



摘 要 目的:分析上肢康復機器人聯合鏡像療法對于腦卒中患者的上肢運動功能及日常生活活動能力的療效。方法:觀察南京市高淳人民醫院2021年1月—2024年1月的150例腦卒中患者,隨機將患者分對照組(75例,行常規康復)和觀察組(75例,行上肢康復機器人聯合鏡像療法),均治療4周。比較兩組患者治療前后的Wolf運動功能、上肢運動功能以及日常生活活動能力。結果:兩組患者治療后Wolf運動功能評價量表(WMFT)評分、Fugl-Meyer運動功能評分量表上肢部分(FMA-UL)評分、日常生活活動能力量表(BI)評分均高于治療前,且觀察組評分高于對照組(Plt;0.05)。結論:上肢康復機器人聯合鏡像療法可以改善腦卒中患者Wolf運動功能、上肢運動功能、日常生活活動能力,療效優于單一的常規康復,具有可實施性。
關鍵詞 上肢康復機器人;鏡像療法;腦卒中;運動功能;日常生活活動能力
中圖分類號 R496 R743.3 文獻標識碼 A 文章編號 2096-7721(2024)05-0871-05
Efficacy of upper extremity rehabilitation robot combined with mirror therapy on upper extremity motor function and activities of daily living in stroke patients
WANG Fenfen, XU Rongzhen
(Department of Rehabilitation Medicine, Nanjing Gaochun People’s Hospital, Nanjing 211300, China)
Abstract Objective: To analyze the efficacy of upper limb rehabilitation robot combined with mirror therapy on upper limb motor function and activities of daily living (ADLs) in stroke patients. Methods: 150 stroke patients in Nanjing Gaochun People’s Hospital from January 2021 to January 2024 were observed, and they were randomly divided into the control group (n=
75) and the observation group (n=75). The control group received conventional rehabilitation, while the observation group received upper limb rehabilitation robot combined with mirror therapy, all of which were treated for 4 weeks. The Wolf motor function test (WMFT) scores, upper limb motor function and ADLs of patients in the two groups before and after treatment were compared. Results: The WMFT score, Fugl-Meyer Motor Function Assessment Upper Limb (FMA-UL) score, and Barthel Index (BI) score of the two groups were both higher than those before treatment, and the scores of the observation group were higher than those of the control group (Plt;0.05). Conclusion: Upper extremity rehabilitation robot combined with mirror therapy can improve Wolf motor function, upper extremity motor function, and ADLs of stroke patients, and the efficacy is better than conventional rehabilitation, which is implementable.
