體位限制下康復機器人訓練對腦卒中后肩關節半脫位患者上肢功能的效果

劉換， 韓雪， 宋佳苧， 婁曉樂， 徐磊

蚌埠醫科大學第一附屬醫院康復醫學科，安徽蚌埠市 233000

0 引言

腦卒中作為我國最為常見的急、慢性疾病之一,具有高發病率、高死亡率、高致殘率的特點[1-2]。肩關節半脫位是腦卒中后常見的并發癥[3]，對患者上肢功能的恢復及日常生活活動產生不利影響[4-5]。上肢康復機器人是一項基于運動學習理論的新型康復設備，通過強化性、重復性及任務導向性的上肢訓練，顯著提高神經可塑性，并有助于促進上肢功能的恢復[6]，相對于傳統康復訓練具有明顯優勢[7]。本研究增加體位限制的設計，防止代償運動的出現。肌骨超聲具有無輻射、便于移動、操作簡便等優勢，在檢測肩關節半脫位方面已被證實具有較高的信度和效度[8-9]。本研究采用肌骨超聲評價體位限制下上肢康復機器人訓練對腦卒中后肩關節半脫位患者的影響。

1 資料與方法

1.1 一般資料

2023年3月至12月，蚌埠醫科大學第一附屬醫院康復醫學科住院的腦卒中后肩關節半脫位患者60 例，符合中國各類主要腦血管病診斷要點2019 診斷標準[10]，經影像學診斷為腦出血或腦梗死；符合《中國康復醫學診療規范》中肩關節半脫位的診斷標準[11]，即肩峰下沉或可觸及凹陷，肩胛下角降低，出現翼狀肩。

納入標準：①年齡40～80 歲；②初次發病，病程1～3 個月；③患側上肢Brunnstrom 分期I～Ⅲ期；④生命體征穩定且意識清醒，無其他神經系統疾病；⑤可獨立或在一人輔助下維持坐位；⑥知曉研究全過程，并自愿簽署知情同意書。

排除標準：①既往肩袖損傷、肩關節骨折等其他肩部功能障礙病史；②視聽力、理解障礙；③并發嚴重心、肝、腎功能不全及其他運動禁忌證；④疼痛視覺模擬評分＞ 7分；⑤依從性差，無法配合。

剔除與脫落標準：①未完成評估量表、失聯或主動退出試驗；②使用其他影響療效的藥物、治療；③病情加重無法繼續配合治療；④出現嚴重不良反應；⑤突發其他疾病需轉科、轉院。

采用隨機數字表法將患者分為常規組、機器人組和體位限制組，各20 例。3 組基線資料無顯著性差異(P＞ 0.05)。見表1。

表1 3組基線資料比較Table 1 Comparison of baseline data among three groups

本研究經蚌埠醫科大學倫理委員會審批通過(No.倫科批字[2020]第091 號)，并在中國臨床試驗中心注冊(No.ChiCTR2100044582)。

1.2 方法

3 組均行常規康復治療，機器人組增加上肢康復機器人訓練，體位限制組在對患者健側肩關節進行固定下，患側進行上肢康復機器人訓練。

1.2.1 常規康復治療

包括物理因子治療、運動治療和作業治療，每天1次，每周5 d，共4周。

物理因子治療包括中頻電刺激和紅外線治療。①中頻電刺激：采用HL-Y5A-G 型溫熱中低頻治療儀(武漢市康本龍理療器械有限公司)，患者坐位，暴露岡上肌和三角肌，酒精棉球擦拭，將電極片貼至患側岡上肌和三角肌肌腹處，每次20 min。②紅外線治療：采用CQG-222A+型特定電磁波譜治療器(重慶長樂硅酸鹽有限責任公司)，患者坐位，暴露患側肩關節，紅外線烤燈距離治療部位30 cm，每次10 min。

運動治療包括肩關節被動活動、Bobath 上肢支撐訓練和肩胛肌群抗阻訓練。①肩關節被動活動：治療師將手置于患者肩胛下角下方和肩峰上方，充分松動肩胛骨后進行肩關節最大范圍無痛被動活動，每個方向15次，每次10 min。②Bobath上肢支撐訓練：患者坐位，患側肘關節伸展，腕關節背伸，手掌置于股骨大轉子稍外側，轉移身體重心壓向患側，同時避免上肢過度負重，每次10 min。③肩胛肌群抗阻訓練：患者坐位，主動或輔助肩關節前屈至90°，治療師將患者肘關節置于伸展位并與患者掌心相對，囑患者主動與治療師進行對抗，每次用力≥ 5 s，每次10 min。

