智能有氧踏車訓練對不同病程腦梗死患者的效果

韓凱月，劉光亮，蘇文龍,4，唐芷晴，張皓,4,5

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；3.良鄉醫院，北京市 102401；4.康復大學，山東青島市 266000；5.山東大學齊魯醫學院，山東濟南市 250100

0 引言

腦卒中是國內致死率和致殘率很高的疾病之一[1]，其中腦梗死占70%[2]，患者常伴下肢運動功能和心肺功能障礙[3]，嚴重影響生活質量。有氧踏車訓練是一種重復性運動學習任務，可通過激活腦網絡和誘導神經重塑促進患者功能恢復[4]。但目前臨床應用的常規有氧踏車實用性不佳[5]。

本研究采用智能有氧踏車訓練系統，集監測、訓練和生物反饋功能為一體，可實時監測患者生理指標，并結合功能情況制定和調整訓練方案，實現訓練數據的自動保存和對比分析。本文研究智能有氧踏車訓練對不同病程腦梗死患者下肢運動功能、心肺功能和日常生活活動(activities of daily living,ADL)能力的影響，探討其最佳介入時間。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2019 年11 月至2021 年11 月北京博愛醫院收治的腦梗死患者138 例，符合“中國腦血管疾病分類2015”腦梗死分類標準[6]，并經顱腦CT或MRI證實。

納入標準：①年齡51～80 歲；②首次發病，單側肢體癱瘓；③病程≤6 個月，生命體征穩定；④下肢Brunnstrom分期≥Ⅲ期；⑤簽署知情同意書。

排除標準：①進展型腦卒中；②短暫性腦缺血發作；③血壓不穩定；④嚴重心肺疾病或其他神經系統疾病；⑤嚴重認知障礙、理解性失語；⑥患側下肢嚴重痙攣或關節活動范圍嚴重受限等，無法配合評定或治療。

剔除與脫落標準：①因病情加重或出現嚴重并發癥等各種原因無法繼續訓練；②患者或家屬主動退出。

采用分層隨機方法，將患者按照病程＜1 個月(n=46)、1～3個月(n=46)、＞3～6個月(n=46)進行分層，各病程下采用SPSS 26.0 生成隨機數，分為試驗組(n=23)和對照組(n=23)。兩組一般資料無顯著性差異(P＞0.05)。見表1。

表1 兩組一般資料比較

本研究經中國康復研究中心醫學倫理委員會審查批準(No.2019-126-1)。

1.2 方法

所有患者均接受降壓、降脂、控制血糖、抗血小板、營養神經等藥物治療和常規康復訓練，試驗組在對照組治療的基礎上加智能有氧踏車訓練。

1.2.1 常規康復訓練

包括物理治療和作業治療。物理治療以Bobath法為主，包括關節活動度訓練、肌力訓練、坐位平衡訓練、坐站轉移訓練和步行能力訓練等；作業治療包括磨砂板、滾筒、木釘和ADL訓練等。每次30 min，每天1次，每周5 d，共8周。

1.2.2 智能有氧踏車訓練

采用智能有氧踏車(德國ERGOLINE 公司)，主動訓練模式，以心率為強度指標：

靶心率=(最大心率-靜息心率)×(60%～80%)+靜息心率[7-8]

患者全程佩戴心電監護儀實時監測心率，每5 分鐘記錄1 次血壓。①準備期：調整座椅前后距離和靠背角度，患者雙側膝關節微曲，束帶固定患足。②熱身期：啟動治療，囑患者雙下肢用力踩踏板進行無阻力踏車訓練，50～60 r/min，運動5 min。③運動期：以10 W/min遞增功率升至患者靶心率，之后通過調整轉速使患者心率維持于靶心率范圍，運動20 min。④放松期：恢復無阻力踏車訓練，運動5 min。

訓練過程中，設置靶心率、血壓等監測參數，超出設定值時設備自動報警提醒，應降低訓練強度，必要時停止訓練并給予對癥處理[9-10]。

1.3 評定指標

治療前、治療4 周和8 周后的2 d 內，由同一位康復治療師完成評定。治療師對分組情況不知情。

1.3.1 運動功能評定

采用Fugl-Meyer 評定量表下肢部分(Fugl-Meyer Assessment-Lower Extremities,FMA-LE)評定患者下肢感覺運動功能，滿分34分，評分越高表示下肢感覺運動功能越好[11]。

1.3.2 心肺功能評定

采用心肺運動試驗測試峰值攝氧量(peak oxygen uptake,VO2peak)[12]。患者坐位，佩戴面罩和呼氣采集管，首先行無阻力踏車運動2 min，以10～30 W/min遞增功率至患者最大耐受量，檢測呼氣采集管氣體，測定VO2peak。患者全程佩戴心電監護儀，若出現高危生命體征時，終止測試。

6 分鐘步行試驗(6 Minute Walk Test,6MWT)：囑患者在平直走廊里盡可能快地行走，記錄6 min 的步行距離，步行距離越長，代表心肺功能越好[13]。

