下肢康復(fù)機(jī)器人與動(dòng)態(tài)等速肌力訓(xùn)練系統(tǒng)對(duì)胸腰段脊髓損傷患者的康復(fù)效果研究

摘要 目的：探究下肢康復(fù)機(jī)器人與動(dòng)態(tài)等速肌力訓(xùn)練系統(tǒng)對(duì)胸腰段脊髓損傷患者康復(fù)效果的影響。方法：選取2020年4月—2024年4月陜西省康復(fù)醫(yī)院收治的100例胸腰段脊髓損傷患者作為研究對(duì)象，按照隨機(jī)數(shù)表法將其分為研究組（50例，下肢康復(fù)機(jī)器人與動(dòng)態(tài)等速肌力訓(xùn)練）和對(duì)照組（50例，常規(guī)護(hù)理）。兩組患者均治療3個(gè)月，比較其美國(guó)脊髓損傷協(xié)會(huì)（ASIA）分級(jí)、平衡能力、綜合活動(dòng)功能能力、下肢肌力及下肢步行能力的差異。結(jié)果：相較于治療前，治療3個(gè)月后兩組ASIA分級(jí)均改善，且研究組優(yōu)于對(duì)照組（Plt;0.05）。兩組脊髓功能獨(dú)立性（SCIM）評(píng)分和Berg平衡量表（BBS）評(píng)分的時(shí)點(diǎn)、組間、交互比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（Plt;0.05），相較于治療前，兩組患者治療1個(gè)月和3個(gè)月后SCIM評(píng)分和BBS評(píng)分均升高，且研究組高于對(duì)照組（Plt;0.05）。相較于治療前，兩組患者治療3個(gè)月后伸肌群和屈肌群的峰力矩及力矩加速能、腘繩肌和股四頭肌肌力比例、臀大肌肌力均升高，且研究組高于對(duì)照組（Plt;0.05）。相較于治療前，兩組患者治療3個(gè)月后脊髓損傷步行指數(shù)（WISCI）Ⅱ和6 min步行測(cè)試結(jié)果均提升，10 m步行測(cè)試用時(shí)均降低，且研究組均優(yōu)于對(duì)照組（Plt;0.05）。結(jié)論：下肢康復(fù)機(jī)器人與動(dòng)態(tài)等速肌力訓(xùn)練系統(tǒng)應(yīng)用于胸腰段脊髓損傷患者，對(duì)其康復(fù)具有較好的效果，可有效改善ASIA脊髓損傷，提高下肢肌力與下肢步行能力。

關(guān)鍵詞 胸腰段脊髓損傷；下肢康復(fù)機(jī)器人；動(dòng)態(tài)等速肌力訓(xùn)練系統(tǒng)

中圖分類號(hào) R651.2 R493 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 2096-7721（2025）03-0392-06

Application effect of lower limb rehabilitation robot combined with dynamic isokinetic muscle strength training system in the rehabilitation of patients with thoracolumbar spinal cord injury

Abstract Objective： To explore the effect of applying lower limb rehabilitation robot combined with dynamic isokinetic muscle strength training system in the rehabilitation of patients with thoracolumbar spinal cord injury. Methods： 100 patients with thoracolumbar spinal cord injury Who were treated in Shaanxi KangFu Hospital from April 2020 to April 2024 were selected. They were divided into the study group （lower limb rehabilitation robot combined with dynamic isokinetic muscle strength training system， n=50） and the control group （conventional nursing， n=50） using a random number table. Both groups were treated for 3 months， and the differences in ASIA spinal cord injury grading， balance ability， comprehensive motor function ability， lower limb muscle strength， and walking ability were compared. Results： Compared with that before treatment， the ASIA grading in both groups was improved after 3 months of treatment， and it was better in the study group than that in the control group （Plt;0.05）. There were significant differences in the time， inter-group， and interaction of SCIM scores and BBS scores between the two groups （Plt;0.05）. Compared with that before treatment， the SCIM scores and BBS scores of the two groups were increased after 1 month and 3 months of treatment， and they were higher in the study group than those in the control group （Plt;0.05）. The peak moment and moment acceleration energy of extensor and flexor muscles， the proportion of hamstring and quadriceps muscle strength， and gluteus maximus muscle strength were increased in both groups after 3 months of treatment， and they were higher in the study group than those in the control group （Plt;0.05）. The results of the WISCI Ⅱ and 6-min walk test were elevated， and the 10-m walking time was reduced in both groups after 3 months of treatment， and the they were better in study group than those in the control group （Plt;0.05）. Conclusion： The application of lower limb rehabilitation robot combined with dynamic isokinetic muscle strength training system in patients with thoracolumbar spinal cord injury has a good effect on their rehabilitation， which can effectively improve ASIA grading， enhance limb muscle strength and lower limb walking ability.

