BTE PrimusRS模擬訓練系統在腦卒中患者上肢運動功能訓練中的應用

鄭 澤，蘇 彬，黃桂蘭，孫俏儀，梁成盼，王 峰

（無錫市同仁康復醫院，江蘇 無錫 214151）

腦卒中又稱中風，是一組突然起病，以局灶性神經功能缺失為共同特征的急性腦血管疾病，具有高發病率、高致死率、高致殘率的特點。近年來發病年輕化趨勢明顯，男性多于女性[1]。大多數的患者遺留上肢運動功能障礙[2],上肢功能障礙是導致卒中后患者日常生活能力下降的主要因素，影響患者的生活質量[3]。通過對腦卒中患者上肢運動功能系統地評估和訓練，能有效地改善上肢的運動功能障礙[4]。隨著腦卒中康復技術的發展，除了常規的評定治療手段外，強制性使用[5]、機器人輔助及虛擬現實訓練[6]等治療辦法也逐漸被用于偏癱患上肢康復中。BTE PrimusRS系統作為計算機輔助康復技術之一，其配件豐富且動力頭靈活，可以模擬、測量和訓練各種動作，模擬日常生活活動、運動技巧以及職業技能進行評定和訓練。目前研究中，BTE PrimusRS模擬訓練系統大多應用于臨床骨科康復中[7-8]，在神經疾病中的應用較少[9]。本研究針對腦卒中后上肢運動功能障礙的特點，使用BTE PrimusRS模擬訓練系統來改善患者的上肢運動功能，為腦卒中患者的上肢功能康復提供新的治療途徑。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取2017年12月至2019年12月，在無錫市同仁康復醫院康復醫學科住院治療的腦卒中患者。采用隨機數字表法，按進入本研究的順序給患者依次分配隨機數，根據隨機數尾號的單雙數將患者分為對照組與BTE組，最終完成研究的患者共44例，每組各22例。本研究經無錫市精神衛生中心倫理委員會審核通過（No.WXMHCIRB2017LL 007）。兩組患者的年齡、性別、卒中類型及病程等一般資料，經統計學分析，差異無統計學意義，兩組資料具有可比性（P＞0.05），見表1。

表1 兩組患者一般資料比較（±s，n=22）

表1 兩組患者一般資料比較（±s，n=22）

組別對照組BTE組t/x2 P年齡（歲）60.45±10.43 61.77±11.55 0.397 0.693病程（周）6.59±4.54 7.45±4.23 0.653 0.517性別（n）男/女15/7 16/6 0.109 0.741病性（n）梗死/出血16/6 15/7 0.109 0.741偏癱側右/左10/12 11/11 0.091 0.763 Brunnstrom分期（秩均值）上肢 手23.66 21.34 0.653 0.514 25.50 19.50 1.693 0.09

1.2 納入標準①符合全國第四次腦血管學術會議通過的《各類腦血管疾病診斷要點》[10]，并經CT或MRI檢查證實的腦卒中患者；②首次發作，或既往發作未有神經功能后遺癥；③年齡40-80歲；④病情穩定，病程在6個月之內；⑤Brunnstrom分期：上肢及手≥IV期；⑥坐位平衡≥兩級；⑦認知功能達到可以完成評估和訓練，治療依從性好；⑧自愿配合，簽署知情同意書。

1.3 排除標準①失語癥、聽力障礙等無法與他人正常言語溝通者；②嚴重認知障礙者；③雙側偏癱者；④并發嚴重的其它系統疾病者；⑤不接受治療方案者；⑥正在參與其他臨床試驗項目者；⑦有既往疾病導致運動功能障礙者。

1.4 剔除及中止標準①填寫虛假信息者；②出現其他系統疾病不適應患者；③主動退出者；④出現不良事件者。

1.5 干預方法

1.5.1 對照組 對照組患者接受康復醫學科的常規臨床治療，護理及康復訓練。日常康復則由資深康復治療師對患者進行“單對單”的訓練，每天1次，每周5天，持續4周。常規康復包括：①理療法：中低頻、氣壓治療等作用于軀體；②運動療法：轉移訓練、平衡訓練、坐位訓練、站立訓練、雙上肢上舉及下肢踏步訓練等；③作業療法：上肢大關節的粗大運動及手部精細運動，包括輔助器具應用、進食、洗漱等日常基本生活活動能力的訓練。

1.5.2 BTE組BTE組在常規訓練的基礎上再利用BTE Primus RS模擬訓練系統（UL2601-1，美國BTE公司）進行相應治療。參與本研究的BTE操作者都經過正規培訓的康復治療師。本研究應用BTE系統里CPM模式中的神經肌肉控制模式[11]，患者訓練時，需盡量控制力量在紅色虛線內，以達到神經肌肉控制訓練的目的，具體如圖1所示。神經肌肉模式分為動態模式和靜態模式兩種，其中動態模式以患者完成指定動作時最大力量的60%作為訓練目標值，訓練時患者需要控制用力在訓練強度的±10%區間內，隨著患者肌肉控制能力的改善，逐步增加訓練難度。