1.3.3 ADL評定

采用改良Barthel 指數(modified Barthel Index,MBI)評定患者的ADL能力，滿分100分，評分越高代表ADL越好[14]。

1.4 統計學分析

采用Excel 軟件記錄數據，采用R Studio 軟件進行統計學分析。計數資料以頻數表示，組間比較采用χ2檢驗。計量資料符合正態分布，以()或(95%CI)表示，采用lmerTest 軟件包[15]建立線性混合模型，利用EMMEANs包進行簡單效應分析。最終建模為：

模型＜-lmer(得分-時間+治療+病程+治療*時間+病程*治療+(1|個體),數據)。

顯著性水平α=0.05。

2 結果

2.1 總體療效

兩組治療后各時間點FMA-LE 評分、6MWT、VO2peak 和MBI 評分均較前一時間點顯著改善(P ＜0.001)。治療4 周和8 周后，試驗組FMA-LE 評分、6MWT、VO2peak 和MBI 評分均優于對照組(P ＜0.05)。見表2～表5。

表2 兩組治療前后FMA-LE評分比較

表3 兩組治療前后VO2peak比較 單位：mL·kg-1·min-1

表4 兩組治療前后6MWT比較 單位：m

表5 兩組治療前后MBI評分比較

2.2 不同病程患者的療效比較

病程＜1 個月的患者中，試驗組FMA-LE 評分、VO2peak 和6MWT 優于對照組(P＜0.05)；病程1～3 個月的患者中，試驗組6MWT 和MBI 評分均優于對照組(P＜0.05)。病程＞3～6 個月的患者中，各項測試均無顯著性差異(P＞0.05)。見表6～表9。

表6 兩組不同病程FMA-LE評分比較

表7 兩組不同病程VO2peak比較 單位：mL·kg-1·min-1

表8 兩組不同病程6MWT比較 單位：m

表9 兩組不同病程MBI評分比較

3 討論

腦卒中是全球最常見的致殘性疾病之一[16]，有氧踏車訓練可打破體力活動不足和功能衰退的惡性循環，促進患者康復[17]。本研究采用的智能有氧踏車訓練系統，集訓練、監測和生物反饋功能為一體，打破常規有氧踏車應用的局限[18-19]，以功率為單位設置訓練方案，并對心率、心電圖、血壓等重要生理指標進行實時監測和預警提示，還可提供關于力量對稱性的視覺生物反饋，實現訓練數據的自動保存和對比分析。

目前關于有氧踏車的臨床研究存在一定局限性，如未區分卒中類型[20]和卒中病程[21]。本研究顯示，針對雙下肢任務重復性訓練的智能有氧踏車，顯著改善病程＜1 個月腦梗死患者的下肢運動功能、心肺功能和ADL，訓練時間越長，康復效果越好。這與Da Ro‐sa Pinheiro 等[22]的研究結果一致。任務重復性訓練可誘導適應性神經重塑[23]，有利于患者的運動感知和運動再學習，系統恢復肌肉協同作用[24]。Raimundo 等[25]提出，有氧踏車訓練不僅可提高運動功能，還能通過提高交感神經的驅動力影響腦卒中患者的心肺適能。袁建容等[26]和范星月[5]也發現，有氧踏車訓練顯著改善腦卒中患者心肺功能、ADL和生活質量。可能的機制為：①減少肌萎縮，改善骨骼肌功能[27]；②促進心肌細胞重塑，增強舒張功能，進而改善泵血功能[28]；③增加患者肺部氣體交換量，提高血氧含量，改善心肺功能[29]；④促進血管內皮細胞再生，刺激分泌血管緊張素，改善血管形態，提高血管適應性[30]。

Tang 等[31]發現，亞急性期腦卒中患者長期堅持有氧踏車訓練有助于提高運動能力和步行能力。有氧踏車訓練是一種交替性屈伸運動，腦卒中偏癱患者患側下肢多在健側不同程度輔助下參與運動，故短時間有氧踏車訓練可能并不能明顯改善患側下肢的運動功能。Vanroy 等[32]發現，3 個月有氧踏車訓練改善亞急性期腦卒中患者的下肢力量、步速和有氧運動能力，但在6 個月和12 個月隨訪中未發現有顯著性差異。本研究顯示，有氧踏車訓練時間越長，康復效果越好。但本研究未進行隨訪，無法確定長期療效。

腦卒中患者在發病后最初幾周存在一定程度自發恢復[33]。Cramer[34]發現，在自發恢復的基礎上進行康復干預可有效促進患者功能恢復。為降低自發恢復等其他因素影響，本研究將不同病程的腦卒中患者隨機分為試驗組和對照組，采用線性混合模型進行統計分析，結果表明智能有氧踏車訓練尤其改善病程＜1 個月腦梗死患者的下肢運動功能和心肺功能。

本次研究僅針對腦梗死患者，且未隨訪。后續可針對不同卒中類型進行長期隨訪研究。此外，本研究的訓練強度依據患者靶心率制定，未來可進一步探討個性化訓練方案，為臨床提供更多參考。

利益沖突聲明：所有作者聲明不存在利益沖突。