Lokomat機器人訓(xùn)練時長對腦卒中偏癱患者步行功能提升效果的臨床研究

楊宇德,陳中華,李錫民,梁振宇,梁鎮(zhèn)宏,李東梅

腦卒中是全球成人致死、致殘的第二大常見病因,高達(dá)80%的患者遺留有運動障礙的問題,嚴(yán)重影響了患者的日常生活活動能力和生存質(zhì)量,給患者和社會帶來沉重的負(fù)擔(dān)[1-3]。臨床研究顯示,患者及家屬最迫切解決的運動功能是步行,因為步行功能障礙是患者日常生活活動參與受限的直接和關(guān)鍵因素[4-5]。下肢機器人作為輔助智能工具,已有不少研究證實其可以改善腦卒中偏癱患者的步行和平衡功能[6-7],但不足的是這些研究僅限于有效性的分析[7-11],關(guān)注是否存在更優(yōu)的訓(xùn)練時長方案尚未有相關(guān)報道。下肢機器人訓(xùn)練時長過短,患者可能未達(dá)到最佳的訓(xùn)練效果,而時長過長,也容易陷入患者訓(xùn)練后疲勞,浪費康復(fù)資源。因此本研究將探討下肢機器人訓(xùn)練時長對不同步行功能水平的卒中患者步行能力恢復(fù)的影響,進(jìn)一步完善、規(guī)范下肢機器人的臨床治療方案。

1 資料與方法

1.1 一般資料 收集2021年7月～2022年12月茂名市人民醫(yī)院康復(fù)醫(yī)學(xué)科收治的120例腦卒中步行功能障礙患者,其中功能性步行量表(functional ambulation category scale,FAC)評級為0～1級的低水平步行功能患者60例,FAC評級為2～3級的高水平步行功能患者共60例。本研究已通過茂名市人民醫(yī)院倫理委員會審批(批件號:PJ2021MI-K081-01)。入選標(biāo)準(zhǔn):年齡30～70歲;診斷符合第四屆全國腦血管疾病會議制定的腦卒中診斷標(biāo)準(zhǔn)[12],具有明確的影像學(xué)病灶;生命體征平穩(wěn),能配合完成各項量表評估;病程在12個月內(nèi);FAC分級0～3級;有足夠的能力參加1h的訓(xùn)練;簽署知情同意書。排除標(biāo)準(zhǔn):顱腦外傷、腫瘤及感染等其他中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病;體重大于100kg;存在嚴(yán)重并發(fā)癥、嚴(yán)重肌痙攣;小腦病變;既往下肢有嚴(yán)重的關(guān)節(jié)疾病或下肢深靜脈血栓的患者;正在服用影響肌張力的藥物;嚴(yán)重認(rèn)知障礙。將低、高水平步行功能組的各60名患者根據(jù)隨機數(shù)字表法分為3小組,每小組20人,下肢機器人訓(xùn)練時長分別設(shè)定為20min、30min、40min。各組一般資料比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義,見表1。

表1 各組患者一般資料比較

1.2 方法 各組患者均接受常規(guī)康復(fù)訓(xùn)練+機器人訓(xùn)練。常規(guī)康復(fù)訓(xùn)練:包括①運動治療:采用肌力及肌耐力訓(xùn)練、牽伸技術(shù)、關(guān)節(jié)活動度訓(xùn)練等并配合神經(jīng)生理學(xué)療法進(jìn)行康復(fù)訓(xùn)練,同時給予各項轉(zhuǎn)移訓(xùn)練、平衡協(xié)調(diào)訓(xùn)練及步行功能訓(xùn)練等,每次40min;②物理因子治療:主要采用神經(jīng)肌肉電刺激及電子生物反饋等治療,每次30min;③針刺治療:采用普通針刺治療,每次30min;④肢體氣壓治療20min。以上治療1次/d,5次/周,治療4周。Lokomat下肢機器人訓(xùn)練:采用瑞士生產(chǎn)的Lokomat下肢智能康復(fù)機器人進(jìn)行訓(xùn)練,跑臺速度(1.3～1.5)km/h,減重參數(shù)設(shè)定為動態(tài)減重,每天訓(xùn)練1次,每周5次,治療4周,根據(jù)組別給予患者20/30/40min時長的訓(xùn)練。整個訓(xùn)練過程由獲得Lokomat下肢康復(fù)機器人培訓(xùn)合格證書的專業(yè)康復(fù)治療師協(xié)助完成,保證患者在正常的運動模式下進(jìn)行。

1.3 評定標(biāo)準(zhǔn) 在治療前和治療4周后分別對患者進(jìn)行評估。包括①簡化下肢Fugl-Meyer運動功能量表(Fugl-Meyer assessment,FMA)[13]:一共17項,每項評分0～2分,總分34分,得分越高則運動功能越好;②Berg平衡量表(Berg balance sale,BBS)[14]:共14項,每項評分0～4分,總分56分,得分越高則平衡功能越好;③FAC[15]:分0～5級,共6個級別,分別賦予0～5分,分?jǐn)?shù)越高則步行功能越好。治療前后均由同一位治療師完成所有評定,觀察患者治療前后下肢運動功能、平衡功能、步行功能的變化。

