上肢智能力反饋訓練系統對慢性期腦卒中伴輕度認知障礙患者功能康復的影響研究

朱湘君，紀亮，胡丹丹，徐景

上肢功能障礙是腦卒中患者最常見的后遺癥之一。與下肢功能障礙相比，上肢功能障礙的康復更為滯后、困難，恢復周期更長。據調查數據顯示，我國2/3的腦卒中患者在發病后6個月（慢性期）仍伴有上肢功能障礙，主要表現為協調性差、肌無力、失用等［1］。腦卒中可導致認知功能損傷，據調查我國卒中患者認知障礙發生率高達80.97%［2］。伴有認知障礙的卒中患者常存在注意力不集中、執行力與記憶力下降等表現，這使得上肢功能康復訓練更加困難。既往關于上肢功能康復訓練方案的研究報道較多，如雙側運動訓練［3］、強制性運動訓練［4］、懸吊訓練［5］等，上述訓練方案雖然有效，但均需要在專業康復治療師指導下開展，同時還要求患者有良好的依從性及較高的認知水平、注意力與意志力，故在慢性期腦卒中患者中開展受限。近年研究表明，國內自主研發的新一代上肢智能力反饋訓練系統可通過高強度、重復性、特定任務的互動式訓練而改善腦卒中偏癱患者的上肢功能［6-7］，且該訓練系統具有個體化、興趣化、精準、定量等優點，其在神經康復領域中表現出較大的應用前景，但目前其應用的研究對象多為恢復期（病程≤6個月）的腦卒中偏癱患者［6-8］，慢性期腦卒中尤其是伴有認知功能損傷的患者能否從中獲益尚不明確。本研究以伴有輕度認知障礙的慢性期腦卒中患者為研究對象，從上肢運動功能、日常生活活動能力（activities of daily living，ADL）、認知功能三個方面探討上肢智能力反饋訓練系統對患者功能康復的影響，以期為慢性期腦卒中患者高質量的康養融合提供參考。

1 對象與方法

1.1 研究對象 選擇2019年9月—2020年8月在常州市愛心護理院、常州市德安醫院綜合內科住院的缺血性腦卒中伴輕度認知障礙患者56例，均符合我國缺血性腦卒中的診斷標準［9］。輕度認知障礙診斷參考《卒中后認知障礙管理專家共識》［10］中的診斷標準：患者主訴存在記憶障礙，并獲得家屬或護工證實；未達到癡呆的診斷標準，簡易精神狀態檢查量表（Mini-Mental State Examination，MMSE）評分＞24分；蒙特利爾認知評估（Montreal Cognitive Assessment，MoCA）量表評分＜26分［10］。納入標準：（1）首發腦卒中，病程6～12個月，既往未接受過康復專科治療；（2）年齡60～80歲，初中及以上文化程度，右利手；（3）單側偏癱，能獨立靠坐，患側上肢Brunnstrom分期為Ⅱ～Ⅳ期；（4）患者生命體征平穩，意識清楚，心肺功能良好。排除標準：（1）伴有其他嚴重軀體疾病、肘關節與肩關節活動嚴重受限者；（2）合并精神心理疾病、視覺障礙、吞咽障礙、失語癥、聽理解障礙者。采用隨機分組軟件生成隨機數字分配序列，并根據隨機數字分配序列將患者分為觀察組與對照組，每組28例。兩組患者性別、年齡、受教育時間、病程、偏癱側、梗死部位、患側上肢Brunnstrom分期、體質指數（body mass index，BMI）、吸煙史、飲酒史及合并癥比較，差異無統計學意義（P＞0.05），見表1。本研究獲得常州市愛心護理院醫學倫理委員會審核批準（編號：CFLL20190630），所有患者對本研究知情同意。