Key words Thoracolumbar Spinal Cord Injury; Lower Limb Rehabilitation Robot; Dynamic Isokinetic Muscle Strength Training System

隨著醫(yī)療科技的飛速發(fā)展，脊髓損傷患者的康復(fù)治療手段也在不斷豐富和完善。胸腰段脊髓損傷作為脊髓損傷的一種常見(jiàn)類型，可能導(dǎo)致患者下肢運(yùn)動(dòng)功能嚴(yán)重受損，影響患者的日常生活和社會(huì)參與能力[1-2]。傳統(tǒng)的康復(fù)治療方法雖能在一定程度上改善患者的運(yùn)動(dòng)功能，但效果有限，難以滿足患者對(duì)于更高生活質(zhì)量的追求。因此，探索更加高效、科學(xué)的康復(fù)治療方法顯得尤為重要。下肢康復(fù)機(jī)器人和動(dòng)態(tài)等速肌力訓(xùn)練系統(tǒng)作為現(xiàn)代康復(fù)醫(yī)學(xué)的兩大創(chuàng)新技術(shù)，近年來(lái)在脊髓損傷患者的康復(fù)治療中逐漸得到應(yīng)用和推廣[3]。下肢康復(fù)機(jī)器人通過(guò)模擬人體自然步態(tài)，為患者提供精確、可重復(fù)的步態(tài)訓(xùn)練，有助于激活受損神經(jīng)組織的可塑性，促進(jìn)下肢運(yùn)動(dòng)功能的恢復(fù)[4-5]。而動(dòng)態(tài)等速肌力訓(xùn)練系統(tǒng)則能夠在等速條件下對(duì)患者的肌肉力量進(jìn)行針對(duì)性訓(xùn)練，增強(qiáng)肌肉力量和耐力，提高患者的運(yùn)動(dòng)控制能力[6]。將二者聯(lián)合應(yīng)用，有望通過(guò)兩者的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)實(shí)現(xiàn)更加全面、高效的康復(fù)效果。因此，本研究旨在探討下肢康復(fù)機(jī)器人與動(dòng)態(tài)等速肌力訓(xùn)練系統(tǒng)聯(lián)合應(yīng)用對(duì)胸腰段脊髓損傷患者康復(fù)效果的影響。

1 資料與方法

1.1一般資料 選取2020年4月—2024年4月陜西省康復(fù)醫(yī)院收治的100例胸腰段脊髓損傷患者作為研究對(duì)象。納入標(biāo)準(zhǔn)：①符合胸腰段脊髓損傷相關(guān)診斷標(biāo)準(zhǔn)[7]，T12～L3節(jié)段損傷；②年齡18～60歲；③患者及家屬均知情同意。排除標(biāo)準(zhǔn)：①伴有下肢骨折者；②存在重要臟器功能不全者；③存在心腦血管疾病者；④存在深靜脈血栓者；⑤存在原發(fā)精神疾病、意識(shí)障礙者；⑥嚴(yán)重顱腦外傷者；⑦脊柱不穩(wěn)者；⑧存在嚴(yán)重感染者；⑨合并惡性腫瘤者。按照隨機(jī)數(shù)表法將患者分為研究組（50例，下肢康復(fù)機(jī)器人與動(dòng)態(tài)等速肌力訓(xùn)練）和對(duì)照組（50例，常規(guī)護(hù)理），兩組患者一般資料，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（Pgt;0.05），具有可比性（見(jiàn)表1）。本方案已經(jīng)過(guò)倫理委員會(huì)審批。

