基于虛擬反饋技術(shù)的改良強(qiáng)制性運(yùn)動(dòng)療法在腦卒中恢復(fù)期患者上肢功能恢復(fù)中的臨床應(yīng)用

張秀芳，周敬杰，張玉明，張莉，岑蒙蒙，張明

現(xiàn)代社會(huì)中，腦中風(fēng)嚴(yán)重威脅中、老年人身體健康，我國(guó)每年新發(fā)腦卒中病例120～150萬(wàn)人，死亡80～100萬(wàn)人，死亡率高達(dá)66.7%，在存活者中約75%致殘[1]，這種疾病導(dǎo)致患者肢體出現(xiàn)一系列運(yùn)動(dòng)和感覺(jué)功能障礙，特別是上肢功能的嚴(yán)重缺失，很大程度上影響了偏癱患者日常生活質(zhì)量。因此，需要一個(gè)積極有效的康復(fù)治療方法來(lái)改善腦卒中患者的上肢功能。強(qiáng)制性運(yùn)動(dòng)療法(constraint-induced movement therapy, CIMT)[2]，是神經(jīng)可塑性和腦功能重建理論基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一項(xiàng)療效顯著地康復(fù)技術(shù)。此治療技術(shù)的核心是通過(guò)一定的措施限制患者健側(cè)上肢的運(yùn)動(dòng)，強(qiáng)迫患者對(duì)患側(cè)上肢的使用，逆轉(zhuǎn)習(xí)得性廢用，并在常規(guī)訓(xùn)練的基礎(chǔ)上有針對(duì)性的進(jìn)行強(qiáng)化塑形訓(xùn)練，取得了顯著療效。國(guó)外研究表明[3-4]，經(jīng)過(guò)2周的日常生活塑形訓(xùn)練就可以有效改善偏癱患者的患側(cè)上肢運(yùn)動(dòng)能力提高日常生活獨(dú)立水平。以往的強(qiáng)制性運(yùn)動(dòng)治療在腦卒中偏癱患者上肢功能恢復(fù)中有很好的作用，但是患者參與依從性較差，國(guó)外有調(diào)查表明，208名受訪(fǎng)患者中有68%的人表示對(duì)CIMT排斥，特別是不喜歡CIMT的強(qiáng)制訓(xùn)練方式和健肢固定裝置[5]，這一調(diào)查結(jié)果促使CIMT在原治療模式上進(jìn)行改進(jìn)。因此本研究采用了基于虛擬反饋技術(shù)的改良強(qiáng)制性運(yùn)動(dòng)療法讓患者可在計(jì)算機(jī)虛擬游戲環(huán)境中完成塑形訓(xùn)練動(dòng)作，患者參與的趣味性增加，訓(xùn)練的積極性明顯提高。本研究在常規(guī)上肢功能訓(xùn)練的基礎(chǔ)上增加了基于虛擬反饋技術(shù)的改良強(qiáng)制性運(yùn)動(dòng)療法訓(xùn)練，觀(guān)察其對(duì)腦卒中后恢復(fù)期患者上肢因習(xí)得性廢用導(dǎo)致上肢功能障礙的影響，獲得了良好的治療效果，現(xiàn)報(bào)道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取本科室從2017年1月1日～2019年12月30日就診的腦卒中患者40例，隨機(jī)分為對(duì)照組和觀(guān)察組各20例。入選標(biāo)準(zhǔn)：均為腦出血或腦梗塞，并經(jīng)顱腦CT或MRI檢查證實(shí)[6]；年齡18～70歲；病程≥3個(gè)月；患側(cè)腕伸展>20°,各手指可以小范圍半隨意的伸展，伸展角度>10°，每分鐘動(dòng)作可重復(fù)3次；患側(cè)肩前屈外展>90°(肘關(guān)節(jié)可伸直)，外旋>45°；安全標(biāo)準(zhǔn)：患者健側(cè)連指手套固定后能保持相應(yīng)的平衡狀態(tài)，能獨(dú)立完成日常轉(zhuǎn)移活動(dòng)；所有入選患者均對(duì)本研究知情同意并簽署相關(guān)文件。排除標(biāo)準(zhǔn)包括：患者有嚴(yán)重的認(rèn)知障礙，不能配合訓(xùn)練；嚴(yán)重的關(guān)節(jié)疾患和心肺疾病；關(guān)節(jié)明顯疼痛和關(guān)節(jié)活動(dòng)受限；偏癱側(cè)上肢改良Ashworth痙攣量表等級(jí)≥1級(jí)。采用隨機(jī)數(shù)字表法將上述患者分為觀(guān)察組及對(duì)照組各20例，2組患者一般資料比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，具有可比性，詳見(jiàn)表1。本研究經(jīng)過(guò)徐州市中心醫(yī)院倫理委員會(huì)審核并備案。

