機器人輔助步態訓練聯合常規訓練對嚴重燒傷后下肢運動及平衡功能障礙患者影響的前瞻性隨機對照研究

摘 要 目的：探討機器人輔助步態訓練聯合常規訓練對嚴重燒傷后下肢運動及平衡功能障礙患者的影響。方法：前瞻性選取2021年1月—2023年6月于空軍軍醫大學第一附屬醫院燒傷與皮膚外科的嚴重燒傷后下肢運動及平衡功能障礙患者98例，按照隨機數表法分為對照組（49例，常規訓練干預）和研究組（49例，機器人輔助步態訓練聯合常規訓練干預），比較兩組下肢運動能力、平衡功能和步行能力。結果：與干預前比較，兩組患者干預4個月左右步長差降低，10 m步行測試、起立行走測試用時縮短，步頻、Fugl-Meyer下肢運動功能（FMA-LE）評分升高，穩定時間（TS）、多姿勢下穩定測試（PS）降低，穩定極限（LoS）、Berg平衡量表（BBS）評分升高，Holden功能性步行分級（FAC）分級更優（Plt;0.05）。與對照組比較，研究組干預后左右步長差更低，10 m步行測試、起立行走測試用時更短，步頻、FMA-LE評分更高，TS、PS更低，LoS、BBS評分更高，FAC分級更優（Plt;0.05）。結論：機器人輔助步態訓練聯合常規訓練應用于嚴重燒傷后下肢運動及平衡功能障礙患者，可提高下肢運動能力、平衡能力和步行能力。

關鍵詞 機器人輔助步態訓練；常規訓練；嚴重燒傷；下肢運動障礙；平衡功能障礙

中圖分類號 R644 R493 文獻標識碼 A 文章編號 2096-7721（2024）05-0876-05

Effects of robot-assisted gait training combined with conventional training on patients with lower limb motor and balance dysfunction after severe burns： a prospective randomized controlled study

SUN Yangyang， ZHANG Yani， LU Ying， ZHAO Haiyang， CHEN Yuan， JIAO Xiaochun， ZHOU Qin

（Department of Burn and Dermatology， the First Affiliated Hospital of Air Force Military Medical University， Xi’an 710032， China）

Abstract Objective： To investigate the effects of robot-assisted gait training combined with conventional training on patients with lower limb motor and balance dysfunction after severe burns. Methods： 98 patients with lower limb motor and balance dysfunction after severe burns who were admitted in the First Affiliated Hospital of the Air Force Medical University from January 2021 to June 2023 were prospectively selected. They were divided into the control group （n=49， conventional training intervention） and the study group （n=49， robot-assisted gait training combined with conventional training intervention） using a random number table. Lower limb motor ability， balance function and walking ability were compared between the two groups. Results： After 4 months of intervention， patients in the two groups had lower difference in left-right stride length， shorter time for 10 m walking test and get-up-and-go test， higher step frequency and lower extremity Fugl-Meyer assessment （FMA-LE） scores， lower stabilization time （TS） and postural stability （PS）， higher limit of stability （LoS） and Berg balance scale （BBS） scores， and better function ambulation categories （FAC） grading compared with those before intervention （Plt;0.05）. Compared with the control group， the study group had lower left-right stride length difference， shorter time for 10 m walking test and get-up-and-go test， higher step frequency and FMA-LE scores， lower TS and PS， higher LoS and BBS scores， and better FAC grading after intervention （Plt;0.05）. Conclusion： Application of robot-assisted gait training combined with conventional training to patients with lower limb motor and balance dysfunction after severe burns can improve their lower limb motor ability， balance function and walking ability.