圖1 CPM模式中的神經肌肉控制模式

為改善偏癱患者Brunnstrom IV期的上肢及手的運動功能，共設計了5個訓練動作。①上肢屈伸：促進上肢協調功能動作協調性，采用配件122。患者取坐位，雙手抓握配件。采用神經肌肉控制模式，角速度20°/s，搖動配件，每次10分鐘。②肩關節旋轉：強化肩關節旋轉動作的控制，采用配件701。患者取坐位，患側肩關節前屈30°、外展60°，肘關節屈曲90°放置于配件上，手握配件遠端。采用神經肌肉控制模式，角速度20°/s，旋轉肩關節，每次5分鐘。③前臂旋轉：強化在屈肘90°狀態下，前臂旋前、旋后功能，采用配件601。患者取坐位，患側上肢屈肘90°，手握配件。采用神經肌肉控制模式，角速度20°/s，旋轉前臂，每次5分鐘。④鉤狀抓握：強化手指抓握的控制，采用配件162。患者坐位，患側上肢屈肘90°，以鉤狀抓握的方式握住配件。先采用等長收縮模式用力側握配件，測量不引起代償的最大力量。訓練采用等張收縮模式，并以60%最大力量作為患者等張收縮的訓練強度，每次5分鐘。⑤側捏：強化手側捏及拇指松開的動作控制，采用配件151。患者取坐位，患側上肢屈肘90°，以拇指指腹及示指橈側緣捏住配件。先采用等長收縮模式用力側捏配件，測量測量不引起代償的最大力量。訓練采用等張模式，并以60%最大力量作為患者等張收縮的訓練強度。每次5分鐘。所有BTE訓練每天1次，每周5天，持續4周。注意在訓練過程中，偏癱患者常因分離動作不充分，對肢體及軀干控制差，出現代償動作。在進行上肢及手部活動時，最常見代償方式為軀干側屈及肩胛骨上提，所以整個測試和訓練過程中應避免代償。

1.6 評估指標 兩組患者在干預前、干預4周后分別進行上肢FMA、明尼蘇達協調性動作測試及MBI評估，評估由資深臨床康復工作者負責完成。

1.6.1 上肢協調性評定明尼蘇達協調性動作測試主要評估手部及上肢粗大活動的協調及靈活性，由5部分組成：上肢和手部前伸放置物體、翻轉物體、拿起物體、單手翻轉和放置物體、雙手翻轉和放置物體。測試結果以操作的速度表示，時間越短，功能越好。

1.6.2 上肢運動功能評定Fugl-Meyer運動評分量表（Fugl-Meyer assessment scale，FMA）是卒中后運動恢復的最廣泛使用的量化指標[12]，上肢部分包括有無反射、屈肌協同、伸肌協同運動、腕關節穩定性等10大項，33小項，每小項3級評分制（0-2分），共66分，該研究用來評估上肢運動控制能力。得分越高，功能越好。

1.6.3 日常生活活動能力評定 改良Barthel指數(the modified barthel，MBI)由進食、洗澡、修飾、用廁、轉移、大小便控制、穿衣、行走、上下樓梯共十項組成，滿分100分，用來評估患者日常基本生活自理能力。得分越高，功能越好。

2 結果

2.1 兩組患者明尼蘇達動作協調測試的比較 治療前，兩組患者上肢和手部前伸放置物體、翻轉物體、拿起物體、單手翻轉和放置物體、雙手翻轉和放置物體5個方面的測試時間均無統計學差異（P＞0.05）；治療4周后，兩組患者的測試時間均較前有所減少（P＜0.05）；相比與對照組，BTE組在4周后的各項得分減少更顯著，具有統計學差異（P＜0.05），詳見表2。

表2 兩組患者上肢FMA評分、MBI評分的比較（±s，n=22,分）

表2 兩組患者上肢FMA評分、MBI評分的比較（±s，n=22,分）

注：與治療前比較，①P＜0.05；與對照組比較，②P＜0.05

組別對照組BTE組上肢FMA評分干預前45.18±11.16 45.00±10.24干預后47.95±10.91①54.18±8.41①②MBI評分干預前64.18±19.74 65.05±17.43干預后76.77±16.22①80.32±16.27①

表2 兩組患者明尼蘇達測試的比較（±s，n=22,秒）

表2 兩組患者明尼蘇達測試的比較（±s，n=22,秒）

注：與治療前比較，①P＜0.05；與對照組比較，②P＜0.05

組別對照組BTE組時間治療前治療后治療前治療后放置200.23±28.99 177.27±20.90①214.64±36.20 162.00±20.67①②翻轉241.95±46.52 218.50±45.08①244.77±33.41 193.73±30.62①②置換156.77±26.78 138.09±24.30①159.86±21.21 115.32±24.96①②單手452.86±87.07 403.50±82.12①439.77±79.53 352.73±80.78①②雙手324.86±74.44 285.82±63.85①317.18±71.74 221.50±80.48①②

2.2 兩組患者上肢FMA評分的比較 治療前，兩組患者的FMA差異無統計學差異（P＞0.05），治療4周后，兩組患者的評分較前均有所提高（P＜0.001），BTE組的FMA評分改善顯著高于對照組（P＜0.05），詳見表3。