1.2 方法 2組患者均給予常規(guī)上肢功能訓(xùn)練和病房監(jiān)督指導(dǎo)訓(xùn)練，觀(guān)察組患者在此基礎(chǔ)上輔以基于虛擬反饋技術(shù)的改良強(qiáng)制性運(yùn)動(dòng)療法。

1.2.1 常規(guī)訓(xùn)練 常規(guī)上肢功能訓(xùn)練[7-8]：增強(qiáng)患側(cè)上肢肌力、耐力、協(xié)調(diào)能力以及手指的精細(xì)功能。①釘板訓(xùn)練：根據(jù)患者手功能水平選擇合適的鐵釘，先把鐵釘從釘板上取下放到釘盒里，然后再把鐵釘插回到釘板上，反復(fù)訓(xùn)練5次；②穿串珠、捏橡皮泥、立體拼圖等訓(xùn)練；③抓球計(jì)時(shí)訓(xùn)練：根據(jù)患者手指的伸展角度選擇3～5cm大小不等的塑料球，一筐10個(gè)球，把球從一個(gè)球框轉(zhuǎn)移到另一個(gè)筐，并計(jì)時(shí)，訓(xùn)練5組；④肩抬舉訓(xùn)練：將肩抬舉訓(xùn)練器拉銷(xiāo)插入分度板相應(yīng)的內(nèi)孔調(diào)節(jié)支架的角度至合適位置，將患者雙手分別固定于體操棒的兩端，肩關(guān)節(jié)前屈，肘關(guān)節(jié)伸直，將體操棒抬舉后逐級(jí)放置在支架的各個(gè)高度位置；⑤日常生活活動(dòng)能力訓(xùn)練：穿衣板、開(kāi)鎖、使用水龍頭、開(kāi)關(guān)燈按鈕、使用夾子等。以上治療時(shí)間為2h，每日治療1次，每周訓(xùn)練5d，治療4周為1個(gè)療程。

表1 2組患者一般資料情況比較

1.2.2 病房監(jiān)督指導(dǎo)訓(xùn)練 要求患者每天訓(xùn)練時(shí)間為4h，包括護(hù)理人員監(jiān)督指導(dǎo)及家屬日常生活中督促患者盡量使用患手如進(jìn)食、修飾、穿脫衣物、娛樂(lè)活動(dòng)等等。每日治療1次，每周訓(xùn)練5d，治療4周為1個(gè)療程。