作業治療包括滾筒訓練、磨砂板訓練及夠物訓練。①滾筒訓練：患者坐于治療臺前，雙手交叉置于滾筒上方，患側大拇指位于上方，肘關節伸直，利用身體的重心轉移來回推動滾筒，每次10 min。②磨砂板訓練：患者坐于磨砂板臺前方，選用雙把手磨具，囑患者利用健側上肢帶動患側上肢完成肩肘關節屈伸活動，每次10 min。③夠物訓練：患者坐于治療臺前，治療師取不同形狀的積木擺放不同的位置，囑患者在主動或輔助下完成伸手取物，每次10 min。

1.2.2 上肢康復機器人訓練

采用EM-BURT02-01A 型Burt 上肢康復訓練系統(南京埃斯頓醫療科技有限公司)進行練習，該系統可進行冠狀軸、矢狀軸和垂直軸3 個方向的訓練，包括被動、助力、主動和抗阻4 種康復模式，訓練游戲包括拍蒼蠅、切水果、飛機大戰等。開始訓練前，患者坐在特定椅子上，由治療師將患側前臂放置在機器末端執行器上方，并用綁帶固定。康復模式和訓練項目由康復治療師根據患者上肢功能情況選擇，每次20 min，每天1次，每周5 d，共4周。

1.2.3 體位限制下上肢康復機器人訓練

在患者進行Burt上肢康復訓練系統訓練之前，囑患者坐在特定椅子上，采用綁帶對健側肩關節進行固定，以防止運動過程中患者利用身體的移動協助患肢完成動作。固定完成后進行上肢康復機器人訓練，訓練模式與機器人組相同。

1.3 評價指標

分別于治療前和治療4 周后進行評價，由同一名經專業培訓且對患者分組不知情的康復醫師完成。

1.3.1 Fugl-Meyer 評 定 量 表 上 肢 部 分(Fugl-Meyer Assessment-Upper Extremities, FMA-UE)

評估患側腱反射、肩、肘、腕、手等10 大項內容，共33 小項，總分66 分。評分越高，上肢功能越好[12]。

1.3.2 改良Barthel指數(modified Barthel Index, MBI)

評估進食、洗澡、修飾、更衣等10項內容，總分100分。評分越高，日常生活活動能力越好[13]。

1.3.3 表面肌電圖

采用MyoMove-EOW-II 型表面肌電圖儀(上海諾誠醫療器械有限公司)，患者端坐位，暴露患側三角肌后束和岡上肌，局部皮膚酒精棉簽脫脂，三角肌后束測量電極位于肩胛岡與肱骨三角肌粗隆連線的中點處，岡上肌測量電極位于岡上窩與肱骨大結節連線中點處，兩電極片間距2 cm，參考電極貼于尺骨莖突。檢測三角肌后束和岡上肌收縮時的平均肌電值(average electromyography, AEMG)和均方根值(root mean square, RMS)。AEMG 和RMS 與肌肉運動水平呈正相關[14]。

1.3.4 肌骨超聲

采用M9 型便攜式彩色多普勒超聲系統(深圳邁瑞生物醫療電子股份有限公司)進行患側肩關節肌骨超聲檢查，探頭頻率6～13 MHz，患者端坐位，暴露患側肩關節，腿上放置方型枕，前臂自然放置于方型枕上方，確保沒有上抬肩帶；探頭表面涂抹凝膠，治療師站在患者側方，采用握筆法進行測量；當肩峰外側緣與肱骨大結節上緣在同一畫面出現時，凍結圖像，使用超聲自帶標尺測量兩者之間的距離，此距離即為肩峰-大結節(the acromion-greater tuberosity, AGT)間距。

1.4 統計學分析

采用SPSS 25.0 進行統計學分析。計量資料符合正態分布，以(±s)表示，組內比較采用配對樣本t檢驗，組間比較采用單因素方差分析，兩兩比較采用SNK-q檢驗。計數資料以頻數表示，組間比較采用χ2檢驗。顯著性水平α= 0.05。

2 結果

所有患者均完成治療，無脫落。

治療前，3組FMA-UE評分、MBI評分、AEMG、RMS和AGT 間距均無顯著性差異(P＞ 0.05)；治療后，3 組FMA-UE 評分、MBI 評分、AEMG、RMS 和AGT間距均顯著改善(P＜ 0.001)；兩兩比較，體位限制組優于機器人組和常規組(P＜ 0.05)，機器人組優于常規組(P＜ 0.05)。見表2～表8。

表2 3組治療前后FMA-UE評分比較Table 2 Comparison of FMA-UE score among three groups pre and post treatment

表3 3組治療前后MBI評分比較Table 3 Comparison of MBI score among three groups pre and post treatment