2.3 兩組患者MBI評分的比較 治療前，兩組患者的MBI差異無統計學差異（P＞0.05），治療4周后，兩組患者的評分均較前均有所提高（P＜0.001），但與對照組相比，BTE組患者的MBI評分改善差異無統計學意義（P＞0.05），詳見表3。

3 討論

腦卒中會導致肌肉激活模式受損，從而降低運動功能[13]，影響患者的活動能力。了解卒中后的上肢損傷對制定恢復功能的治療計劃至關重要[14]。卒中后，由于肌肉無力、肌肉痙攣和失去自主運動控制，常常會改變肩部復合體的上肢運動模式和肌肉激活模式[15]。上肢肌肉無力和感覺喪失會激發補償策略[13]，患者傾向于使用異常的運動協同作用[16]來執行任務，屈肌協同作用是上肢運動功能的主要障礙[17,18]。本研究選擇的患者類型為Brunnstrom上肢及手大于等于IV期，即患者可完成部分或全部分離動作，但其運動控制相對較差。針對此類患者的運動功能障礙，應用BTE系統設計了上肢屈伸、肩關節旋轉、前臂旋轉、鉤狀抓握和側捏為訓練的基本動作。通過上肢多肌群、多關節的協同運動，通過重復性的關節穩定性訓練，以增加上肢分離運動程度，最大限度地激活上肢肌群的運動控制能力，重建正常的肌肉運動控制模式，從而促進腦卒中患者的正常運動模式。有系統評價表明，通過訓練或每天使用手臂和手來達到特定目標的感覺運動輸入對腦卒中的功能恢復有積極的影響，可改善上肢運動[19]。

BTE Primus RS模擬訓練系統可用于軀體功能評估和訓練，如肢體的活動度、爆發力、力量、耐力、協調及各種功能性活動等，豐富的配件和訓練模式可讓操作者根據患者的情況充分發揮創造力，為其量身定做不同的康復訓練計劃。該系統可設置等長、等張、等速和CPM模式。另外，BTE系統所特有的神經肌肉控制模式，可針對患者的上肢運動功能表現選擇靜態或動態的穩定性訓練，囑患者在預設的運動區間內做肌肉控制訓練，訓練時BTE電腦界面能顯示患者用力的大小、目標值、上下區間范圍、完成目標的百分比等數據，幫助患者通過視覺反饋及時調節力量的大小和方向，從而促進任務目標的完成效率和質量。有證據表明，操縱視覺反饋可以增強運動功能[20,21]，降低卒中后的運動誤差和運動變異性[22]。另有研究指出，目標導向的反饋可能由與運動計劃和啟動相關的相同神經回路產生[23]。我們的研究顯示，使用BTE模擬訓練系統能夠提高患者上肢的運動功能及手的協調性。除了等速模式外，還可根據患者的功能狀態選擇等長和等張訓練模式[24]，為患者的訓練提供豐富并有趣的訓練模式。

本研究采用FMA量表、MBI量表及明尼蘇達動作協調測試對腦卒中者進行評估，其中FMA是臨床中用于腦卒中患者肢體運動功能評估的常用量表，相比于Brunnstrom運動功能分期，FMA的評估動作更加精細和量化，可以更準確的反應患者上肢運動功能的水平和變化。本試驗設計的5個動作的目的是強化腦卒中患者上肢分離運動、增加肢體運動控制能力。針對性的重復訓練和運動控制訓練，可以讓腦卒中患者取得更多肢體運動功能的改善[4,25,26]。而明尼蘇達動作協調測試是用于評估腦卒中患者上肢及手的協調性、靈活性以及整體的功能性表現，測試結果同時還受認知水平、手眼協調、手指精細功能等因素影響。經過4周訓練后，BTE組明尼蘇達動作協調測試結果均優于對照組，此結果可能與本試驗設計動作時所強調的強化上肢分離運動和運動控制有關，在一定程度上改善了上肢整體的功能表現[4,25,26]。此外，本試驗所設計的動作包括上肢的屈伸、肩的旋轉、前臂旋轉、手部抓握和側捏，這些都是在明尼蘇達測試中最常用的基礎動作，訓練中對這些基礎動作的強化可能會有助于讓患者在測試中取得更出色的成績。MBI可反映腦卒中患者日常生活自理能力，本研究結果顯示治療前后對照組和BTE組都取得了進步，但兩組之間差異并無統計學意義，其原因可能是BTE所設計的動作中并未針對具體的ADL功能進行訓練，更多的是強化上肢分離運動和運動控制。

總而言之，經過4周的BTE系統訓練，腦卒中患者的FMA、明尼蘇達評分得到了顯著的改善，證明BTE PrimusRS模擬訓練系統能夠改善腦卒中偏癱患者的上肢運動功能及協調功能。然而本研究仍存在一些不足之處，如①本研究樣本量較少、觀察周期較短，尚未進行隨訪，其長期療效有待進一步研究；②本研究對病種、年齡、病程未進行分層，對此有待在未來的研究中深入探討。