Key words Upper Limb Rehabilitation Robot; Mirror Therapy; Stroke; Movement Function; Activities of Daily Living
腦卒中是全人類共同面對的一種嚴重的致死、致殘性疾病,為引發偏癱的一項關鍵因素,腦卒中患者中有30%~66%不能很好地恢復自身上肢運動功能,明顯降低了其日常生活質量[1]。在實際臨床工作中,作業療法、鏡像療法以及近年廣泛研究的上肢康復機器人訓練等上肢康復治療方法得到了比較廣泛的應用,且效果令人滿意[2-3]。其中上肢康復機器人的引入和應用為腦卒中患者的上肢運動功能恢復給予了一種可靠有效的康復途徑[4]。鏡像療法即為鏡像視覺反饋療法,1992年首次提出后用于改善患者截肢后患肢明顯疼痛,隨后用于腦卒中后的肢體運動功能鍛煉[5]。近些年以來,鏡像療法治療腦卒中伴上肢運動功能受限患者的康復效果已經得到了廣泛認可,對于上肢運動功能受限癥狀群體的肢體功能恢復發揮了較好的療效[6]。本研究探究上肢康復機器人、鏡像療法的聯合應用對于腦卒中患者上肢運動功能及日常生活能力的影響,現將結果報道如下。
1 資料與方法
1.1 一般資料 回顧性分析南京市高淳人民醫院2021年1月—2024年1月接診的150例腦卒中患者的臨床資料。納入標準:①參考《中國腦血管疾病分類2015》[7]診斷為腦出血/腦梗死;②根據影像學檢查以及家屬問診顯示為首次單側發病;③病情處于恢復期,可以配合完成研究內容,且配合度良好;④參考《中國腦血管疾病分類2015》[7]上肢運動功能障礙相關內容,入組患者上肢運動功能非完全喪失,存在一定的活動困難,但保留部分自主活動;⑤生命體征平穩,心肺功能良好;⑥無視覺、聽覺、心理或認知功能障礙。排除標準:①簡易精神狀態量表(Mini-mental State Examination,MMSE)[8]
評分≤24分者;②上肢各個關節的被動活動均有明顯受限,上肢部位疼痛視覺模擬評分法(Visual Analogue Scale,VAS)評分≤7分;③存在呼吸系統疾病、心肺功能異常、肝腎功能異常、肌張力過高、精神分裂癥、神經官能癥、血液系統有關病癥、癡呆、帕金森綜合征、蛛網膜下腔出血亦或者短暫性腦缺血發作其中之一情形者;④病程gt;2個月。隨機將入選者分為對照組和觀察組,每組75例。兩組患者基礎資料比較,差異無統計學意義(Pgt;0.05),具有可比性,見表1。本研究得到了醫學倫理委員會審核通過,與腦卒中患者的家屬簽具了知情同意書。
1.2 方法
1.2.1 對照組 行常規康復內容。進行常規物理療法,例如轉移訓練、站立位及坐立位的平衡把握、被動活動等。借助患者的視覺、聽覺以及觸覺等,適度刺激以促進其患側上肢的運動反應。如果患者出現肢體痙攣等問題,則采用醫療刺激感受器對其肌張力加以治療和改善。每次訓練45 min,1次/天,5天/周,休息2 d,持續4周。
1.2.2 觀察組 在對照組的基礎上同時行上肢康復機器人聯合鏡像療法。
1.2.2.1 訓練開始前調節Burt醫用上肢康復機器人(ESTUN埃斯頓醫療)的活動參數,如機械臂靠背高度、寬度等,評估患者的手部、前臂部位以及上臂部位的長度,從而對于機器人機械臂的長度等予以個體化調整,依照患者的上肢承受負荷個體化調節機器人機械臂支撐參數(如負重值等),隨后囑咐患者肩關節前屈45°,使前臂呈現為水平姿勢。醫用上肢康復機器人可以通過游戲的形式進行3種訓練:①單關節訓練(一維訓練),對于患者患側上肢需要治療的關節群,例如腕關節、肩關節等,逐一進行屈伸等功能訓練,游戲內容包括裝水等;②進行一組關節的協調訓練(二維訓練),游戲內容包括拼圖等;③患側上肢全部關節訓練(三維訓練),游戲內容包括擊球等。患者根據病情及耐受度選擇對應的游戲,游戲難度逐步增大。每次訓練20 min,1次/天,5天/周,休息2 d,持續4周。
1.2.2.2 使用專用鏡盒進行鏡像療法訓練:告知患者控制自己雙上肢實施完全一樣的動作,在留意健側上肢的鏡像時鍛煉患側上肢,鏡像反饋可以使患者的腦部留意自己同時鍛煉雙側上肢。可以在鏡像下進行一些日常動作訓練,如肘屈、肘伸訓練,模擬空手抓握各種物體,拇指內收、外展動作等。每次訓練20 min,1次/天,5天/周,休息2 d,持續4周。觀察組患者每日同時開展常規康復、醫用上肢康復機器人訓練及鏡像訓練。