1.2.3 改良強(qiáng)制性運(yùn)動(dòng)療法 觀(guān)察組患者在治療室常規(guī)上肢功能訓(xùn)練中進(jìn)行1h的基于虛擬反饋技術(shù)的改良強(qiáng)制性運(yùn)動(dòng)療法[9]：訓(xùn)練時(shí)要求患者健側(cè)使用前臂連指手套，用以限制健側(cè)手腕及手指的活動(dòng)。此手套并不限制健側(cè)肘和肩關(guān)節(jié)的活動(dòng)，以保證健側(cè)肢體在患者進(jìn)行轉(zhuǎn)移和步行運(yùn)動(dòng)時(shí)維持身體的協(xié)調(diào)平衡。手套在出現(xiàn)影響患者活動(dòng)安全時(shí)暫時(shí)去除，比如：如廁、沐浴、睡覺(jué)等。每一天健側(cè)肢體腕和手的制動(dòng)時(shí)間要求達(dá)到患者清醒狀態(tài)下活動(dòng)時(shí)間的90%。同時(shí)每天選取4～5個(gè)塑形動(dòng)作在虛擬反饋技術(shù)下進(jìn)行訓(xùn)練。用Enlax日常生活作業(yè)智能訓(xùn)練系統(tǒng)，治療前治療師首先對(duì)患者進(jìn)行評(píng)估，根據(jù)患者完成日常生活動(dòng)作情況自動(dòng)計(jì)算患者上肢各部位活動(dòng)范圍，治療師則根據(jù)評(píng)估結(jié)果設(shè)定合適的訓(xùn)練任務(wù)難度。通過(guò)計(jì)算機(jī)生成虛擬游戲環(huán)境并在顯示器上直觀(guān)呈現(xiàn)，指導(dǎo)患者根據(jù)屏幕提示執(zhí)行偏癱側(cè)上肢特定塑形動(dòng)作訓(xùn)練，包括：擠牙膏、拿杯子、操作ATM存取款機(jī)、開(kāi)煤氣爐、按壓水龍頭、開(kāi)圓形門(mén)把手、開(kāi)水平桿狀門(mén)把手、擰瓶蓋、操作電梯等，訓(xùn)練前后和訓(xùn)練中間進(jìn)行5～10min的牽伸和放松訓(xùn)練。塑形訓(xùn)練是根據(jù)患者的功能障礙情況，有針對(duì)性的選擇日常生活訓(xùn)練任務(wù)，訓(xùn)練任務(wù)難度要稍微超過(guò)患者的功能水平需要患者付出一定的努力才能完成。所有患者訓(xùn)練時(shí)要給予充分的鼓勵(lì)和安慰以促進(jìn)患者完成訓(xùn)練任務(wù)，同時(shí)患者取得進(jìn)步時(shí)要及時(shí)給予反饋和鼓勵(lì)。

1.3 評(píng)定標(biāo)準(zhǔn) 于治療前、治療4周后對(duì)2組患者進(jìn)行療效評(píng)定，具體的臨床評(píng)估指標(biāo)如下。①Fugl-Meyer運(yùn)動(dòng)功能量表上肢評(píng)測(cè)部分(Fugl-Meyer Assessment Upper Extremity，F(xiàn)MA-UE)：要求患者執(zhí)行指定活動(dòng)，根據(jù)患者對(duì)指定活動(dòng)的能否完成或者反射能否引出進(jìn)行計(jì)分，無(wú)法完成動(dòng)作或不能引出反射計(jì)0分，部分完成計(jì)1分，能順利完成動(dòng)作或引出反射計(jì)2分，合計(jì)33項(xiàng)，總分66分，分值越高表示患者上肢運(yùn)動(dòng)功能越好[10]。②簡(jiǎn)易上肢機(jī)能檢查(simple test for evaluating hand function，STEF)是由日本學(xué)者金子翼先生在美國(guó)的基礎(chǔ)上修改的，此評(píng)估可以在短時(shí)間內(nèi)簡(jiǎn)單了解患者上肢及手的運(yùn)動(dòng)能力和運(yùn)動(dòng)速度，并能與正常人相比較。包括10種規(guī)定的動(dòng)作：分別是抓取大球、中球、小球，抓取大木方、中木方、小木方、木園片，翻人造革片，捏金屬片，插金屬小棒，讓患者以盡快的速度準(zhǔn)確完成，并記錄完成每個(gè)動(dòng)作所需的時(shí)間。依據(jù)完成動(dòng)作的時(shí)間計(jì)分，最長(zhǎng)時(shí)間不超過(guò)30秒，每項(xiàng)最低為0分，最高為10分。完成速度越快耗時(shí)越短，分值越高[11]。③運(yùn)動(dòng)活動(dòng)記錄表(Motor Activity Log,MAL)[12]：涵蓋患者在現(xiàn)實(shí)生活環(huán)境中患肢使用數(shù)量(Amount of use MAL-AOU)和患肢活動(dòng)質(zhì)量(Quality of movement MAL-QOM)兩個(gè)部分，總計(jì)30個(gè)活動(dòng)項(xiàng)目，評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)均為0～5等級(jí)，評(píng)定結(jié)果評(píng)分分別除以能夠執(zhí)行的項(xiàng)目總數(shù)，獲得MAL-AOU和MAL-QOM的平均分，MAL-AOU平均分越高表示使用數(shù)量越多，MAL-QOM平均分越高表示活動(dòng)質(zhì)量越好。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 本研究所得數(shù)據(jù)采用IBM公司的SPSS 19.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行分析，計(jì)數(shù)數(shù)據(jù)采用χ2檢驗(yàn)，定量資料采用t檢驗(yàn)，組內(nèi)采用配對(duì)樣本t檢驗(yàn)，組間采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，P<0.05表示差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 治療前后2組患者FMA-UE和STEF評(píng)分比較 治療前2組患者FMA-UE評(píng)分和STEF評(píng)分組間差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；治療4周后，2組患者FMA-UE評(píng)分和STEF評(píng)分均較治療前明顯提高(均P<0.05)，并且觀(guān)察組患者上述指標(biāo)更高于對(duì)照組(P<0.05)，見(jiàn)表2。

