虛擬情景互動結合鏡像機器手套治療對腦卒中上肢功能障礙的影響

彭嫻鶯,艾 坤

(1. 湖南中醫藥大學,湖南 長沙 410000;2. 邵陽市中心醫院,湖南 邵陽 422000)

近年來腦卒中發病率呈現逐年上升的趨勢,數據顯示目前中國40歲及以上居民卒中患病人數為1 318萬,而超過1/2 的腦卒中患者會導致不同程度的上肢功能障礙[1-2]。腦卒中患者遺留的上肢功能障礙嚴重影響患者的日常生活及生活質量,因此改善腦卒中患者的上肢功能問題是研究的重點內容。有研究發現虛擬情景互動可以改善患者上肢運動功能及日常生活活動能力[3],而鏡像機器手套能通過激活大腦鏡像神經元改善患者手指功能,已被用于改善手部運動及感覺功能[4-5]。本研究觀察了兩者聯合應用對腦卒中偏癱患者上肢運動功能、日常生活活動能力及血清神經生長因子(NGF)、腦源性神經營養因子(BDNF)和血管內皮生長因子(VEGF)水平的影響,探討更為有效的治療方案。

1 資料與方法

1.1納入標準 ①經顱腦CT或MRI檢查確診,符合《中國急性缺血性腦卒中診治指南 2018》[6]的腦梗死診斷標準或《高血壓性腦出血中國多學科診治指南》[7]的腦出血診斷標準;②神志清楚,能夠正確執行指令;③患側上肢和手Brunnstrom分期均為Ⅰ～Ⅲ期;④自愿參加研究,并能配合完成訓練者。

1.2排除標準 ①安裝心臟起搏器者;②肝功能不全、腎衰竭等嚴重器官功能障礙者;③認知障礙,無法配合治療者;④嚴重疼痛或關節活動受限影響活動者。

1.3一般資料 選擇2022年1-9月在邵陽市中心醫院康復科及門診就診的腦卒中偏癱患者42例,根據隨機數字表法分為常規組和實驗組,每組各21例,2組性別、年齡、病程、病變類型和偏癱側比較差異均無統計學意義(P均>0.05),見表1。本研究已獲得邵陽市中心醫院倫理委員會批準(KY2022-002-19),患者及其家屬均知情并簽署知情同意書。

表1 2組腦卒中偏癱患者一般資料比較

1.4治療方法

1.4.1常規組 給予理療、針灸、偏癱綜合訓練、作業治療。其中理療包括腦電生物反饋、中頻電刺激、氣壓治療,各項目每天1次,每次20 min。偏癱綜合訓練包括肢體活動、平衡功能訓練及步行訓練,每天1次,每次30 min。針灸包括頭針及肢體針刺,每次20 min。作業治療依據患者需求及肢體情況選擇相應作業活動,包括滾筒、轉移訓練及日常生活活動訓練,每次20 min。以上項目每周進行5次,治療3周。

1.4.2實驗組 在常規組治療基礎上予以虛擬情景互動訓練結合鏡像機器手套訓練。①虛擬情景互動訓練:開始訓練前由治療師檢測患肢各關節活動度情況,并依據患者情況選擇相應游戲種類,包括大魚吃小魚、圖片匹配、軌跡飛行等,每次選擇一個游戲進行訓練。訓練之前治療師給予充分解釋及示范動作演示,并于患者相應肢體部位佩戴藍牙連接器?；颊咴谥委煄熤笇峦瓿捎柧氝\動,每次訓練5 min,每天訓練2次,每周訓練5 d,治療3周。②鏡像機器手套訓練:治療時患者取端坐位,保持安靜,治療師給患者帶上機器手套后囑咐患者跟隨屏幕上的示范動作進行抓握、放松活動,隨后治療師調節難度及時間。訓練時間每次20 min,每天1次,每周訓練5 d,治療3周。

1.5觀察指標 ①2組患者治療前后Fugl-Meyer 運動功能評分量表上肢部分(FMA-UE)評分、Brunnstrom分期、偏癱上肢功能測試-香港版(FTHUE-HK)分級、改良Barthel指數(MBI)、美國國立衛生院卒中量表(NIHSS)評分。FMA-UE部分總計33項,每項2分,總分為66分,分數越高代表上肢功能越好[8]。Brunnstrom分期把偏癱肢體恢復分為弛緩期1分、痙攣期2分、共同運動期3分、部分分離期4分、完全分離期5分、正常6分[9]。FTHUE-HK共設有7個級別,分級越高患者上肢運動功能越好[10]。MBI評分包括10個項目,總分為100分,分數越高表示患者自理能力越好[11]。NIHSS評分包括11個項目,總分42分,分數越高表示患者卒中越嚴重。所有評估均由不清楚分組情況的康復治療師進行評估。②治療前后采集2組患者空腹肘靜脈血,采用酶聯免疫吸附法測定NGF、BDNF和VEGF水平。

2 結 果

2.12組FMA-UE評分和Brunnstrom分期評分比較 治療后,2組FMA-UE評分和Brunnstrom分期評分均較治療前明顯提高,且實驗組均明顯高于常規組,差異均有統計學意義(P均<0.05)。見表2。

表2 2組腦卒中偏癱患者FMA-UE評分和Brunnstrom分期比較分)