1.2方法 對(duì)照組實(shí)施常規(guī)護(hù)理，具體方法如下。①體位與翻身：患者臥于有墊褥的硬板床上，身體保持正確位置，以防止攣縮畸形。肢體安放在與攣縮傾向相反方向的位置上，且癱瘓肢體不要受壓；翻身時(shí)要保持脊柱呈直線的滾筒式翻身，防止脊柱扭曲、旋轉(zhuǎn)造成脊髓再次損傷。一般每隔2 h翻身1次，以保持皮膚清潔和防止褥瘡發(fā)生。②皮膚護(hù)理：經(jīng)常為患者清洗皮膚，保持皮膚清潔干燥，避免身體局部長(zhǎng)時(shí)間受壓；使用氣墊床或定期更換體位來(lái)減輕局部壓力，預(yù)防褥瘡發(fā)生。對(duì)于已經(jīng)出現(xiàn)的褥瘡，應(yīng)及時(shí)處理，促進(jìn)愈合。③泌尿系統(tǒng)護(hù)理：受傷后兩周內(nèi)一般需給患者留置導(dǎo)尿，保持導(dǎo)尿管持續(xù)開(kāi)放，防止膀胱過(guò)度膨脹。待2～3周后，改為定時(shí)開(kāi)放引流，以促使膀胱得到充盈及進(jìn)行排空訓(xùn)練。導(dǎo)尿時(shí)嚴(yán)格執(zhí)行無(wú)菌操作，定時(shí)更換導(dǎo)尿管，并鼓勵(lì)患者多飲水，增加排尿量，以沖洗膀胱，預(yù)防感染。

研究組采用下肢康復(fù)機(jī)器人與動(dòng)態(tài)等速肌力訓(xùn)練系統(tǒng)進(jìn)行訓(xùn)練。①使用Aiwalker下肢康復(fù)機(jī)器人系統(tǒng)。先使用懸吊減重裝置支撐患者部分體重，固定患者腰腿部，同時(shí)配置多個(gè)傳感器、驅(qū)動(dòng)器及控制器，借助懸吊承力桿兩側(cè)縱向滑竿進(jìn)行下肢步行訓(xùn)練。使用足部升降帶固定患者雙側(cè)踝關(guān)節(jié)于中立位，當(dāng)患者邁步時(shí)，可被動(dòng)誘發(fā)踝關(guān)節(jié)背屈動(dòng)作。全部訓(xùn)練過(guò)程注意循序漸進(jìn)，從體重支持30%～50%、機(jī)械臂引導(dǎo)力80%～100%開(kāi)始并逐步降低，初始步行速度0.9～1.0 km/h，而后逐步增加[8]。訓(xùn)練時(shí)長(zhǎng)30分鐘/次，1次/天，5天/周，持續(xù)訓(xùn)練4周。②使用美國(guó)BIODEX等速肌力評(píng)估訓(xùn)練系統(tǒng)System 4進(jìn)行雙膝關(guān)節(jié)屈、伸肌群等速訓(xùn)練，1次/天，訓(xùn)練運(yùn)動(dòng)速度為60°/s、90°/s、120°/s，各訓(xùn)練5 min，雙膝共30 min，5天/周，持續(xù)治療4周[9]。

