腦卒中后偏癱患者步行功能的影響。

（2016-04-18

2016-05-20）