Key words Robot-assisted Gait Training; Conventional Rehabilitation; Severe Burns; Lower Limb Motor; Balance Dysfunction

嚴重燒傷后下肢運動及平衡功能障礙是指燒傷后，特別是關節附近燒傷后，瘢痕組織的形成等因素影響到下肢的正常運動和平衡功能[1]。

這不僅影響患者的生活質量，也給社會帶來沉重的負擔。因此，尋找有效的治療方法至關重要。近年來，機器人輔助步態訓練被認為是一種具有良好前景的療法[2]，通過機器人輔助設備進行步行訓練，旨在改善患者的步行能力、平衡能力和肌肉力量[3]。對于嚴重燒傷后下肢運動及平衡功能障礙患者，通過機器人輔助設備的助力或阻力，可以進行有針對性的步行訓練，從而改善患者的下肢運動功能和平衡能力。同時，機器人輔助設備還可以提供實時的監測和反饋，幫助患者更好地掌握步行技巧和平衡方法[4]。常規訓練可以幫助患者恢復身體運動功能，提高生活質量，同時還可以幫助普通人提高身體素質，預防疾病，保持健康。對此，本文通過前瞻性隨機對照研究，評估機器人輔助步態訓練聯合常規訓練對嚴重燒傷后下肢運動及平衡功能障礙患者的效果。

1 資料與方法

1.1 一般資料 前瞻性隨機選取2021年1月—2023年6月于空軍軍醫大學第一附屬醫院燒傷與皮膚外科收治的嚴重燒傷后下肢運動及平衡功能障礙患者98例。樣本量計算公式為：n=Z2σ2/Δ2+Z2σ2/Δ2，其中n為樣本量，Z為標準正態分布值，σ為總體標準差，Δ為容許誤差。納入標準：①18歲≤年齡≤65歲；②踝、膝、髖關節中任意1個及以上部位和周邊組織的燒傷深度為深Ⅱ度或深Ⅲ度；③創面愈合率超過95%；④下肢運動存在障礙，平衡功能存在障礙；⑤在醫院簽署知情同意書。排除標準：①下肢神經發生損傷者；②下肢發生截趾、截肢者；③下肢發生活動性骨折者；④踝關節背伸功能存在嚴重受限者。按照隨機數表法分為對照組（49例，常規訓練干預）和研究組（49例，機器人輔助步態訓練聯合常規訓練干預），兩組基線資料比較，差異無統計學意義（Pgt;0.05），具有可比性，見表1。本研究獲得醫學倫理委員會的審核和批準。

1.2 方法 對照組行常規訓練干預，具體方法如下。①評估患者的運動和平衡功能：首先需要對患者的下肢運動和平衡功能進行全面的評估，了解患者是否存在肌肉萎縮、關節僵硬、平衡感差等問題。②器具訓練：根據評估結果，選擇合適的器具進行訓練，如使用蹬騎自行車或腳踏固定自行車等器材進行下肢關節功能鍛煉。③運用功能體位進行活動：根據患者的瘢痕部位，選擇適合的功能體位進行活動。例如，對于髖部前側瘢痕者，可以選擇俯臥位進行牽拉活動，仰臥位做下肢外展活動或下肢屈曲抱膝動作，站立位做下肢后伸運動；對于臀部瘢痕者，選擇仰臥位做下肢抬高運動，站立位做下蹲動作或抬高下肢并用手壓腿，以牽拉瘢痕；對于膝后瘢痕者，于伸直位使胭窩伸展從而牽拉瘢痕，膝前瘢痕做屈膝運動；對于足部瘢痕者，選擇仰臥位或坐位時進行足背伸、屈、外翻、內翻活動，站立位穿平底鞋使足跟踩地。④平衡訓練：通過平衡杠、平衡板等器具進行平衡訓練，逐漸提高患者的平衡能力。⑤步行訓練：在患者的下肢力量和平衡能力得到一定提高后，可以開始進行步行訓練。起初可以在康復治療師的幫助下進行步行訓練，逐漸過渡到自行步行。⑥反復練習：反復進行上述訓練，不斷增強患者的下肢運動和平衡功能。患者每次訓練30分鐘，2次/天，5天/周，共8周。

研究組在常規訓練干預的基礎上進行機器人輔助步態訓練。使用XYKXZFK-9下肢反饋康復訓練機器人（河南翔宇醫療設備股份有限公司），打開電源，當指示燈閃爍時自檢程序開始，自檢結束后固定患病肢體，程序設置為訓練下肢，阻力0～30 Nm，速度15～30 r/min（如圖1）。在訓練過程中如果痙攣側出現倒轉，則有必要先緩解痙攣再選擇方向，并根據患病肢體恢復情況適當增加或減少阻力。訓練結束后松開患病肢體，關閉儀器，斷開電源。患者每次訓練30分鐘，2次/天，5天/周，共8周。