1.3觀察指標(biāo) ①美國(guó)脊髓損傷協(xié)會(huì)（American Spinal Cord Injury Association，ASIA）分級(jí)[10]：用于評(píng)估患者脊髓損傷程度。共分為A～E五級(jí)，A級(jí)為完全性損傷，感覺(jué)和運(yùn)動(dòng)功能完全喪失；B～D級(jí)為不完全性損傷，根據(jù)感覺(jué)和運(yùn)動(dòng)功能的保留程度逐級(jí)遞增；E級(jí)為正常，感覺(jué)和運(yùn)動(dòng)功能均未受損。分級(jí)越高，表明脊髓損傷程度越低，功能保留越多。②Berg平衡量表（Berg Balance Scale，BBS）[11]：用于評(píng)估患者平衡能力和協(xié)調(diào)能力。共包含14個(gè)項(xiàng)目，每項(xiàng)記分0～4分，總分56分。患者根據(jù)指令完成動(dòng)作，評(píng)分者根據(jù)完成情況打分。得分越高，表明患者平衡能力越強(qiáng)，跌倒風(fēng)險(xiǎn)越低。③脊髓功能獨(dú)立性評(píng)分（Spinal Cord Indepen-dence Measure，SCIM）[12]：用于評(píng)估患者綜合功能能力，特別是日常生活活動(dòng)能力。評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)包括自理能力、呼吸和括約肌管理、移動(dòng)能力等方面，總分100分。分值越高，表明患者獨(dú)立生活及移動(dòng)能力越強(qiáng)。④下肢肌力：使用美國(guó)BIODEX等速肌力評(píng)估訓(xùn)練系統(tǒng)System 4檢測(cè)患者伸肌群和屈肌群的力矩加速能及峰力矩、腘繩肌和股四頭肌肌力比例；徒手肌力檢查用于評(píng)估臀大肌的功能和力量，根據(jù)患者對(duì)抗阻力的能力，將臀大肌肌力分為0～5級(jí)，分別代表0～5分。分?jǐn)?shù)越高，表示臀大肌的肌力越強(qiáng)。⑤采用脊髓損傷步行指數(shù)Ⅱ（Walking Index for Spinal Cord Injury，WISCI Ⅱ）、10 m步行時(shí)間測(cè)試和6 min步行測(cè)試評(píng)估患者的下肢步行能力。WISCI Ⅱ[13]：主要用于評(píng)估患者步行能力。通過(guò)量化患者在接受幫助或使用輔助工具后的步行表現(xiàn)來(lái)評(píng)分，總分21分。分值越高，表明患者步行能力越好。10 m步行時(shí)間測(cè)試[14]：在平地劃出10 m直線，患者以最快速度步行通過(guò)并記錄用時(shí)。6 min步行測(cè)試[15]：在平地劃出30 m直線，患者在其間往返活動(dòng)，按自身體能決定步行速度。治療師報(bào)時(shí)2分鐘/次，若患者體力不支可暫時(shí)休息，休息時(shí)間記錄在內(nèi)，6 min后統(tǒng)計(jì)步行距離。

1.4統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 所有數(shù)據(jù)采用SPSS 22.0進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。計(jì)數(shù)資料用例數(shù)（百分比）[n（%）]表示，行 χ2檢驗(yàn)；符合正態(tài)分布的計(jì)量資料用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（x±s）表示，行t檢驗(yàn)。Plt;0.05為差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 ASIA分級(jí) 與治療前相比，治療3個(gè)月后兩組患者的ASIA分級(jí)均改善，且研究組患者ASIA分級(jí)優(yōu)于對(duì)照組（Plt;0.05），見(jiàn)表2。

2.2 SCIM與BBS評(píng)分 兩組患者SCIM與BBS評(píng)分的時(shí)點(diǎn)、組間、交互效應(yīng)比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（Plt;0.05），相較于治療前，治療1個(gè)月和3個(gè)月后兩組患者的SCIM與BBS評(píng)分均升高（Plt;0.05），且研究組均高于對(duì)照組（Plt;0.05），見(jiàn)表3。

2.3下肢肌力 與治療前相比，治療3個(gè)月后兩組患者的伸肌群和屈肌群的峰力矩及力矩加速能、腘繩肌和股四頭肌肌力比例、臀大肌肌力均升高（Plt;0.05），且研究組均高于對(duì)照組（Plt;0.05），見(jiàn)表4。

2.4下肢步行能力 與治療前相比，治療3個(gè)月后兩組患者WISCI Ⅱ評(píng)分和6 min步行測(cè)試結(jié)果均提升，10 m步行測(cè)試用時(shí)均降低（Plt;0.05），且研究組均優(yōu)于對(duì)照組（Plt;0.05），見(jiàn)表5。