表2 治療前后2組患者FMA-UE和STEF評(píng)分比較分，

2.2 治療前后2組患者M(jìn)AL-AOU和MAL-QOM評(píng)分比較 治療前2組患者M(jìn)AL-AOU和MAL-QOM評(píng)分組間差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；治療4周后，2組患者M(jìn)AL-AOU和MAL-QOM評(píng)分均較治療前明顯提高(均P<0.05)，并且上述指標(biāo)均以觀(guān)察組患者更高于對(duì)照組(P<0.05)，見(jiàn)表3。

表3 治療前后2組患者M(jìn)AL-AOU和MAL-QOM評(píng)分比較分，

3 討論

腦卒中是全世界范圍內(nèi)引起嚴(yán)重殘疾的首要原因。腦卒中造成嚴(yán)重肢體功能障礙，尤其是上肢功能障礙。人類(lèi)大部分日常活動(dòng)都需要上肢參與，由于上肢功能缺失使得日常生活參與能力嚴(yán)重喪失，因此找到一個(gè)可以促進(jìn)上肢功能更好更快恢復(fù)且能夠被患者接受依從性更好的康復(fù)治療手段，成為康復(fù)治療師們?cè)卺t(yī)療工作中的一項(xiàng)重要任務(wù)，越來(lái)越引起國(guó)內(nèi)康復(fù)醫(yī)學(xué)界的關(guān)注。

有研究表明對(duì)于腦卒中偏癱患者的上肢功能目前普遍采用傳統(tǒng)的物理治療和作業(yè)治療[13-14]，包括：神經(jīng)促進(jìn)技術(shù)、肌力訓(xùn)練、肌張力訓(xùn)練、物理因子治療、作業(yè)治療等。這些治療對(duì)患者上肢功能恢復(fù)起到一定作用，但是效果不甚理想。腦卒中后偏癱患者因?yàn)榛紓?cè)上肢失去中樞神經(jīng)支配而出現(xiàn)一系列運(yùn)動(dòng)和感覺(jué)功能障礙而不能活動(dòng)，迫使健側(cè)活動(dòng)成為日常活動(dòng)主導(dǎo)，使得患側(cè)上肢產(chǎn)生條件性抑制。當(dāng)患者在日常活動(dòng)想使用患側(cè)上肢時(shí)，往往會(huì)出現(xiàn)無(wú)力、疼痛、不協(xié)調(diào)、不受控制等情況，導(dǎo)致活動(dòng)無(wú)法完成，這一不良現(xiàn)象抑制了患者繼續(xù)使用患肢的欲望，使得健側(cè)肢體過(guò)度使用，而忽略患側(cè)肢體的使用。針對(duì)以上現(xiàn)象Taub教授提出了習(xí)得性廢用理論(learned non-use theory，LNT)并以此為理論基礎(chǔ)提出了基于中樞神經(jīng)系統(tǒng)可塑性理論的一項(xiàng)新的醫(yī)療技術(shù)-強(qiáng)制性運(yùn)動(dòng)療法[15]。隨著醫(yī)學(xué)的發(fā)展這個(gè)治療理念不斷被驗(yàn)證，強(qiáng)制性運(yùn)動(dòng)療法逐漸被應(yīng)用于臨床治療。

