下肢康復機器人訓練對腦卒中偏癱患者運動能力和日常生活活動能力的影響①

盧利萍，桑德春，季淑鳳

下肢康復機器人訓練對腦卒中偏癱患者運動能力和日常生活活動能力的影響①

盧利萍，桑德春，季淑鳳

目的探討下肢康復機器人訓練對腦卒中偏癱患者運動能力及日常生活活動能力的影響。方法2015年6月～2016年7月，本院40例首次腦卒中偏癱患者隨機分為對照組（n=20）和實驗組（n=20）。兩組均予常規康復治療，實驗組另行下肢康復機器人訓練。共6周。治療前后采用簡式Fugl-Meyer下肢運動量表、Fugl-Meyer平衡量表、Holden步行功能分級和改良Barthel指數評定法對兩組運動功能、平衡功能、步行能力及日常生活活動能力進行評定。結果治療后，兩組Fugl-Meyer下肢運動量表評分、Fugl-Meyer平衡量表評分、Holden步行功能分級和改良Barthel指數較治療前明顯升高（χ2＞8.980，t＞3.902，P＜0.01），且實驗組高于對照組（χ2=7.632，t＞2.075，P＜0.05）。結論下肢康復機器人訓練有助于提高腦卒中偏癱患者下肢運動功能、平衡功能、步行能力及生活自理能力。

腦卒中；偏癱；下肢康復機器人；運動功能；平衡功能；步行能力；日常生活活動能力

［本文著錄格式］盧利萍，桑德春，季淑鳳.下肢康復機器人訓練對腦卒中偏癱患者運動能力和日常生活活動能力的影響［J］.中國康復理論與實踐，2016，22（10）：1200-1203.

CITED AS：Lu LP，Sang DC，JiSF.Effectof leg rehabilitation robot training onmotor and activities of daily living in hemiplegic patientsafter stroke［J］.Zhongguo Kangfu Lilun Yu Shijian，2016，22（10）：1200-1203.

隨著醫療的發展，腦卒中患者死亡率明顯下降，但是存活的患者經常伴有偏癱等殘疾，嚴重影響患者的運動功能和生活質量，加重家庭和社會的負擔。傳統的康復治療主要依賴于治療師的經驗與徒手操作技術［1-4］，人力成本較高，且隨著患者數目迅速增大，治療師體力負擔過大，康復治療效果受限。康復機器人用于康復治療，可節省時間，減輕康復治療師的體力負擔［5-10］。本研究通過運用下肢康復機器人對偏癱患者進行下肢運動功能康復，現報道如下。

1　資料與方法

1.1一般資料

選取本院2015年6月～2016年7月首次腦卒中偏癱患者40例，診斷均符合全國第四次腦血管病會議診斷標準［11］，并經頭顱CT或MRI檢查確診。將患者按隨機數字表法分為對照組和實驗組，每組各20例。兩組患者在性別、年齡、病程、卒中類型、偏癱側別方面均無顯著性差異（P＞0.05）。見表1。

納入標準：①首次發病；②年齡34～76歲；③有肢體功能障礙；④生命體征穩定，可執行指令；⑤患側下肢各關節被動活動范圍（range ofmotion，ROM）與健側相同，沒有疼痛及跟腱攣縮；⑥患側下肢本體感覺和足底輕觸覺、針刺覺存在；⑦無嚴重認知理解障礙，可主動配合康復訓練，無器質性精神障礙；⑧病程在5個月以內，心肺功能良好，無其他限制活動的并發癥。

排除標準：①伴意識障礙；②并發嚴重并發癥，如心、肺、肝、腎功能衰竭。

退出和終止標準：①突發再次腦卒中；②病情不穩定不能繼續進行康復治療；③患者或家屬研究期間提出退出要求。

1.2方法

對照組和實驗組均予常規康復治療，實驗組另行下肢康復機器人訓練。

1.2.1常規康復治療

常規康復治療包括防治痙攣的相關理療、運動手法治療、水療等［12］，床上翻身訓練等日常生活活動能力（activities of daily living，ADL）訓練，平衡訓練，針灸按摩懸吊治療，認知治療。每次60 m in，每天1次，每周5 d，共30次，療程6周。

1.2.2下肢康復機器人訓練

下肢康復機器人（日本安川電機有限公司，YASKAWA）下肢訓練有六種運動模式：髖膝踝三關節聯動運動1（馬蹄足）模式、髖膝踝三關節聯動運動2（髖關節）模式、踝關節模式、連續性被動運動（continous passitive movement，CPM）運動模式、直腿抬高（straight leg raise，SLR）模式及混合模式。

