康復機器人結合動作觀察療法對腦卒中患者上肢運動功能康復的影響

唐 迪,王 方,王心剛,李 月,崔向紅,劉東杰,王麗麗

在我國,腦卒中發病率高,約有85%的腦卒中幸存者,遺留有各類功能障礙[1]。其中近2/3的患者遺留上肢功能障礙,嚴重影響其日常生活及工作[1]。目前,臨床康復治療多采用作業療法、功能電刺激、生物反饋治療等,患者預后欠佳[2]?！爸袠?外周-中樞”閉環康復理論,強調了中樞與外周結合治療的重要性,是卒中后康復的新理論[3]。動作觀察療法(action observation therapy, AOT),以鏡像神經元理論作為基礎,是一種觀察模仿其他人動作,從而提升自身運動功能的中樞干預方法[4]。上肢康復機器人作為一種外周治療手段,利用機械外骨骼與虛擬現實技術結合,可以有效改善患者關節活動度及控制能力[5]。本研究基于“中樞-外周-中樞”閉環康復理論,觀察AOT結合康復機器人對卒中患者的上肢功能恢復的影響。

1 對象與方法

1.1 對象 選擇2022年4-12月就診于大連康復療養中心腦卒中上肢功能障礙患者46例。根據患者入院順序編號,按照隨機數字表法分組,分為對照組和試驗組,每組23例。兩組年齡、性別、病程等一般資料比較,無統計學差異(P>0.05,表1)。納入標準:(1)符合第四次全國腦血管病學術會議的腦血管疾病診斷標準[6],且有CT或MRI影像學資料證實卒中存在;(2)年齡<70歲,病程<3個月;(3)患側上肢肌力≥2級,或者Brunnstrom分期≥Ⅲ期;(4)簡易精神狀態量表評分≥23分。排除標準:(1)依從性差,不配合治療;(2)有較為明顯的失語或視覺障礙;(3)存在較為嚴重認知心理障礙;(4)患側上肢存在疼痛、嚴重麻木等異常感覺;(5)全身狀況差。本研究經院內醫學倫理委員會審核通過。所有患者均對研究內容有所了解并簽署知情同意書。

表1 兩組腦卒中上肢功能障礙患者一般資料比較

1.2 方法 試驗組與對照組均接受常規康復治療及上肢康復機器人訓練。

1.2.1 常規康復治療 根據患者病情,制定康復訓練計劃,包括:良肢位擺放、被動關節活動、Bobath技術、Rood技術、神經肌肉本體感覺促進技術、運動再學習技術、橋式運動、體位轉換、重心轉移、平衡功能訓練、步行訓練、上下樓梯訓練,滾筒訓練、磨砂板等作業治療。物理治療及作業治療各30 min,共1 h,2次/d,5 d/周,連續訓練,共4周。

1.2.2 上肢康復機器人訓練 采用瑞士HOCAM公司生產的armeo? spring上肢康復機器人進行訓練。該設備利用外骨骼裝置,給予患者上肢輔助支持,并可通過壓力傳感手柄與設備上的游戲進行互動。治療師可根據患者上肢功能情況及個人喜好情況,循序漸進選擇不同訓練模式。設備共有三種訓練模式:(1)單關節模式,主要訓練肩肘腕單關節一維平面的屈伸運動,游戲包括水杯接雨、守門接球等;(2)多個關節協調模式,主要訓練上肢多關節二維平面運動,游戲包括拋接飛盤、直升機救援等;(3)整體模式,主要訓練上肢各關節三維平面整體運動,游戲有汽車駕駛、超市購物等。每次30 min,1次/d,5次/周,連續訓練,共4周。

1.2.3 動作觀察療法 在每次上肢康復機器人訓練前,兩組均觀看一段視頻。試驗組患者觀看與上肢相關的日常生活動作與活動視頻,如洗衣服、擦桌子、洗手刷牙、吃蘋果等,共20種。每觀看一個動作之后,治療師囑患者想象用自己的患側上肢完成剛才的動作。對照組觀看英文字母、漢字、幾何圖形等,或沒有動物及人的視頻。每次30 min,1次/d,5次/周,連續訓練,共4周。