強(qiáng)制性運(yùn)動(dòng)療法的作用機(jī)制是通過(guò)對(duì)健肢進(jìn)行限制而加強(qiáng)患肢的可塑形訓(xùn)練，可使偏癱對(duì)側(cè)支配上肢的大腦皮層區(qū)域擴(kuò)大以及同側(cè)皮層新的募集，導(dǎo)致大腦皮層功能重組，從而逆轉(zhuǎn)“習(xí)得性廢用”，這是患肢使用永久性增強(qiáng)的可能機(jī)制[16]。國(guó)內(nèi)外的研究表明強(qiáng)制性運(yùn)動(dòng)療法在腦卒中偏癱肢體功能恢復(fù)中起到了良好的作用[17-18]。但是早期的強(qiáng)制性運(yùn)動(dòng)療法使用懸吊固定裝置限制了整個(gè)健側(cè)上肢的活動(dòng)，過(guò)分強(qiáng)調(diào)患肢的單獨(dú)使用，使得患者在訓(xùn)練活動(dòng)中缺乏了健側(cè)肢體有效的平衡協(xié)調(diào)配合，從而造成動(dòng)作的刻板和笨拙，缺乏足夠的靈活性。再者訓(xùn)練過(guò)程中需要治療師一對(duì)一指導(dǎo)監(jiān)督，每天強(qiáng)化訓(xùn)練6h，這對(duì)于治療師來(lái)說(shuō)工作量較大很難保證每天順利完成，對(duì)患者本人來(lái)說(shuō)要長(zhǎng)時(shí)間固定整個(gè)上肢也較痛苦，造成了強(qiáng)制性運(yùn)動(dòng)療法在治療室內(nèi)治療時(shí)短時(shí)間內(nèi)患者基本可以配合，但在日常生活中確很難保證治療時(shí)間和治療效果患者依從性較差。在此基礎(chǔ)上章志超等[19]通過(guò)一系列研究和實(shí)驗(yàn)提出了一種改良的強(qiáng)制性運(yùn)動(dòng)療法，重點(diǎn)強(qiáng)化治療室內(nèi)的重復(fù)塑形訓(xùn)練，集中訓(xùn)練患者上肢日常生活能力，以達(dá)到訓(xùn)練強(qiáng)度鞏固訓(xùn)練效果，且日常生活適當(dāng)時(shí)間加以配合就可以完成，使得治療師從以往繁重的工作中解放出來(lái)，同時(shí)患者配合也較好。但是治療室內(nèi)的塑形訓(xùn)練往往是不停重復(fù)幾個(gè)特定日常生活活動(dòng)內(nèi)容，過(guò)程枯燥無(wú)味且缺乏有效的反饋。本研究中改良的強(qiáng)制性運(yùn)動(dòng)療法除了在健側(cè)上肢的固定方法上有所改變之外，所有的塑形訓(xùn)練活動(dòng)均在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)下模擬日常生活場(chǎng)景下進(jìn)行，采用視、聽(tīng)、觸三維一體化的訓(xùn)練模式。訓(xùn)練中固定健肢使用前臂連指手套只是限制了健側(cè)上肢手腕和手指的活動(dòng)，保持了肘關(guān)節(jié)和肩關(guān)節(jié)的活動(dòng)，保證了活動(dòng)中健側(cè)肢體的有效的平衡協(xié)調(diào)配合。通過(guò)VR技術(shù)[20-21]，模擬逼真的生活場(chǎng)景，訓(xùn)練結(jié)合游戲，訓(xùn)練中患者的上肢運(yùn)動(dòng)參數(shù)可實(shí)時(shí)顯示，視覺(jué)和音效上的正性反饋提高患者的康復(fù)動(dòng)機(jī)，同時(shí)訓(xùn)練場(chǎng)景也能隨著訓(xùn)練者的訓(xùn)練需求進(jìn)行智能切換，在有限的空間內(nèi)就可以完成大多數(shù)常見(jiàn)日常活動(dòng)訓(xùn)練項(xiàng)目，而且系統(tǒng)配套模擬仿真訓(xùn)練配件，還原日常生活和居家場(chǎng)景模擬實(shí)際正常的運(yùn)動(dòng)模式[22]，促進(jìn)正確信息的輸入有利于功能重建，同時(shí)訓(xùn)練時(shí)配備不同的游戲設(shè)計(jì)趣味性更強(qiáng)，更能激發(fā)患者訓(xùn)練熱情，提高患者參與訓(xùn)練的主動(dòng)性及興趣，有效地解決了患者依從性差的問(wèn)題，使塑形訓(xùn)練效果顯著提高。