本研究中，入組偏癱患者大部分有下肢伸肌張力增高，故本次研究主要運用髖膝踝三關節聯動運動1（馬蹄足）模式對實驗組進行下肢康復訓練，對抗下肢伸肌模式，糾正足內翻下垂，并同時進行相關的常規康復治療。每次30m in，每天1次，每周5 d，共6周。具體操作如下。選擇髖膝踝三關節聯動運動1（馬蹄足）模式，在該界面上，前三次治療：關節活動度方面，髖關節彎曲側70°，伸展側20°，踝關節彎曲側20°，伸展側-15°；踝力矩限定值方面，若患者無痙攣或程度較輕，則選擇較小的踝力矩限定值，一般為彎曲側及伸展側均為5N·m，若患者痙攣較大，則選擇較大的踝力矩限定值，保持時間為彎曲側及伸展側均為3 s，若患者踝關節伸肌張力高，則可繼續加大彎曲側的保持時間；髖關節角速度20°/s。在患者適應該機器人后，將髖關節及踝關節的屈伸角度進行調整：髖關節彎曲側90°（范圍10°～100°），伸展側10°（范圍10°～100°），踝關節彎曲側30°（范圍-45°～30°），伸展側-10°。

1.3觀察指標

治療前后采用簡式Fugl-Meyer下肢運動量表評估患者下肢運動功能；Fugl-Meyer平衡量表評估患者平衡功能；Holden步行功能分級評定患者步行能力；改良Barthel指數評定法評定患者的ADL。

1.4統計學分析

采用SPSS 16.0統計軟件進行分析。計數資料采用Pearsonχ2檢驗；計量資料進行t檢驗。顯著性水平α=0.05。

2　結果

2.1步行能力

治療前，兩組Holden步行功能分級無顯著性差異（P＞0.05）。治療后，兩組Holden步行功能分級均較治療前明顯提高（P＜0.01），兩組間比較有顯著性差異（P＜0.05）。見表2。

2.2下肢運動功能、平衡功能及ADL

治療前，兩組Fugl-Meyer下肢運動功能評分、平衡功能評分及改良Barthel指數評分比較無顯著性差異（P＞0.05）。治療后，兩組Fugl-Meyer下肢運動功能評分、平衡功能評分及改良Barthel指數評分均明顯提高（P＜0.01）；且實驗組高于對照組（P＜0.05）。見表3、表4、表5。

表1　兩組一般資料比較

表2　實驗組與對照組治療前后Holden步行功能分級［n（%）］

表3　兩組治療前后Fugl-Meyer下肢運動功能評分

表4　兩組治療前后Fugl- Meyer平衡功能評分

表5　兩組治療前后改良Barthel指數評分

3　討論

腦卒中后偏癱患者的運動殘疾很常見。下肢運動功能障礙主要表現為伸肌模式，主動屈膝、屈髖、踝背屈能力受限，嚴重影響患者的運動功能恢復，包括平衡、步態等，從而影響患者轉移、行走、上下樓梯等ADL能力。臨床上，傳統的康復程序依賴于治療師的經驗與徒手操作技術，包括Bobath、Brunnstrom、本體感覺神經肌肉促進療法（proprioceptive neuromusclar facilitation，PNF）等手法，可提高運動功能，改善異常運動模式；但人力成本較高。隨著患者數目迅速增大，節省治療時間越來越成為關注的問題。如果使用康復機器人協助執行康復治療程序，將是一個很大的進步［13-14］。康復機器人通過機器帶動肢體做成千上萬重復性的運動，對控制肢體運動的神經系統刺激并重建，從而恢復肢體運動功能，是一種新的臨床干預手段［15-16］。目前國際上康復機器人研發覆蓋的領域很廣，包括手部康復機器人、上肢康復機器人［17］、踝部康復機器人及下肢康復機器人［18］等。恢復行走能力，是腦卒中后康復的主要目標［19-20］。因此，下肢康復機器人的地位更舉足輕重。

下肢康復機器人可針對所選擇的模式進行各種細節的設定，如髖膝踝各關節屈伸角度、踝關節扭力、保持時間、角速度、治療時間、機械臂柔和度等，從而對不同患者進行明確直觀的針對性訓練，實施更精細的治療方案。

本研究中，入組偏癱患者大部分有下肢伸肌張力增高，或隨著病情進展，腦卒中上運動神經元損傷后導致異常運動模式出現，主要表現為下肢伸肌模式，主動屈膝、屈髖、踝背屈能力受限，嚴重者足內翻下垂明顯，形成馬蹄足。故本次研究主要運用髖膝踝三關節聯動運動1（馬蹄足）模式對實驗組進行下肢康復訓練，通過逐漸增加下肢關節的活動范圍，緩解和改善下肢伸肌協同運動，避免或糾正這種異常模式導致的足下垂、內翻等病理性步態［21］；同時，訓練過程中根據患者康復情況，不斷修正和調節患者髖、膝、踝關節活動度、關節（屈伸）偏移范圍、踝關節扭力、保持時間等參數，使運動指數更加準確。