1.3 觀察指標 觀察兩組患者干預前與干預4個

月后下肢運動能力、平衡功能、步行能力情況。①下肢運動能力：采用Fugl-Meyer下肢運動功能量表（Lower Extremity Fugl-Meyer Assessment，FMA-LE）[5]評估，共34分，分值越高表示下肢運動能力越強；進行起立-行走測試，記錄患者從50 cm高的椅子上起來后步行3 m再原路返回所需的時間，用時越短表示下肢運動功能越強；進行10 m步行速度測試，用時越短表示干預效果越好；使用三維步態分析系統，分析患者步頻及左右步長差，步頻越大、左右步長差越小表示步態越好。②平衡功能：使用卡倫智能康復系統進行動態平衡[6]評估穩定極限（Limit of Stability，LoS），值越高越好；通過多姿勢下穩定測試（Postural Stability，PS）記錄不同姿勢下移動速度平均值，值越小越好；記錄穩定時間（Stabilization Time，TS），即干擾下患者恢復平衡所需時間，數值取平均值，用時越短越好；使用Berg平衡量表（Berg Balance Scale，BBS）[7]評估平衡能力，量表共14個子項目，分值0～56分，分值越高表示平衡能力越強。

③步行能力：使用Holden功能性步行分級（Function Ambulation Categories，FAC）[8]評估，共分為6級，0級為無法行走或需≥2人輔助行走；1級為需1人連續幫助行走；2級為需1人間歇性接觸身體幫助行走；3級為需1人在旁監護或言語指導，但不接觸患者身體；4級為能在平坦地面上獨立行走，在樓梯或斜坡上行走需一些攙扶幫助；5級為可獨立行走，級別越高表示步行能力越好。

1.4 統計學方法 以SPSS 22.0分析數據，性別、步行能力等計數資料表示為例數（百分比）[n（%）]，行 χ2檢驗或秩和檢驗；下肢運動能力、平衡功能等計量資料表示為均數±標準差（x±s），組與組之間行t檢驗。Plt;0.05表示差異有統計學意義。

2 結果

2.1 下肢運動能力 與干預前比較，兩組患者干預4個月后左右步長差降低，10 m步行測試、起立行走測試用時縮短，步頻、FMA-LE評分升高，差異有統計學意義（Plt;0.05），且與對照組比較，研究組干預4個月后左右步長差更低，10 m步行測試、起立行走測試用時更短，步頻、FMA-LE評分更高，差異有統計學意義（Plt;0.05），見表2。

2.2 平衡功能 與干預前比較，兩組患者干預4個月后TS、PS降低，LoS、BBS評分升高，差異有統計學意義（Plt;0.05），且與對照組比較，研究組干預4個月后TS、PS更低，LoS、BBS評分更高，差異有統計學意義（Plt;0.05），見表3。

2.3 步行能力 與干預前比較，兩組患者干預4個月后FAC分級更優，與對照組比較，研究組4個月FAC分級更優，差異有統計學意義（Plt;0.05），見表4。

3 討論

嚴重燒傷后，患者常常面臨下肢運動及平衡功能障礙的困擾。運動和平衡功能受限會導致患者的生活質量下降，難以進行日常活動[9]。關節僵硬、變形和疼痛可能導致慢性疼痛和殘疾。此外，由于肌肉萎縮和無力，可能導致步態不穩和跌倒風險增加，對患者造成進一步的傷害[10]。目前的治療方法主要包括物理治療、藥物治療、康復訓練等，但這些方法的療效有限，且無法根據患者的具體情況進行個性化治療。相比之下，機器人輔助步態訓練聯合常規訓練在治療嚴重燒傷后下肢運動及平衡功能障礙患者時可以彌補這些不足，提供更好的治療效果，目前已經取得了一些進展。這種治療方法能夠通過高重復次數的行走訓練，幫助患者建立正常的神經沖動傳入反饋，從而讓患者盡可能地實現生活自理[11-12]。此外，機器人輔助步態訓練可以通過調整訓練難度和強度，為患者提供個性化的訓練方案，同時避免過度訓練引起的不良反應。這種訓練方式已被證明能夠有效地提高患者的步行能力和平衡感，對患者下肢運動功能有顯著的改善作用[13-14]。