表1 兩組患者一般資料比較Table 1 Comparison of general information between the two groups

1.2 方法

1.2.1 常規藥物治療與康復訓練 兩組患者均給予常規藥物治療，包括控制血壓、血糖，調節血脂、改善腦循環等。兩組患者均由治療師開展常規康復訓練，即基于神經發育促進技術開展功能訓練，包括關節活動訓練、轉移、靜態與動態坐位平衡、靜態與動態站位平衡、步行等，1次/d，40 min/次，5次/周，持續訓練8周；ADL訓練項目包括床上活動、進食、洗浴、如廁、更衣等，1次/d，40 min/次，5次/周，持續訓練8周。所有患者的訓練必須嚴格遵守個體化、循序漸進化的原則，且在訓練過程中密切關注患者的體征、情緒變化，若出現心悸、頭暈、呼吸困難、疲憊、焦躁等，應立即停止訓練。

1.2.2 上肢智能力反饋訓練系統 觀察組患者在常規藥物治療與康復訓練基礎上增加上肢智能力反饋訓練。設備為上肢智能力反饋康復訓練系統（型號：Fourier M2，上海傅利葉智能科技有限公司），該訓練系統是基于當前力學反饋技術與控制技術及高性能電機，為患者提供近似治療師的徒手運動控制訓練，并且可以及時感知患側手是否出現痙攣，從而改變助力、阻力或停止，以保障訓練的安全性。制定訓練方案：首次訓練前運用該系統的評估功能評估每例患者患側上肢最大運動范圍，以此設定為初始訓練的安全運動范圍。根據患側上肢肌力選擇訓練模式，肌力為0級患者，初始選擇等速被動模式訓練；肌力為1～2級患者，選擇助動模式訓練，即系統根據患肢運動過程中用力情況實時給予一定助力，誘導患肢進行主動活動；肌力為3級患者，選擇主動訓練模式，患肢無助力下進行運動訓練，促進患側上肢運動功能的改善；肌力為4級或以上者，可以選擇抗阻訓練模式，以提高患肢運動控制能力。根據患肢關節障礙情況選擇運動方向，逆時針方向訓練患側肘關節的屈曲及肩關節的內收，順時針方向訓練患側肘關節的伸展與肩關節的外展。定期評估患者活動范圍、肌力、關節功能，并根據改善情況適時調整訓練方案。訓練方法：患者取坐位，根據患者身高將訓練平臺調節至合適的高度，協助患側手握住訓練手柄，固定好手套綁帶，設定安全運動范圍、訓練模式、運動方向后開始訓練。每日訓練2次，每次訓練時間以患者耐受時間為宜，一般不超過20 min，每周訓練5 d，持續訓練8周。

1.2.3 質量控制方法 兩組患者常規康復訓練均由同一組治療團隊完成，患者、治療師、功能評定醫師對分組均不知曉。

1.3 觀察指標

1.3.1 上肢運動功能 采用Fugl-Meyer評定量表上肢部分（Fugl-Meyer Assessment Upper Extremity Scale，FMA-UE）［11］評估患者訓練前及訓練8周上肢運動功能，該部分內容包括上肢反射活動、屈肌共同運動、伸肌共同運動、伴有共同運動的活動、分離活動、正常反射活動、腕穩定性、手運動、手協調性與速度：指鼻試驗9部分共33個評估項目，每個項目評為0～2分，總分66分，得分越高表明上肢運動功能越好。

1.3.2 ADL 采用改良Barthel指數（modified Barthel index，MBI）［12］評估患者ADL，該量表包含進食、轉移、行走、穿衣、洗澡、如廁、梳妝、上樓梯、小便控制、大便控制10個項目，總分100分，得分越高表明患者ADL越好。

1.3.3 認知功能 采用MoCA量表［13］和認知功能相關血清指標評估患者認知功能。MoCA量表包括執行力、命名能力、注意力、語言能力、延遲回憶、定向力、抽象能力及記憶8個認知領域，其中記憶領域不計分，其余7個認知領域總分30分，得分＜26分為存在輕度認知障礙（受教育年限≤12年，在測試結果上再加1分）。采集患者清晨空腹靜脈血5 ml并于0.5 h內分離血清，3 500 r/min離心10 min（離心半徑15 cm），采用直接化學發光法檢測血清同型半胱氨酸（homocysteine，Hcy）水平，采用酶聯免疫吸附試驗檢測血清基質金屬蛋白酶9（matrix metalloproteinase，MMP-9）水平。