表4 3組治療前后三角肌后束AEMG比較Table 4 Comparison of AEMG of posterior deltoid muscles pre and post treatment 單位：μV

表5 3組治療前后三角肌后束RMS比較Table 5 Comparison of RMS of posterior deltoid muscles pre and post treatment 單位：μV

表7 3組治療前后岡上肌RMS比較Table 7 Comparison of RMS of supraspinatus muscles pre and post treatment 單位：μV

注： a.與常規組比較，P ＜ 0.05；b.與機器人組比較，P ＜0.05。

3 討論

肩關節半脫位是腦卒中偏癱患者常見的康復問題之一，常發生于軟癱期和痙攣初期[15-16]。其發病機制尚不明確，有研究認為由于中樞神經受損，腦卒中患者患側肢體失去神經支配，軀干姿勢出現異常，肩周肌群肌力下降和張力失衡，使肱骨頭在關節盂下滑，逐漸脫離正常的關節腔[17-19]；肩周相關肌發生痙攣、攣縮也可使其穩定性下降；此外，偏癱患者患側上肢護理不當，使其受自身重力牽拉以及不正確的體位擺放均可造成肩關節半脫位的加重[20-22]。

因此，加強肩關節周圍的肌群活動，維持肩胛骨的正確姿勢，恢復肩關節的正常解剖結構等是改善腦卒中后肩關節半脫位的關鍵。目前針對肩關節半脫位的傳統康復治療包括輔助器具支持療法、軟組織貼扎、物理療法等[23-25]，雖可暫時緩解癥狀，但費用高、趣味性低，患者易產生抵制心理，遠期效果暫不明確。

隨著腦可塑性理論的提出，上肢康復機器人逐漸應用于腦卒中患者的臨床康復訓練中。根據神經可塑性的原理，在中樞神經系統損傷后，感覺和運動功能的恢復可通過對肢體的運動訓練來實現[26-27]。上肢康復機器人通過應用生物反饋系統，實時監測患者的運動參數，調整患者的運動軌跡，提供精確的力量和運動控制[28-30]，通過高強度、重復性和任務導向性訓練，可增強腦損傷后與運動學習功能恢復相關的神經可塑性，產生新的大腦連接，從而促進大腦重塑和運動功能恢復[31-33]。與傳統康復訓練相比，采用上肢康復機器人訓練不能完全消除代償運動[34]。為減少患者不必要的活動，促使患者進行有效運動，本研究采用綁帶對患者的健側肩關節進行固定以提升訓練效果。

本研究顯示，體位限制下上肢康復機器人訓練可以有效改善患者的上肢功能和脫位狀態，提高其日常生活能力，增強肩周肌肉收縮水平。上肢康復機器人提供的任務導向訓練可通過多種運動方式進行肩關節前屈、后伸等多角度訓練，可提高岡上肌、三角肌等肩周肌群的肌力，使肩關節更具協調性和靈活性，從而增加肩關節的穩定性；在體位限制下可增加患者對患肢的使用，提高訓練效率。上肢康復機器人可通過操縱桿提供阻力或助力，讓患者實現主動、助力或被動運動，糾正患者肩胛骨的錯誤姿勢，通過正確的運動模式達到改善患者功能的目的。孫麗等[35]的研究顯示，上肢康復機器人訓練可以改善腦卒中后肩關節半脫位患者的臨床療效，機器人訓練加強了對肩胛骨伸縮和肩關節屈伸的控制，能夠緩解或預防攣縮的發生，為進一步增加患肢的使用提供條件。上肢康復機器人提供了豐富的游戲模式，在體位限制下進行訓練可增加患者的專注度，患者沉浸在虛擬場景式訓練中，可以有效減輕患者對疼痛的感知，提升患者治療的依從性和趣味性。張海燕等[36]的研究表明，相較于常規治療，機器人組在提高運動單位的激活方面表現更佳，其原因可能為上肢康復機器人訓練能夠更好地提供視覺反饋、激發患者的興趣，使患者更積極主動地參與訓練。

本研究存在一定的局限性，未對病例進行細化分組，未能進行遠期隨訪，下一步研究將對患者病程、年齡等進行分層分組，定期對患者進行隨訪，以期為腦卒中后肩關節半脫位患者康復治療方案的選擇提供借鑒。

4 結論

體位限制下上肢康復機器人訓練有助于進一步改善腦卒中后肩關節半脫位患者的上肢功能和脫位狀態，提高日常生活能力，增強肩周肌肉收縮水平，具有一定的臨床推廣價值。

利益沖突聲明：所有作者聲明不存在利益沖突。