1.3 觀察指標 ①以Wolf運動功能評價量表(Wolf Motor Function,WMFT)[9]對兩組患者治療前后患側上肢在任務性活動中的功能予以評定,量表涵蓋6項上肢運動和9項功能性任務,每項0~5分,總分75分,分值越高表示運動功能越理想。②以Fugl-Meyer運動功能評分量表上肢部分(Fugl-Meyer Motor Function Assessment Upper Limb,FMA-UL)[10]對兩組患者治療前后上肢運動功能加以評價。量表涵蓋肩肘部(FMA-shoulder and Elbow,FMA-SE)和腕手部(FMA-wrist and Hand,FMA-WH)兩部分,總分66分,分值越高表示上肢功能越好。③以日常生活活動能力量表(Barthel Index,BI)[11]對兩組患者治療前后的日常生活活動能力加以評價,總分100分,分值越高表示個體日常生活活動能力越理想。
1.4 統計學方法 采用軟件SPSS 26.0進行數據處理,符合正態分布及方差齊性的計量資料以均數±標準差(x±s)表示,采用t檢驗,計數資料以例數(百分比)[n(%)]表示,采用χ2檢驗,Plt;0.05表示差異有統計學意義。
2 結果
2.1 Wolf運動功能 治療前,兩組患者WMFT評分比較,差異無統計學意義(Pgt;0.05);治療后,觀察組WMFT評分高于治療前,且評分高于對照組,差異有統計學意義(Plt;0.05),見表2。
2.2 上肢運動功能 治療前,兩組患者FMA-SE、FMA-WH評分及FMA-UL總分比較,差異無統計學意義(Pgt;0.05),治療后,兩組患者各項評分均高于治療前,且觀察組評分高于對照組,差異有統計學意義(Plt;0.05),見表3。
2.3 日常生活活動能力 治療前,兩組患者BI評分比較,差異無統計學意義(Pgt;0.05),治療后,兩組患者BI評分均高于治療前,且觀察組評分高于對照組,差異有統計學意義(Plt;0.05),見表4。
3 討論
當前臨床工作中,治療師通常一對一地治療腦卒中肢體功能障礙患者,盡管有一定的效果,但費力費時,重復治療的過程相對枯燥,患者訓練主動性明顯不足[12-13]。上肢康復機器人借助計算機多媒體系統,通過一維、二維、三維互動軟件,能夠給患者提供豐富環境下的不同功能性訓練,趣味性比較高,患者不易有疲勞感;上肢康復機器人中不同的游戲可以給腦卒中患者帶來視覺、聽覺等感官上的實時刺激與反饋,使患者能夠觀察到自己的成績,可以明顯調動其訓練的能動性[14]。開展上肢康復機器人訓練時,患者參與的熱情程度非常強,且其屬于具有明顯控制性的訓練,可以正向刺激中樞神經網絡[15],對于中樞神經損傷患者而言是一種適宜且可行的訓練措施[16-17]。Kuroda M M
等人[18]研究顯示,上肢康復機器人的引入有益于腦卒中上肢運動功能受限的患者進行周期性訓練,可以激發顱內運動皮質區對應功能的重組和恢復等。本研究中,觀察組借助了上肢康復機器人展開周期性訓練,其中包含三種模式訓練及趣味游戲,如一維的裝水、二維的拼圖、三維的擊球等,患者參與熱情高于對照組。
鏡像療法則是以腦卒中患者神經元系統作為基點,借助視-運動神經元,對動作實時進行注意、想象乃至執行。近年有研究[5,19]證實,當患者對某一動作展開被動地觀察時,機體實施肢體動作的對應肌肉所關聯的腦內運動皮質的活躍程度,能對偏癱癥狀所伴隨的不適感起到明顯的改善作用。借助規律的鏡像療法可有效恢復患者患側肢體一部分或全部的運動功能,視覺上的刺激信息可以傳導入相關聯功能受損的腦內運動前皮質部位,以鏡像神經元實現相關性的流程,同時患者健側肢體實施運動,以健側顱內半球有關的交互易化作為基點,可強化患側肢體相關運動傳導通路的活躍程度,對于患側肢體功能恢復有明顯益處[12,20]。以往研究[21-23]也顯示,患者健側肢體在鏡中可見運動成像的情況下,患側肢體顱內功能控制區的傳導信號會得到強化,體現出顱內中樞神經較強的可塑性。鏡像療法有利于腦卒中偏癱患者的腦功能重組,可以對周圍神經系統和中樞神經系統進行刺激,能夠有效減輕癥狀,優化患者預后結局,在聯合治療時作用更加顯著[24-26]。