1.4 統計學方法 采用SPSS 20.0統計學軟件進行數據處理。服從正態分布的計量資料以（±s）表示，組間比較采用兩獨立樣本t檢驗，組內比較采用配對t檢驗；計數資料以相對數表示，組間比較采用χ2檢驗，等級資料比較采用Mann-Whitney U檢驗。以P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 FMA-UE評分、MBI評分 兩組患者訓練前FMA-UE評分、MBI評分比較，差異無統計學意義（P＞0.05）；訓練8周觀察組患者FMA-UE評分、MBI評分高于對照組，差異有統計學意義（P＜0.05）。兩組患者訓練8周FMA-UE評分、MBI評分分別高于本組訓練前，差異有統計學意義（P＜0.05），見表2。

表2 兩組患者訓練前后FMA-UE評分、MBI評分比較（±s，分）Table 2 Comparison of FMA-UE score and MBI score between the two groups before and after training

表2 兩組患者訓練前后FMA-UE評分、MBI評分比較（±s，分）Table 2 Comparison of FMA-UE score and MBI score between the two groups before and after training

注：FMA-UE=Fugl-Meyer評定量表中上肢部分，MBI=改良Barthel指數

組別 例數 FMA-UE評分MBI評分訓練前 訓練8周 t配對值 P值 訓練前 訓練8周 t配對值 P值對照組 28 16.6±4.9 22.3±5.9 3.226 0.031 26.3±9.3 32.5±12.5 9.093 ＜0.001觀察組 28 17.3±4.2 27.2±5.2 5.937 0.008 24.1±8.4 46.8±7.2 13.648 ＜0.001 t值 0.581 3.294 0.930 5.213 P值 0.563 0.002 0.357 ＜0.001

2.2 MoCA量表各維度評分及總分 兩組患者訓練前執行力、命名能力、注意力、語言能力、延遲回憶、定向力、抽象能力評分及MoCA量表總分比較，差異無統計學意義（P＞0.05）；兩組患者訓練8周命名能力、語言能力評分比較，差異無統計學意義（P＞0.05）；訓練8周觀察組患者執行力、注意力、延遲回憶、定向力、抽象能力評分及MoCA量表總分高于對照組，差異有統計學意義（P＜0.05）。觀察組患者訓練8周執行力、命名能力、注意力、延遲回憶、定向力、抽象能力評分及MoCA量表總分高于本組訓練前，對照組患者訓練8周命名能力、延遲回憶、抽象能力評分及MoCA量表總分高于本組訓練前，差異有統計學意義（P＜0.05），見表3。

表3 兩組患者訓練前后MoCA量表各維度評分及總分比較（±s，分）Table 3 Comparison of each dimension scores and total score of MoCA scale between the two groups before and after training

表3 兩組患者訓練前后MoCA量表各維度評分及總分比較（±s，分）Table 3 Comparison of each dimension scores and total score of MoCA scale between the two groups before and after training

注：MoCA=簡易精神狀態檢查量表；與本組訓練前比較，aP＜0.05

組別 例數 執行力評分 命名能力評分 注意力評分 語言能力評分訓練前 訓練8周 訓練前 訓練8周 訓練前 訓練8周 訓練前 訓練8周對照組 28 1.98±0.52 2.26±0.47 1.10±0.56 1.87±0.44a 2.52±0.40 2.84±0.51 0.97±0.31 1.14±0.37觀察組 28 2.03±0.48 3.17±0.35a 1.06±0.52 2.05±0.32a 2.34±0.46 3.26±0.66a 1.04±0.23 1.35±0.43 t值 0.374 8.217 0.277 1.751 1.562 2.934 0.960 1.959 P值 0.710 ＜0.001 0.783 0.086 0.124 0.005 0.342 0.055組別 延遲回憶評分 定向力評分 抽象能力評分 MoCA量表總分訓練前 訓練8周 訓練前 訓練8周 訓練前 訓練8周 訓練前 訓練8周對照組 2.43±0.39 2.86±0.36a 2.90±0.87 3.06±0.51 0.35±0.19 0.71±0.30a 13.46±2.08 16.46±2.94a觀察組 2.47±0.32 3.44±0.45a 2.84±1.01 3.64±0.59a 0.38±0.25 1.03±0.26a 14.25±2.37 20.58±3.62a t值 0.420 5.326 0.238 3.935 0.506 4.265 1.326 4.675 P值 0.677 ＜0.001 0.813 ＜0.001 0.615 ＜0.001 0.191 ＜0.001