本研究結果顯示，與對照組比較，研究組干預4個月左右步長差、10 m步行測試用時、起立行走測試用時更短，步頻、FMA-LE評分更高，表明機器人輔助步態訓練聯合常規訓練應用于嚴重燒傷后下肢運動及平衡功能障礙患者，可提高下肢運動能力，與楊瑞雪等人[15]研究結果相符。分析原因為機器人輔助步態訓練可以針對患者個體的步態模式和運動能力進行精確、個性化的指導，通過模擬正常人的步態模式，使患者能夠更加自然、有效地行走[16]。常規訓練中的膝關節牽伸、持續被動運動、下肢肌力訓練以及壓力治療等，能夠增強患者的肌肉力量，關節靈活性和平衡感，有助于提高患者的下肢運動能力。聯合應用機器人輔助步態訓練和常規訓練，可以從多個角度對患者進行全面的康復訓練，從而達到更好的效果。

本研究結果顯示，與對照組比較，研究組干預4個月TS、PS更低，LoS、BBS評分更高，說明機器人輔助步態訓練聯合常規訓練應用于嚴重燒傷后下肢運動及平衡功能障礙患者，可提高平衡能力，與熊華春等人[17-18]研究結果一致。原因可能為，機器人輔助步態訓練可以提供精準、個性化的訓練方案。這種訓練方式可以針對患者的具體病情和身體狀況，提供適合的訓練強度和難度，從而更好地促進患者的康復。并且機器人輔助步態訓練可以模擬正常的步態模式，這種模擬可以幫助患者更好地適應正常的行走方式，從而改善步態和平衡能力。而常規訓練中的物理治療、運動療法等也可以幫助患者改善肌肉力量、關節靈活性和平衡能力，與機器人輔助步態訓練相互補充，從而更好地促進患者的康復。

本研究結果顯示，與對照組比較，研究組干預4個月FAC分級更優，說明機器人輔助步態訓練聯合常規訓練應用于嚴重燒傷后下肢運動及平衡功能障礙患者，可提高步行能力，這與林在龍等人[19-20]研究結果相似。究其原因，機器人輔助步態訓練可以通過精確的運動學和動力學參數，提供個性化的訓練方案，針對性地改善患者的步態和平衡能力。這種訓練方式可以有效地提高患者的下肢運動功能，包括肌肉力量，關節靈活性和協調性。常規訓練包括物理治療、運動療法和康復訓練等，對于燒傷患者的康復也非常重要，這些訓練可以幫助患者恢復肌肉力量，改善關節活動度，提高平衡和協調能力。機器人輔助步態訓練可以提供精確的運動控制和個性化的訓練方案，而常規訓練則可以提供全面的康復支持。當這兩種訓練方式聯合應用時，可以更全面地改善患者的下肢運動功能和平衡能力[21]。另外，步行能力是嚴重燒傷患者康復過程中非常重要的一部分，提高步行能力不僅可以提高患者的生活質量，還可以增強患者的自信心和積極性。

綜上所述，機器人輔助步態訓練聯合常規訓練應用于嚴重燒傷后下肢運動及平衡功能障礙患者，可提高下肢運動能力、平衡能力和步行能力。然而，機器人輔助步態訓練也存在一些不足，例如：其需要使用先進的機器人設備和技術，相對于傳統治療方式而言成本較高；需要專業的醫生和治療師進行操作，如果操作不當，可能會對患者的身體造成損害等。未來應該針對這些問題進行進一步的改進和完善，為之后的臨床研究提供新的理論依據。

利益沖突聲明：本文不存在任何利益沖突。

作者貢獻聲明：孫陽陽負責設計論文框架，起草論文，論文修改；張亞妮負責指導研究，論文修改；盧迎、趙海洋、陳媛、焦曉春負責采集并分析數據；周琴負責論文修改，指導撰寫文章，提供研究經費支持。

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編輯：張笑嫣