下肢康復機器人聯(lián)合等速肌力訓練對腦卒中后下肢運動功能影響的臨床對照研究

舒國建，劉家慶，向云，趙寧，李春鎮(zhèn)，王化高，張良清

腦卒中具有高發(fā)病率、高致殘率的特點，70%～80%的腦卒中患者存在功能障礙，出現(xiàn)暫時或永久性的殘疾[1]，其中下肢運動功能障礙尤為突出，表現(xiàn)為肌力下降、活動受限、重心轉(zhuǎn)移差、平衡及步行功能障礙等[2]。目前應用現(xiàn)代康復治療手段改善運動功能障礙是研究熱點。等速肌力訓練是在速度恒定而阻力可變的條件下進行的一種運動方式，保證肌肉在各個角度能承受最大阻力和力矩輸出，在腦卒中后康復中的應用逐漸受到關(guān)注[3]。而下肢康復機器人通過減重和標準化的生理步態(tài)訓練，將負重、邁步、平衡三要素有機結(jié)合，為腦卒中后下肢運動功能障礙患者提供了科學有效的康復手段[4]。雖然等速肌力訓練、下肢康復機器人各自的康復治療作用明確[2,4],但目前將兩者單獨治療同兩者結(jié)合起來治療作用療效的比較臨床研究鮮有報告。本研究通過觀察下肢康復機器人訓練、下肢等速肌力訓練以及二者結(jié)合訓練對腦卒中后下肢功能障礙患者功能的影響，為腦卒中后偏癱患者下肢功能訓練提供一種可能的組合。

1 資料與方法

1.1 一般資料 本研究選取2018年9月到2019年12月在華中科技大學協(xié)和深圳醫(yī)院康復醫(yī)學科住院治療的腦卒中患者75例作為研究對象。納入標準：符合中華醫(yī)學會公布的《中國急性缺血性腦卒中診治指南2018》的診斷標準[5]，經(jīng)頭顱CT或MRI確診的初次發(fā)病的腦卒中患者；年齡18～75歲，性別不限；病程<3個月；患側(cè)下肢Brunnstrom分期≥III期；患側(cè)下肢屈伸膝肌力≥3級；下肢膝關(guān)節(jié)肌張力改良Ashworth評定<2級；患者在攙扶或監(jiān)督下可平地行走(Holden步行功能分級1～3級)；意識清楚，無認知障礙；簽署知情同意書。排除標準：雙側(cè)肢體癱瘓；合并心、肝、腎等重要臟器功能減退或衰竭等重大疾病者；嚴重認知功能障礙，不能配合者；嚴重的下肢關(guān)節(jié)疾病或骨性關(guān)節(jié)炎者；伴隨影響運動功能恢復的感覺功能障礙。經(jīng)醫(yī)院倫理委員會批準，所有入組患者均需要簽署知情同意書，將符合標準的患者按照電腦隨機數(shù)字法(1∶1∶1)分為3組，分別為A組：下肢康復機器人訓練組；B組：下肢等速肌力訓練組；C組：下肢康復機器人聯(lián)合等速肌力訓練組，每組25例。研究過程中，A組1人、B組2人、C組1人中途退出試驗。3組在年齡、性別、病變側(cè)別、病變性質(zhì)等方面差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)，具有可比性，見表1。