3 討論

胸腰段脊髓損傷是指由于外傷、脊柱骨折、腫瘤、神經(jīng)系統(tǒng)疾病等多種原因?qū)е滦囟魏脱渭顾璧膿p害[16-17]。這種損傷可能引起神經(jīng)傳導(dǎo)功能障礙，進(jìn)而影響患者損傷平面以下的感覺(jué)、運(yùn)動(dòng)和自主神經(jīng)功能。因此，及時(shí)、有效的治療和康復(fù)對(duì)于減輕患者的痛苦、提高生活質(zhì)量具有重要意義。下肢康復(fù)機(jī)器人與動(dòng)態(tài)等速肌力訓(xùn)練系統(tǒng)作為近年來(lái)康復(fù)醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的創(chuàng)新技術(shù)，在促進(jìn)患者運(yùn)動(dòng)功能恢復(fù)方面展現(xiàn)出了獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。下肢康復(fù)機(jī)器人通過(guò)模擬人體正常行走姿態(tài)，結(jié)合減重支持系統(tǒng)，能夠?yàn)榛颊咛峁┐罅恐貜?fù)性、有針對(duì)性的步態(tài)訓(xùn)練，激活受損神經(jīng)傳導(dǎo)通路，促進(jìn)大腦行走功能區(qū)域的連接與重組[18-19]。動(dòng)態(tài)等速肌力訓(xùn)練系統(tǒng)通過(guò)精準(zhǔn)控制和量化分析，對(duì)肌力、肌張力及關(guān)節(jié)活動(dòng)能力進(jìn)行全面檢測(cè)與訓(xùn)練，幫助患者恢復(fù)肌肉力量和關(guān)節(jié)靈活性。因此，本研究主要分析二者聯(lián)合在胸腰段脊髓損傷患者中的應(yīng)用效果，目前已取得一定的成效。

本研究結(jié)果顯示，與治療前相比，治療3個(gè)月后兩組患者ASIA分級(jí)均改善，且研究組ASIA分級(jí)優(yōu)于對(duì)照組；與治療前相比，兩組治療1、3個(gè)月后SCIM評(píng)分和BBS評(píng)分均升高，且研究組高于對(duì)照組，表明下肢康復(fù)機(jī)器人與動(dòng)態(tài)等速肌力訓(xùn)練系統(tǒng)應(yīng)用于脊髓損傷患者，對(duì)其康復(fù)具有較好的效果，可有效改善脊髓損傷，提高患者早期平衡能力，這與潘冉等人[20]研究結(jié)果相符。分析原因可能為下肢康復(fù)機(jī)器人能夠精準(zhǔn)模擬正常步態(tài)周期中的下肢關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)軌跡，為患者提供精確的步態(tài)訓(xùn)練，且其常與減重訓(xùn)練相結(jié)合，提供穩(wěn)定的步行支持，同時(shí)促進(jìn)患者主動(dòng)運(yùn)動(dòng)參與度的提升[21]。動(dòng)態(tài)等速肌力訓(xùn)練系統(tǒng)能夠?qū)×Α⒓埩完P(guān)節(jié)活動(dòng)能力進(jìn)行精確的檢測(cè)和評(píng)估，發(fā)現(xiàn)和確定存在的問(wèn)題，并制訂科學(xué)、有效、安全的治療和訓(xùn)練方案[22]。對(duì)于脊髓損傷患者而言，等速肌力訓(xùn)練能夠針對(duì)性地改善下肢肌群的肌力，為患者步行能力的恢復(fù)奠定基礎(chǔ)。下肢康復(fù)機(jī)器人與動(dòng)態(tài)等速肌力訓(xùn)練系統(tǒng)的綜合應(yīng)用，能夠全面促進(jìn)脊髓損傷患者的神經(jīng)功能恢復(fù)，通過(guò)重復(fù)性的步態(tài)訓(xùn)練和針對(duì)性的肌力訓(xùn)練，患者的運(yùn)動(dòng)能力和功能得到逐步恢復(fù)，從而改善ASIA脊髓損傷分級(jí)，提高早期步行能力和平衡能力。