本研究結果顯示,干預4周后,觀察組的WMFT、FMA-UL、BI評分均高于對照組,表示在常規康復的基礎上,采取上肢康復機器人聯合鏡像療法可以改善腦卒中患者Wolf運動功能、上肢運動功能、日常生活活動能力,優于單一的常規康復,與既往類似報道結論一致。分析原因有可能是,上肢康復機器人的3種訓練模式通過視覺、聽覺等感官上的實時刺激與反饋,進一步地正向刺激中樞神經網絡,從而促進了其顱內運動皮質區對應功能的重組和恢復等。而鏡像療法對支配患肢運動的顱內區域進行了正向刺激,借助視覺反饋效應,使得視覺感覺相較于觸覺以及本體感覺更為靈敏。
綜上所述,上肢康復機器人聯合鏡像療法對于腦卒中患者的Wolf運動功能、上肢運動功能、日常生活活動能力具有顯著的正向作用,聯合療法的效果優于單一的常規康復。但本研究也存在一定不足,本次研究樣本偏小,沒有納入干預措施的長期效果,因此,未來需要進一步擴大樣本量,延長觀察期限,補充相應功能腦區的客觀量化指標,以期為腦卒中患者恢復期的臨床治療提供一種安全可行的方法。
利益沖突聲明:本文不存在任何利益沖突。
作者貢獻聲明:王芬芬負責設計論文框架,起草論文,實驗操作,實施研究過程,數據收集,統計學分析,擬定寫作思路,指導撰寫文章并最后定稿;徐蓉貞負責論文修改。
參考文獻
[1] 王梁, 朱冬燕, 徐倩, 等.上肢康復機器人輔助訓練聯合鏡像療法對腦卒中單側空間忽略的療效[J].華西醫學, 2021, 36(4): 471-475.
[2] WU Q, YUE Z, GE Y X, et al. Brain functional networks study of subacute stroke patients with upper limb dysfunction after comprehensive rehabilitation including BCI training[J]. Front Neurol, 2020, 27(10): 1419.
[3] Moon J H, Kim J, Hwang Y, et al. Novel evaluation of upper-limb motor performance after stroke based on normal reaching movement model[J]. J Neuroeng Rehabil, 2023, 20(1): 66.
[4] ZHANG R, CHEN Y D, XU Z X, et al. Recognition of single upper limb motor imagery tasks from EEG using multi-branch fusion convolutional neural network[J]. Front Neurosci, 2023, 22(17): 1129049.
[5] Pournajaf S, Morone G, Straudi S, et al. Neurophysiological and clinical effects of upper limb robot-assisted rehabilitation on motor recovery in patients with subacute stroke: a multicenter randomized controlled trial study protocol[J]. Brain Sci, 2023, 13(4): 700.
[6] LIU K P, LI L, LI W T, et al. Compliant control of lower limb rehabilitation exoskeleton robot based on flexible transmission[J]. J Bionic Eng, 2023, 20(3): 1021-1035.
[7] Rustamov N, Humphries J, Carter A, et al. Theta-gamma coupling as a cortical biomarker of brain-computer interface-mediated motor recovery in chronic stroke[J]. Brain Commun, 2022, 4(3): 136.
[8] 顧賽勇, 邵圣茜, 楊煜.康復機器人手套結合鏡像療法對腦卒中偏癱患者上肢運動及手功能的影響[J].中外醫療, 2023, 42(9): 9-13.
[9] 時景, 李成, 李洪艷, 等.鏡像療法聯合核心肌群訓練對腦卒中病人平衡功能及日常生活能力的影響[J].蚌埠醫學院學報, 2021, 46(12): 1782-1784.