2 結(jié)果

120例患者均完成了4周的訓(xùn)練,訓(xùn)練過程無不良反應(yīng)。各組患者治療前后的FMA、BBS、FAC評分比較差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。低水平步行功能組的組間比較結(jié)果顯示,下肢機器人訓(xùn)練時長為20min患者治療后的FMA、BBS、FAC評分提高程度優(yōu)于其余2組(P<0.05),而在高水平步行功能組,下肢機器人訓(xùn)練時長為40min患者治療后的FMA、BBS、FAC評分提高程度優(yōu)于其余2組(P<0.05)。見表2,表3。

表2 低水平組內(nèi)機器人不同訓(xùn)練時間患者治療前后運動功能、平衡功能、步行功能比較 分,

表3 高水平組內(nèi)機器人不同訓(xùn)練時間患者治療前后運動功能、平衡功能、步行功能比較 分,

3 討論

卒中后偏癱患者步行受限的主要原因包括偏癱側(cè)肢體運動能力、平衡能力的下降以及異常步態(tài)的出現(xiàn)等。下肢康復(fù)機器人能夠以特定的運動參數(shù)及運動模式為患者提供標(biāo)準(zhǔn)化、針對性及重復(fù)性的步態(tài)訓(xùn)練,利用中樞神經(jīng)系統(tǒng)的重塑和代償功能,幫助患者運動功能的恢復(fù),建立正確的步行模式,彌補了傳統(tǒng)訓(xùn)練的諸多不足[16-17]。2016年AHA/ASA《成年人卒中康復(fù)和恢復(fù)指南》指出[18]:可以考慮使用機器人輔助運動訓(xùn)練結(jié)合傳統(tǒng)康復(fù)治療改善卒中患者的運動功能和移動能力,對早期行走不能或行走能力下降的患者可在進(jìn)行機器人輔助步行訓(xùn)練(II b級推薦,A級證據(jù))。同前人研究結(jié)果一致[19-21],本研究同樣證明了下肢機器人對卒中患者步行功能的促進(jìn)作用,患者下肢運動能力、平衡性以及步行分級均較前改善。就算患者每天僅接受了20min的訓(xùn)練,這比常規(guī)設(shè)定的30min還少,但患者仍然可從中獲益,這可能與下肢機器人強調(diào)主動參與、正確的重心轉(zhuǎn)移和行走模式密切相關(guān),因為在常規(guī)運動訓(xùn)練中,治療師最困難的是反饋和調(diào)整患者重心變化及異常步態(tài)。包譯等[22]的研究也表明,下肢機器人可有效避免患者在康復(fù)治療中出現(xiàn)髖關(guān)節(jié)外展外旋及足下垂等異常步態(tài)。

本研究結(jié)果還表明了Lokomat下肢機器人訓(xùn)練時長對不同步行功能水平卒中患者的步行恢復(fù)確有影響。對于FAC為0和1級的患者,訓(xùn)練時長為20min時對患者步行功能的提高效果最佳,而訓(xùn)練時長為40min時對FAC為2和3級患者步行功能的提高效果最理想。其中考慮原因一:患者步行功能分級較低時,患者整體的運動功能較差,其在20min前的運動狀態(tài)最佳,而在20min后隨著運動耐力的下降,患者難以維持最佳的運動狀態(tài),下肢各肌群逐步進(jìn)入疲勞狀態(tài),導(dǎo)致20min之后的訓(xùn)練效果不佳。原因二:另外,運動時間越久,身體內(nèi)產(chǎn)生的自由基也越多,其數(shù)量與清除它的超氧化物歧化酶存在同步變化,而在超過一定的時間后,酶的活性卻沒有隨著運動量的升高而升高,患者功能低耐力低,很難有效地清除身體在運動時間超過20min產(chǎn)生的過量的自由基,從而導(dǎo)致超過這個運動時間,患者機體處于瀕臨運動損傷的狀態(tài),所以運動時間在20min效果更佳。原因三:運動結(jié)束時機體的即刻肌糖原水平都會明顯下降,加上患者骨骼肌糖原儲能低,進(jìn)行長時間的訓(xùn)練消耗比較大,同時恢復(fù)慢。而步行能力水平高的患者,往往整體運動功能較好,可以接受更長的治療時間以保證該組患者的運動效果,因此40min治療較20min及30min更理想。這需要今后的臨床工作中進(jìn)一步深入探究其關(guān)系,也為Lokomat的臨床操作提供了新的思路。

本研究使用FMA、BBS、FAC等評估量表進(jìn)行評定,僅能對下肢康復(fù)機器人臨床療效進(jìn)行觀察,評估結(jié)果缺乏更多更加客觀的指標(biāo)數(shù)據(jù),諸如表面肌電信號、三維步態(tài)分析等更全面數(shù)據(jù)的采集,未能對其相關(guān)機制進(jìn)行分析及驗證。這將是未來課題組進(jìn)一步需要探討和研究的方向。

綜上所述,Lokomat下肢機器人訓(xùn)練能有效改善腦卒中偏癱患者運動功能障礙,當(dāng)患者處于較低水平步行功能時,短時間的步行訓(xùn)練(20min)便可獲得較好的訓(xùn)練效果,而患者步行功能水平較高時,相對較長的步行訓(xùn)練(40min)時康復(fù)效果更佳,值得臨床推廣應(yīng)用。