表1 3組患者的一般資料比較

1.2 方法 3組病人均接受腦卒中常規(guī)康復治療，A組增加下肢康復機器人訓練，B組增加下肢等速肌力訓練，C組增加下肢康復機器人聯(lián)合等速肌力訓練。①下肢常規(guī)康復訓練包括：運動治療，通過神經(jīng)促通技術(shù)誘發(fā)患者下肢分離運動訓練、肌力訓練、主動控制訓練，同時進行轉(zhuǎn)移訓練、站立平衡訓練、步行訓練等，每次40min。物理因子治療：電子生物反饋、神經(jīng)肌肉電刺激等治療, 每次40min。以上康復治療每周訓練6次，共訓練6周。②下肢康復機器人訓練：采用智能反饋訓練系統(tǒng)A1，由可調(diào)式站立床、減重支持裝置、虛擬步態(tài)系統(tǒng)及智能反饋系統(tǒng)組成。訓練前利用減重支持裝置將患者和機器人綁定，固定好綁帶、腿部驅(qū)動裝置和腳踏板。開機后根據(jù)患者情況調(diào)節(jié)站立床高度，選擇主動運動模式和雙腿踏步模式。設(shè)置雙腿活動范圍(0～25°)，以及步頻(1～80步/min)，每次訓練20min，每周6次，共6周。③等速肌力訓練：采用HUMAC NORM等速測試訓練系統(tǒng)(美國，CSMI)進行偏癱側(cè)下肢膝關(guān)節(jié)的屈、伸肌的等速肌力訓練。患者呈坐位，調(diào)節(jié)座位和靠背高度，通過尼龍帶和滾輪固定身體，系好安全帶，連接動力儀的阻力墊固定在患側(cè)小腿內(nèi)踝上緣3cm處，動力儀的動力軸軸心平對患者膝關(guān)節(jié)的股骨外側(cè)髁，測試前測試患者下肢重量，并用測試結(jié)果進行下肢重量校正，以排除下肢運動時的重力作用。每次訓練前測試3次亞極量屈/伸膝關(guān)節(jié)，然后盡力屈伸至最大范圍，開始訓練。訓練模式為普通等速向心/離心模式，訓練速度設(shè)定：向心60°/s離心90°/s、向心120°/s離心150°/s、向心180°/s離心210°/s,每組角速度屈肌群及伸肌群分別訓練15次，間隙休息30s，每天訓練1次，每周6d，共6周。

1.3 評定標準 分別于治療前及治療6周后進行下肢運動功能評定，評定項目包括：①下肢等速肌力測定：采用HUMAC NORM等速測試訓練系統(tǒng)，選取60°/s、120°/s及180°/s作為測試角速度，檢測患者下肢屈膝肌及伸膝肌力量，選取峰力矩值作為評價指標[6]；②下肢Fugl-Meyer量表(Fugl-Meyer Assessment，F(xiàn)MA)：總分34分，包括6大項17小項內(nèi)容，每項評分2分，運動功能越好，評分越高[7]；③Berg量表(Berg Balance Scale，BBS)：總分56分，包括14項內(nèi)容，每項0～4分共5級，平衡功能越好，評分越高[8]；④Holden 步行功能分級：共分為0～5共6個等級，步行能力越好，等級越高[9]。

2 結(jié)果

2.1 下肢等速肌力測試結(jié)果比較 與治療前相比，3組患者治療6周后在角速度60°/s、120°/s及180°/s下的伸膝肌及屈膝肌峰力矩值均明顯提高(P<0.05)。治療后3組之間比較，A組和B組治療后的伸膝肌及屈膝肌峰力矩值差異無統(tǒng)計學差異(P>0.05)，但C組在不同角速度下的伸膝肌及屈膝肌峰力矩值高于A組和B組(P<0.05)，見表2，3。

表2 3組患者治療前后不同角度下伸膝肌峰力矩值比較

表3 3組患者治療前后不同角度下屈膝肌峰力矩值比較

2.2 FMA評分及BBS評分比較 與治療前相比，3組患者治療后FMA評分及BBS評分均明顯提高(P<0.05)。治療后3組之間比較，F(xiàn)MA評分差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)；BBS評分A組和B組之間差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)，C組明顯高于A組和B組(P<0.05)，見表4。

表4 3組患者治療前后FMA評分及BBS評分比較 分，

2.3 Holden步行功能分級比較 與治療前相比，3組患者Holden步行功能分級有所提升，差異具有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。治療后3組之間比較，患者Holden步行功能分級無顯著差異(P>0.05)，見表5。

