下肢外骨骼康復機器人對偏癱患者步態時空參數不對稱性的影響

李新科，呂曉，龍建軍，馬丁瑩，王玉龍，葉晶

腦卒中是一種高發疾病，患者急性期后常留有偏癱后遺癥。偏癱患者由于患側肌力下降、運動控制障礙和感覺功能障礙等，在步行時多表現為健側和患側不對稱的異常步態模式。步態異常是影響患者正常生理功能及生活質量的重要因素[1]。近年來，下肢外骨骼康復機器人作為一種新興的康復輔助治療手段，越來越受到患者的青睞，但國內很少定性地分析其對偏癱患者時空參數不對稱性的影響。本文基于一款名為BEAR-H1的下肢外骨骼康復機器人，分析其對偏癱患者時空參數不對稱性的影響，報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取2018 年2 月至2020 年1 月寧波市第九醫院收治的腦卒中患者10例，其中男5例，女5例；年齡45～65 歲，平均（56.3±4.2）歲；病程1～12 個月，平均（6.78±4.51）個月。

1.2 入選標準（1）符合腦卒中的診斷標準[2]，經頭顱CT或核磁共振檢查確診，初次發病，側病灶；（2）在無體力和輔助器具幫助下能獨立安全步行10 m以上；（3）患側下肢Brunnstrom 分期Ⅳ～Ⅴ期；（4）發病前無平衡功能能障礙；（5）發病前為右利手；（6）患者自愿參加，并已簽署知情同意書。

1.3 方法 采用英國Oxford 公司生產的VICON 光學運動捕捉系統測量患者步行時空參數。受試者下肢需要按照封三彩圖5 所示貼上光學maker，每條腿貼11 個。受試者需要完成兩部分的測試，首先受試者需穿戴自己舒適的衣服和鞋子，以自己舒適的步速在平地上連續行走10 m。然后休息10 min，再穿戴國內深圳邁步機器人公司研發的BEARH1 下肢外骨骼康復機器人在平地上以自己舒適的步速連續行走10 m。受試者在接受穿戴機器人測試前需保持安靜5 min，并由專業測試人員詳細告知每位受試者測試整個過程、測試要求及注意事項，同時告知受試者本實驗無任何傷害，無需緊張，以免影響測試結果的可靠性。

1.4 評定標準 選用受試者穿下肢外骨骼康復機器人和不穿下肢外骨骼康復機器人的健患側不對稱性作為評價指標。健患側不對稱性可以通過患者步行過程中雙側下肢各步態時空與距離參數計算得知，其中時間-空間參數包括支撐相占比、擺動相占比，距離參數包括步長、步速、跨步長等。不對稱比的計算公式[3]：不對稱比=P 患側/P 健側（其中P 代表各步態時空參數）。計算不對稱比值時，為了便于臨床分析，規定數值較小的一側作為分子；因此，各時空步態不對稱比得出的絕對值均≤1。當比值=1 時，即產生最完美的對稱，比值＜1 即存在不對稱性，比值越小提示不對稱的程度越大。

1.5 統計方法 采用SPSS17.0軟件進行分析，計量資料用均數±標準差表示，采用檢驗。＜0.05 為差異有統計學意義。

2 結果

與不穿下肢外骨骼康復機器人時相比，穿戴外骨骼機器人后患側跨步長顯著增加，支撐相占比顯著縮短，擺動相占比顯著延長（均＜0.05），見表1。兩組左右步長對稱度、擺動相時間對稱度差異有統計學意義（均＜0.05），見表2。

表1 穿戴外骨骼康復機器人前后跨步長、患側擺動相占比、患側支撐相占比比較

表2 穿戴外骨骼康復機器人前后擺動相時間不對稱比、左右步長不對稱比比較

3 討論

本文選擇步長、支撐相時間、擺動相時間等時空步態參數評估下肢外骨骼康復機器人對糾正偏癱患者時空步態參數不對稱性的影響。結果顯示：與不穿下肢康復機器人訓練相比，穿戴外骨骼機器人后偏癱患者患側跨步長顯著增加，支撐相占比顯著縮短，擺動相占比顯著延長（均＜0.05）；兩組左右步長對稱度、擺動相時間對稱度差異均有統計學意義（均＜0.05）。

下肢外骨骼康復機器人給患側一定助力，降低患側下肢肌張力，糾正其足下垂等現象，所以步行時步寬明顯變小，步速明顯提高[4]。偏癱患者步長變短與患肢擺動相對地面的推進力差有關，穿戴機器人后給予一定助力，則可顯著增加步長[5]。偏癱患者因為踝關節背屈力弱，足跟落地后肌肉收縮不充分，導致支撐相的延長，通過機器人提供助力，可以顯著減少支撐相時間[6]。