2.3 血清Hcy、MMP-9水平 兩組患者訓練前血清Hcy、MMP-9水平比較，差異無統計學意義（P＞0.05）；訓練8周觀察組患者血清Hcy、MMP-9水平低于對照組，差異有統計學意義（P＜0.05）。兩組患者訓練8周血清Hcy、MMP-9水平分別低于本組訓練前，差異有統計學意義（P＜0.05），見表4。

表4 兩組患者訓練前后血清Hcy、MMP-9水平比較（±s）Table 4 Comparison of serum levels of Hcy and MMP-9 between the two groups before and after training

表4 兩組患者訓練前后血清Hcy、MMP-9水平比較（±s）Table 4 Comparison of serum levels of Hcy and MMP-9 between the two groups before and after training

注：Hcy=同型半胱氨酸，MMP-9=基質金屬蛋白酶9

組別 例數 Hcy（μmol/L） MMP-9（μg/L）訓練前 訓練8周 t配對值 P值 訓練前 訓練8周 t配對值 P值對照組 28 20.41±6.27 15.28±6.20 3.325 0.031 250.15±24.67 185.31±15.32 9.394 ＜0.001觀察組 28 20.25±7.49 11.97±4.35 4.424 0.009 257.24±20.09 136.50±13.84 14.021 ＜0.001 t值 0.087 3.011 1.179 12.510 P值 0.931 0.004 0.244 ＜0.001

3 討論

當前，康復治療是降低腦卒中后殘疾率、減少醫療與照護支出、減輕照顧負擔等最為有效的手段。盡管我國已初步建立并積極推廣三級康復網絡，但仍然有一大部分腦卒中患者特別是老齡患者未獲得及時、系統、規范的康復治療，導致其伴有肢體障礙、認知障礙等多種功能障礙，此外護工、家屬的悉心照料又可導致患者過度依賴，加重上肢功能障礙及認知功能損傷程度。慢性期腦卒中患者通常意志力及主觀能動性較差，認知功能下降明顯，進而降低其傳統肢體康復訓練效果。

近年隨著科學技術不斷進步，上肢康復機器人也獲得了蓬勃發展［14］。上肢智能力反饋訓練系統是基于力學反饋技術的新一代康復訓練機器人，其能為腦卒中患者提供大劑量、重復性、漸進性、任務導向性的上肢訓練，同時在康復訓練過程中“按需輔助”，從而促進患者受損中樞神經代償或重塑［15-16］。本研究結果顯示，訓練8周觀察組患者FMAUA評分高于對照組，表明上肢智能力反饋訓練能有效促進慢性期腦卒中伴輕度認知障礙患者上肢運動功能康復，與張超等［17］、VEERBEEK等［18］研究結果相近，其機制可能與“腦的可塑性”學說有關［16］：上肢康復機器人提供的高強度、重復性訓練可促進大腦神經解剖結構的重建，或刺激、調動潛在神經元功能發育，進而實現功能替代，盡管對于慢性期腦卒中患者而言，腦神經重塑可能更加緩慢，但仍然有效。此外，上肢智能力反饋訓練系統可糾正腦卒中患者異常運動模式或姿勢，同時在機械臂力刺激下可激活患者感覺-腦-運動傳導通路［19］，從而促進上肢運動功能改善。