表5 3組患者治療前后的Holden步行功能分級比較 例

3 討論

下肢康復機器人是一種將康復醫(yī)學和計算機科學、生物力學、機器人等多領(lǐng)域結(jié)合的自動化康復訓練設(shè)備，能通過模擬正常步行規(guī)律，恢復神經(jīng)系統(tǒng)對下肢的控制能力，最終達到恢復運動功能的目的[10-11]。盧建亮等[12]將60名患者分為下肢康復機器人訓練組和減重步行訓練組，通過8周治療后發(fā)現(xiàn)下肢康復機器人訓練在提高下肢肌力方面優(yōu)于減重步行訓練。Westlake等[13]研究發(fā)現(xiàn)下肢康復機器人能顯著提升行走速度、改善步長及平衡功能，效果優(yōu)于傳統(tǒng)跑步機訓練。本研究結(jié)果顯示下肢康復機器人組治療6周后的峰力矩值、FMA評分、BBS評分及Holden步行功能分級較治療前均有所改善，提示下肢康復機器人提高了患者患側(cè)下肢肌力、平衡和步行能力，這一結(jié)果與既往文獻相符[11-14]。

等速肌力訓練又稱調(diào)節(jié)抗阻運動，其利用儀器檢測關(guān)節(jié)在訓練中肌力的大小，相應調(diào)節(jié)所施加的阻力，使肌肉收縮充分、張力和收縮力平衡，具有較高的客觀性、高效性、安全性和可重復性[15-17]，一般要求患者肢體具有一定的主動運動能力如布氏III期及以上功能。等速肌力測試訓練系統(tǒng)不僅能進行康復訓練，還能夠測試肌力，與徒手肌力測試相比更加客觀、準確[18-20]。其中峰力矩值能反映肌肉收縮最大力矩輸出，代表肌肉收縮所產(chǎn)生的最大力量，具備較高的準確性和信度，是等速肌力測試的黃金指標[7]。同時，等速肌力測試在不同角速度下測試的結(jié)果反映肌肉不同性能，慢速測試如60°/s主要反映最大肌力水平，而快速測試如180°/s則體現(xiàn)肌肉耐力[21]。因此本研究選取3個角速度60°/s、120°/s及180°/s三個角速度全面評估患者下肢肌力水平。本研究結(jié)果表明等速肌力訓練組治療6周后的峰力矩值、FMA評分、BBS評分及Holden步行功能分級較治療前均有所改善，提示等速肌力訓練對于偏癱下肢的康復效果肯定，這也與多數(shù)文獻結(jié)論相符[16-19]。

此外，本研究發(fā)現(xiàn)，治療6周后，患者屈膝、伸膝的峰力矩值和BBS評分改善情況，A組和B組之間差異無統(tǒng)計學意義，說明下肢康復機器人或下肢等速肌力訓練均可以較好改善患者下肢運動功能；但C組與A組和B組比較，差異有統(tǒng)計學意義，提示下肢康復機器人訓練聯(lián)合等速肌力訓練能更有效改善腦卒中患者的下肢運動功能，比單純應用下肢康復機器人訓練或等速肌力訓練效果更佳。本研究將兩者結(jié)合起來應用為治療腦卒中后下肢運動障礙提供了一種新組合。

本研究的不足：①由于每次評價項目比較多，耗時比較長，3組患者僅在治療6周前后進行了康復評價，治療過程中未能給予評估，同時出院后患者去向不同,后續(xù)隨訪比較困難；②由于下肢機器人和下肢等速訓練都會產(chǎn)生可見的下肢運動，無法模擬安慰治療，因此，C組患者在治療時間上多于A組和B組這種類似問題將在今后的研究中繼續(xù)優(yōu)化。

綜上所述，下肢康復機器人或等速肌力訓練均能改善腦卒中患者下肢肌力，平衡功能和步行能力，但二者結(jié)合比單獨應用療效更佳，因此，可以在臨床應用。