本研究結(jié)果顯示，與治療前比較，兩組治療3個(gè)月后伸肌群和屈肌群的峰力矩及力矩加速能、腘繩肌和股四頭肌肌力比例、臀大肌肌力均升高，且研究組高于對(duì)照組，表明下肢康復(fù)機(jī)器人與動(dòng)態(tài)等速肌力訓(xùn)練系統(tǒng)可提高脊髓損傷患者下肢肌力，與熱迪娜·亞生等人[23]研究結(jié)果具有相似性。下肢康復(fù)機(jī)器人通過(guò)大量的重復(fù)性步態(tài)訓(xùn)練和有目標(biāo)導(dǎo)向的步態(tài)訓(xùn)練，能夠顯著提高患者的下肢運(yùn)動(dòng)能力和功能，這種高效的訓(xùn)練方式能夠使患者在短時(shí)間內(nèi)取得顯著的康復(fù)效果[24-25]。動(dòng)態(tài)等速肌力訓(xùn)練系統(tǒng)不僅能夠?qū)∪夂完P(guān)節(jié)活動(dòng)范圍進(jìn)行高效率的主被動(dòng)訓(xùn)練，還能夠在訓(xùn)練中保持恒定的速度和力量，確保訓(xùn)練的全面性和有效性。這種全面的訓(xùn)練方式有助于提升患者的整體下肢肌力[26]。下肢康復(fù)機(jī)器人與動(dòng)態(tài)等速肌力訓(xùn)練系統(tǒng)結(jié)合使用，可以產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)。機(jī)器人訓(xùn)練為患者提供了步態(tài)訓(xùn)練和平衡訓(xùn)練的機(jī)會(huì)，而等速肌力訓(xùn)練則針對(duì)患者的肌力進(jìn)行精確訓(xùn)練。兩者優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，共同提高了患者的下肢肌力。

此外，研究還發(fā)現(xiàn)，與治療前相比，兩組治療3個(gè)月后WISCIⅡ評(píng)分和6 min步行測(cè)試結(jié)果均提升，10 m步行測(cè)試用時(shí)均降低，且研究組優(yōu)于對(duì)照組，表明下肢康復(fù)機(jī)器人與動(dòng)態(tài)等速肌力訓(xùn)練系統(tǒng)應(yīng)用于脊髓損傷患者可有效提高下肢步行能力。究其原因，機(jī)器人訓(xùn)練具有高強(qiáng)度和重復(fù)性的特點(diǎn)，可以確保患者在安全的環(huán)境下進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間訓(xùn)練。這種訓(xùn)練方式有助于增強(qiáng)肌肉的耐力和力量，促進(jìn)肌肉纖維的增生和肥大，進(jìn)而提升步行能力[27-28]。

動(dòng)態(tài)等速肌力訓(xùn)練系統(tǒng)則能夠?qū)τ?xùn)練效果進(jìn)行量化分析，提供詳細(xì)的訓(xùn)練數(shù)據(jù)。治療師可以根據(jù)這些數(shù)據(jù)及時(shí)調(diào)整訓(xùn)練方案，確保訓(xùn)練效果的最優(yōu)化。這種精準(zhǔn)的訓(xùn)練和調(diào)整有助于患者恢復(fù)步行能力[29-30]。相比常規(guī)護(hù)理，下肢康復(fù)機(jī)器人和動(dòng)態(tài)等速肌力訓(xùn)練系統(tǒng)更具趣味性和互動(dòng)性，患者可以在訓(xùn)練過(guò)程中積極參與，從而提高訓(xùn)練效果，加速步行能力的恢復(fù)。

綜上所述，下肢康復(fù)機(jī)器人與動(dòng)態(tài)等速肌力訓(xùn)練系統(tǒng)應(yīng)用于胸腰段脊髓損傷患者，對(duì)其康復(fù)具有較好的效果，可有效改善脊髓損傷，提高下肢肌力與下肢步行能力。

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