本研究顯示治療后2組患者FMA-UE評(píng)分、STEF評(píng)分及MAL評(píng)分均較治療前明顯提高，均顯著優(yōu)于對(duì)照組水平。說(shuō)明基于虛擬反饋技術(shù)的改良強(qiáng)制性運(yùn)動(dòng)療法，彌補(bǔ)了單項(xiàng)訓(xùn)練的不足，明顯提高了患者的上肢功能和日常生活中的參與程度，療效顯著。其明顯的優(yōu)勢(shì)總結(jié)有三點(diǎn)：①健側(cè)上肢固定方式簡(jiǎn)單方便且不影響健肢參與平衡協(xié)調(diào)活動(dòng)，訓(xùn)練重點(diǎn)強(qiáng)化治療室內(nèi)的重復(fù)塑形訓(xùn)練，集中訓(xùn)練患者上肢日常生活能力，且日常生活中適當(dāng)時(shí)間加以配合就可以完成，患者易于接受；②可以為患者提供身臨其境的日常生活訓(xùn)練場(chǎng)景,使枯燥單調(diào)的訓(xùn)練過(guò)程更輕松、更有趣。大大提高了治療師工作效率，代替了繁重重復(fù)的勞動(dòng)，操作過(guò)程簡(jiǎn)單，減少了治療師的負(fù)擔(dān)；③為患者量身定制多種模擬日常生活的訓(xùn)練場(chǎng)景和訓(xùn)練項(xiàng)目，全面訓(xùn)練患者的各種生活能力且使用方便療效顯著，并能實(shí)時(shí)評(píng)估與反饋，增強(qiáng)患者治療信心。

綜上所述，對(duì)于腦卒中患者來(lái)說(shuō)基于虛擬反饋技術(shù)的改良強(qiáng)制性運(yùn)動(dòng)療法在特定的治療環(huán)境中更能夠充分發(fā)揮其治療的優(yōu)勢(shì)性，提高患者的康復(fù)動(dòng)機(jī)，治療效果更好。怎樣把治療室中訓(xùn)練的效果有效地延續(xù)到日常生活和工作中去，提高治療的遠(yuǎn)期效果，是我們下一個(gè)研究的重點(diǎn)。下一步將更優(yōu)化治療方式使得患者更容易接受此治療方式，并能在日常生活中常規(guī)使用，從而更好地提高患者生活質(zhì)量。