本研究結果發現，對照組FMA下肢運動評分、Fugl-Meyer平衡量表評分、Holden步行功能分級及改良Barthel指數評分均較治療前改善，說明常規康復治療對腦卒中患者改善下肢運動功能、平衡功能、步行能力及提高ADL有明顯的作用。實驗組各項評分均高于對照組，說明下肢康復機器人訓練并結合常規康復治療對腦卒中患者提高下肢運動功能、平衡功能、步行能力及ADL的效果優于單純常規康復治療。

腦卒中后中樞神經系統在結構上或功能上具有可塑性，可塑性機制包括潛在神經連接、潛在神經通路的激活及神經元軸突的側支長芽，并構成神經細胞間新的突觸聯系［22］。中樞神經系統損傷后功能重組是功能恢復的重要因素，但自然發生的大腦皮質功能重組有限，要提高患者功能恢復的程度，功能訓練是極為重要的因素之一。因此，醫學上通常是通過進行重復、特定任務的訓練讓患者進行足夠的重復性活動［23］，從而使重組中的大腦皮質通過深刻的體驗來學習和儲存正確的運動模式［24］。但是治療師必須花費很多的體力對患者進行訓練，使患者進行足夠的重復活動，從而經常抱怨疲勞或身體壓力過大，導致治療的次數以及患者重復的次數有限。

下肢康復機器人通過足夠的重復性訓練，充分地運用感覺刺激，進一步強化對痙攣肌肉的牽拉作用，充分擴大關節的活動度，并且保證足夠的痙攣抑制時間，強化正常運動模式信息的輸入，顯著改善腦卒中所致的下肢伸肌痙攣；同時使大腦皮質能量代謝活動增加，加強受損半球的運動區激活能力，提高神經系統的代償水平，促進患者下肢功能的整體康復。有研究者對康復機器人療效和費用進行分組實驗研究，發現在療效相同情況下，康復機器人治療結合手法治療組的平均費用少于純手法組［25］。運用下肢康復機器人對腦卒中偏癱患者進行康復訓練，在很大程度上可降低康復治療師的人力成本及康復治療費用，減輕家庭及社會負擔。

綜上所述，下肢康復機器人能夠有效地對抗下肢伸肌模式，提高下肢運動功能，從而提高站立位平衡功能，提高步行能力，進一步提高轉移、行走、上下樓梯、如廁等ADL能力，減輕患者的殘疾程度，使其最大限度地回歸社會，從而減輕家庭及社會的負擔。同時，通過下肢康復機器人訓練，能減輕治療師的勞動強度，保證訓練過程的一致性及持續性，實現訓練方案及康復評估參數化，提高康復效率，是一種有前景的新康復手段。

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Effect of Leg Rehabilitation Robot Training on M otor and Activities of Daily Living in Hem ip legic Patients after Stroke

LU Li-ping，SANG De-chun，JIShu-feng
1.CapitalMedicalUniversity Schoolof Rehabilitation Medicine，Beijing 100068，China；2.Beijing Bo'aiHospital，China Rehabilitation Research Center，Beijing 100068，China
Correspondence to SANG De-chun.E-mail：sdc12663@126.com

Objective To explore the effectof leg rehabilitation robot training onmotor and activities of daily living in hemiplegic patientsafter stroke.Methods From June，2015 to July，2016，40 hem iplegic patientswere random ly divided into controlgroup（n=20）and experimental group（n=20）.Both groups2＞8.980，t＞3.902，P＜0.01），and were higher in the experimentalgroup than in the controlgroup（χ2=7.632，t＞2.075，P＜0.05）.Conclusion Leg rehabilitation robot could facilitate to improve lower extremitymotor function，balance function，walking ability and ADL in hemiplegic patientsafter stroke.

routine rehabilitation，and the experimental group

leg rehabilitation robot training in addition for six weeks.The Fugl-MeyerAssessment-Lower Limb（FMA-L），the Fugl-MeyerAssessment-Balance（FMA-B），Holdenwalking function classification andmodified Barthel Index（MBI）were used to access themotor function，balance function，walking ability and activitiesof daily living（ADL），respectively.Results After treatment，the scoresof FMA-L，FMA-B，Holdenwalking function classification and MBIimproved（χ

stroke；hemiplegia；leg rehabilitation robot；motor function；balance function；walking ability；activitiesof daily living

10.3969/j.issn.1006-9771.2016.10.019

R743.3

A

1006-9771（2016）10-1200-04

中國康復研究中心科研項目（No.2015zx-16）。

1.首都醫科大學康復醫學院，北京市100068；2.中國康復研究中心北京博愛醫院，北京市100068。作者簡介：盧利萍（1983-），女，漢族，湖南瀏陽市人，碩士，主治醫師，主要研究方向：康復評定、神經康復。通訊作者：桑德春。E-mail：sdc12663@126.com。

（2016-07-04

2016-08-12）