本研究結果顯示，訓練8周觀察組患者MBI評分高于對照組，提示上肢智能力反饋訓練系統可有效提高慢性期腦卒中伴輕度認知障礙患者ADL，其機制可能如下：上肢智能力反饋訓練系統能精確地模擬患者日常生活中的常見力學場景，且患者在“按需輔助”下完成特定的任務導向性訓練，這一過程可強迫患者采取多樣的信息處理策略，有助于記憶提取，因此在執行現實生活操作時變得更加有序、高效［20］。VEERBEEK等［18］對腦卒中患者采取上肢康復機器人訓練的效果進行Meta分析，發現訓練前后患者ADL改善并不明顯，本研究結果與之不同，分析原因可能與評定ADL的量表不同有關。本研究納入的對象具有老齡、護工長期照護、依賴性強等特點，MBI側重于評估個體生活活動中的粗大運動功能，能敏感地反映長期照護下的慢性期腦卒中患者生活自理能力的變化，故選擇MBI評估患者ADL。VEERBEEK等［18］選擇功能獨立性量表評估患者ADL，功能獨立性量表側重于評估體獨立生活中的精細運動功能，對于慢性期腦卒中患者而言，精細運動功能的提高需要較長時間，短期可能無法通過量表評分變化體現出來。

本研究結果還顯示，訓練8周觀察組患者執行力、注意力、延遲回憶、定向力、抽象能力評分及MoCA量表總分高于對照組，表明上肢智能力反饋訓練系統能有效改善慢性期腦卒中伴輕度認知障礙患者的認知功能，與袁淑娟等［21］研究結果相近，其機制可能如下：（1）上肢智能力反饋訓練可促進腦卒中患者中樞神經功能重組，且重組過程中與認知功能損傷有關的神經元也獲得了不同程度的修復或重建；（2）上肢智能力反饋訓練系統將訓練項目融入生動有趣的任務游戲中，同時結合了視、聽、觸等多種感覺刺激來吸引患者的注意力，推動患者主動參與，在重復、不斷進級的訓練中，患者的執行力、記憶力、注意力、解決問題的能力等均獲得不同程度的提高。

Hcy作為甲硫氨酸的重要中間代謝產物，其過度表達可直接損傷人類腦神經元。ANSARI［22］研究結果顯示，Hcy 過度表達是導致腦卒中患者認知功能損傷的危險因素之一，且其表達水平與認知功能損傷程度相關。研究表明，腦梗死患者體內MMP-9表達水平明顯升高，其可通過氧化應激反應、神經元損傷等多種途徑對患者認知功能造成損傷，特別是對患者學習能力的損傷［23-24］。本研究結果顯示，訓練8周觀察組患者血清Hcy水平、MMP-9 水平低于對照組，提示上肢智能力反饋訓練系統改善慢性期腦卒中伴輕度認知障礙患者的認知功能可能還涉及分子代謝通路，其可能機制如下：腦卒中患者在上肢智能力反饋訓練過程中機體氧化應激水平得到一定程度的改善，進而增強了機體的抗氧化能力及抗甲基化能力，抑制了體內蛋氨酸脫甲基代謝并促進了Hcy甲基化［25-26］，從而降低了機體Hcy表達水平；且增強上肢功能訓練可促進患者腦組織血液循環改善，調節中樞神經膠質細胞功能，從而抑制多種炎性細胞活化、減輕機體炎癥反應，使體內MMP-9表達下調［27］。

綜上所述，上肢智能力反饋訓練系統不僅能有效改善慢性期腦卒中伴輕度認知障礙患者上肢運動功能、ADL，還能有效改善患者認知功能，是慢性期腦卒中伴輕度認知障礙患者的有效康復方法。且上肢智能力反饋訓練系統操作簡便，使用禁忌證較少，人力成本低，同時多種感官交互體驗可以增加患者的訓練依從性，適合在康復人力資源較為匱乏的社區醫院、養老機構中推廣使用，以促進腦卒中患者康復，同時也促進了我國“康養融合”模式的深入發展。但本研究仍存在一些不足：樣本量較小，觀察時間較短，且未與鏡像療法、神經肌肉電刺激療法等其他療法進行對比，這些均有待進一步研究證實。

作者貢獻：朱湘君、紀亮進行文章的構思與設計，數據收集、整理、分析，結果分析與解釋，撰寫論文，并對文章整體負責、監督管理；朱湘君、紀亮、胡丹丹進行研究的實施與可行性分析；紀亮進行論文的修訂；紀亮、徐景負責文章的質量控制及審校。

本文無利益沖突。