2.22組FTHUE-HK分級和MBI、NIHSS評分比較 治療后,2組FTHUE-HK分級、MBI評分均較治療前明顯提高,NIHSS評分均較治療前明顯降低,且實驗組FTHUE-HK分級、MBI評分均明顯高于常規組,NIHSS評分明顯低于常規組,差異均有統計學意義(P均<0.05)。見表3。

表3 2組腦卒中偏癱患者FTHUE-HK分級和MBI評分、NIHSS評分比較

2.32組血清NGF、BDNF和VEGF水平比較 治療后,2組血清NGF、BDNF和VEGF水平均較治療前明顯升高,且實驗組明顯高于常規組,差異均有統計學意義(P均<0.05)。見表4。

表4 2組腦卒中偏癱患者血清NGF、BDNF和VEGF水平比較

3 討 論

近年來腦卒中患者患病率呈年輕化趨勢,本次研究中患者最小年齡為23歲,40～50歲患者占比較高,這些患者大多為家中勞動力,腦卒中后導致的上肢功能障礙極大影響患者回歸家庭與工作崗位。由于臨床中常規康復訓練具有局限性,患者上肢功能恢復欠佳,因此鏡像療法、腦-機接口技術、經顱磁刺激、虛擬情景互動、上肢康復機器人等新型輔助技術被用于治療卒中后上肢功能障礙患者[12]。

虛擬情景互動訓練系統是基于虛擬現實理論基礎上設計的專用于康復治療的虛擬現實新系統,它主要利用紅外智能人體運動捕捉技術來捕捉身體的運動軌跡,同時將捕捉信號轉換成一個虛擬圖像并將其展現在屏幕上。虛擬情景互動具有趣味性、浸入感、互動性等特點,能依據患者需求及功能狀態提供個性化的處方。目前研究表明虛擬情景互動可以改善偏癱患者上肢運動功能和日常生活活動能力[13-14]。梁麗等[15]將仿真生物電穴位刺激與虛擬情景康復訓練聯合應用于腦卒中患者,結果發現聯合治療除可明顯改善上肢運動功能與生活質量外,還可以提高血清超氧化物歧化酶、BDNF、NGF等物質水平,促進神經功能恢復。鏡像機器手套是一種氣動式康復裝置,它具有安全、輕便、貼合手部運動的特點。訓練時受試者可以通過視覺反饋激活鏡像神經元系統,提高大腦手部運動皮質相關區域的興奮性,從而促進手部功能恢復[16]。李姝穎[17]報道氣動式手部裝置的鏡像模式訓練可明顯改善腦卒中后患者的手指運動功能。辛松建等[18]發現氣動式康復裝置可以改善手部的腫脹及運動功能。陳臻等[19]和李軍強等[20]報道鏡像康復機器人可明顯促進肢體功能恢復。本研究結果發現,實驗組患者治療后FMA-UE評分、Brunnstrom分期、FTHUE-HK分級及MBI評分改善情況優于常規組,考慮其可能有以下原因:①虛擬情景互動系統和鏡像機器手套的作用互為補充,虛擬情景互動訓練處方雖然包含了上肢、前臂及腕部所有運動,但缺乏手指相關訓練處方,而鏡像機器手套剛好彌補這一不足,鏡像機器手套針對手指進行屈伸、對指等精細功能運動,促進了手指功能的恢復。②虛擬情景互動系統及鏡像機器手套均能提供視覺反饋及聽覺刺激,訓練過程中患者通過運動觀察及運動想象可以激活大腦相應運動區域,促進神經元間重新連接,導致神經系統對肌肉的重新支配,從而促進肢體功能恢復。③虛擬情景互動系統兼具任務導向功能,系統通過給予患者一個固定任務目標引導其運動,且訓練內容任務保證了一定重復性及趣味性,極大地提高了患者的積極性。

NGF、BDNF均是神經營養因子,當腦組織缺氧缺血時其可保護神經細胞,并有利于促進神經細胞的增殖和受損細胞的修復[15,21]。VEGF可促進血管新生,增加病灶側支循環數目,增加腦血流量,有助于促進腦梗死區微血管網重建,并能夠為腦組織神經功能修復提供養分,為損傷神經元修復、突觸連接和神經發生提供良好的基礎[22]。本研究顯示,治療后實驗組NIHSS評分明顯低于常規組,血清NGF、BDNF和VEGF水平均明顯高于常規組。提示虛擬情景互動系統及鏡像機器手套可進一步促進腦代謝,刺激NGF、BDNF和VEGF的表達,促進神經細胞的增殖、分化,改善腦血流灌注,減輕神經細胞缺損程度,促進神經功能恢復。

綜上所述,虛擬情景互動訓練結合鏡像機器手套能有效改善腦卒中偏癱患者上肢運動功能及日常生活活動能力,并提高血清NGF、BDNF和VEGF水平,促進神經功能恢復。同時儀器能因人而異定制個性化處方,且操作簡單方便,能幫助醫務工作者節省人力物力。但本研究治療時間過短,未進行遠期療效觀察,未排除患者年齡、卒中類型及發病時間長短等影響因素,納入研究的樣本量較小,有待控制影響因素、增大樣本量、進行遠期隨訪觀察等,以進一步探討虛擬情景互動結合鏡像機器手套療法改善上肢運動功能的效果及作用機制。

利益沖突:所有作者均聲明不存在利益沖突。