[10] 朱琳, 曲斯偉, 劉霖, 等.陽極經顱直流電刺激聯合鏡像療法對腦卒中患者上肢功能的效果[J].中國康復理論與實踐, 2022, 28(11): 1247-1251.
[11] 匡佳麗.上肢康復機器人訓練聯合康復護理對腦卒中偏癱患者上肢功能的影響[J].中國傷殘醫學, 2021, 29(12): 77-78,
[12] Khan M A, Das R, Iversen H K, et al. Review on motor imagery based BCI systems for upper limb post-stroke neurorehabilitation: From designing to application[J]. Comput Biol Med, 2020, 123(8): 103843.
[13] Gasperina S D, Longatelli V, Braghin F, et al. A human-robot cooperative and personalized compliant joint controller for upper-limb rehabilitation robots: the elbow joint validation[J]. Front Neurorobot, 2022, 18(15): 734130.
[14] Senesh M R, Reinkensmeyer D J. Breaking proportional recovery after stroke[J]. Neurorehabil Neural Repair, 2019, 33(11): 888-901.
[15] 鈕晟佳, 楊衛新, 張大偉, 等.上肢機器人聯合川平療法對腦卒中患者上肢運動功能及日常生活活動能力的影響[J].中國康復醫學雜志, 2021, 36(8): 1003-1005.
[16] Ennaiem F, Chake A, Laribi M A, et al. Task-based design approach: Development of a planar cable-driven parallel robot for upper limb rehabilitation[J]. Applied Sciences, 2021, 11(12): 5635.
[17] Abbas M, Narayan J, Dwivedy S K. Event-triggered adaptive control for upper-limb robot-assisted passive rehabilitation exercises with input delay[J]. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part I: Journal of Systems and Control Engineering, 2022, 236(4): 832-845.
[18] Kuroda M M, Iwasaki N, Yoshikawa K, et al. Voluntary-assisted upper limb training for severe cerebral palsy using robotics devices and neuromuscular electrical stimulation: three case reports[J]. Prog Rehabil Med, 2022, 7: 20220050. DOI: 10.2490/prm.20220050.
[19] Kim J A, Chun M H, Lee A, et al. The effect of training using an upper limb rehabilitation robot (HEXO-UR30A) in chronic stroke patients: a randomized controlled trial[J]. Medicine (Baltimore), 2023, 102(12): e33246.
[20] Naro A, Calabrò R S. Improving upper limb and gait rehabilitation outcomes in post-stroke patients: a scoping review on the additional effects of non-invasive brain stimulation when combined with robot-aided rehabilitation[J]. Brain Sci, 2022, 12(11): 1511.
[21] 楊威, 曾杜純, 周航帆, 等.鏡像療法聯合上肢康復機器人訓練對腦卒中患者上肢功能的影響[J].護理與康復, 2022, 21(8): 7-11.
[22] Cha T H, Hwang H S. Rehabilitation interventions combined with noninvasive brain stimulation on upper limb motor function in stroke patients[J]. Brain Sci, 2022, 12(8): 994.
[23] Melnikova E A, Starkova E Y, Razumov A N. Modern view on upper limb physical rehabilitation after stroke. Literature review[J]. Vopr Kurortol Fizioter Lech Fiz Kult, 2023, 100(1): 42-53.
[24] Schrader M, Sterr A, Kettlitz R, et al. The effect of mirror therapy can be improved by simultaneous robotic assistance[J]. Restor Neurol Neurosci, 2022, 40(3): 185-194.
[25] WANG Y X, LUO Z Z. Research on the effect of MT+FES training on sensorimotor cortex[J]. Neural Plast, 2022. DOI: 10.1155/2022/6385755.
[26] Kim D H, Lee K D, Bulea T C, et al. Increasing motor cortex activation during grasping via novel robotic mirror hand therapy: a pilot fNIRS study[J]. J Neuroeng Rehabil, 2022, 19(1): 8.
編輯:張笑嫣