1.3 療效評價標準 在治療前、治療4周后,同一治療師對兩組患者進行評估,治療師不了解患者姓名與試驗分組,也不參與患者治療。評估包括:(1)簡式Fugl-Meyer運動功能評分-上肢部分(simplified fugl-meyer assessment-upper extremities,FMA-UE),反映上肢運動功能狀態,量表共有33小項內容,每項0～2分,分別表示無法完成、可部分完成、可以完全完成,總計66分;(2)運動評定量表上肢部分(motor assessment scale-upper extremities, MAS-UE),選擇量表中的第6～8項,分別代表上肢功能、手的運動及精細活動,共18分;(3)改良Barthel指數(modified barthel index,MBI),反映日常生活活動能力,量表共有10項內容,包括修飾、穿衣、如廁等,共100分。

2 結 果

治療前,兩組患者FMA-UE、MAS-UE、MBI評分均無統計學差異(P>0.05);治療后,兩組各項指標均顯著提高,差異有統計學意義(P<0.001);治療后,試驗組FMA-UE、MAS-UE、MBI均高于對照組,差異具有統計學意義(P<0.05,表2)。

表2 兩組腦卒中上肢功能障礙患者治療前后評分比較 分)

3 討 論

腦卒中患者常遺有上肢功能障礙,嚴重影響日常生活及工作,給家庭及社會造成沉重負擔[7]。上肢功能障礙的康復一直是康復治療的重點與難點[7]。研究表明,卒中后上肢功能恢復在發病早期恢復較好,隨時間的推移,功能恢復越來越慢[8]。目前,臨床多為治療師一對一進行治療,費時費力,患者接受重復治療,易產生枯燥感[8]。因此,尋找相對簡單高效的訓練方案,顯得尤為重要。

上肢康復機器人以神經可塑理論為基礎,將康復醫學、機械工程學、人體力學以及多媒體技術等結合,幫助患者重新建立正確運動模式,促進上肢功能恢復,效率較高,且療效得到廣泛認可[9],其原因如下:首先,機器人可以適當減輕患者負重,患者早期(肌力2級時)即可進行練習[10];其次,機器人設計了不同的訓練模式,從單關節的單項運動到多關節的聯合運動,一直到多關節的分離運動,循序漸進逐步恢復功能[11];同時,機器人利用多媒體技術,設計了切西瓜、飛盤等游戲,內容豐富多樣,患者參與感強,訓練積極主動[12]。不過,也有研究顯示,上肢康復機器人主要關注肩、肘、腕、手等具體關節,治療整體性差[11]。因此,部分學者將上肢康復機器人結合作業治療[13]、常規康復治療[14],取得較好效果。

研究表明,AOT基于鏡像神經元理論,即個體在觀察其他個體完成動作時,其運動執行的皮層可以被激活,該區域即為鏡像神經元所在位置[15]。鏡像神經元,既在個體完成特定動作時興奮,也在觀察其他個體完成相似或相同動作時興奮[15]。研究顯示,AOT治療時,患者中央前回及輔助運動區均出現明顯的興奮性,該區域既是上肢運動功能皮層,也是鏡像神經元分布位置[16]。因此,AOT可能激活上肢功能區鏡像神經元,促進了上肢運動區皮層的興奮性,加強了神經重組。也有部分研究顯示,AOT治療可以激活感覺運動皮質區[17],或者促進正確運動動作圖像的形成[18]。AOT可能通過上述機制,促進了卒中患者上肢功能的恢復。

本研究顯示,上肢康復機器人聯合AOT,較單純應用上肢機器人,更能明顯改善患者上肢運動功能及日常生活活動能力。根據賈杰[3]提出的“中樞-外周-中樞”閉環康復理論,主要包括“中樞干預”和“外周干預”兩大康復手段?！爸袠懈深A”是給予上肢腦功能區以有效刺激,促進皮質區重建,如本試驗中通過AOT,激活鏡像神經元,促進感覺運動皮質恢復[15];“外周干預”則通過上肢運動感覺刺激,幫助患者建立正確運動模式,如本試驗中利用上肢機器人訓練,進行肩、肘、腕、手等訓練,促進上肢功能恢復[19]。兩者相輔相成,相為促進:一方面機器人通過高強度、針對性、重復性訓練,持續給予外周刺激,反饋于中樞神經系統,促進神經功能重組[20];AOT激活大腦感覺運動區,進一步有效支配肢體,促進上肢功能恢復[14]。另一方面,機器人可以提供輔助支持,適合患者早期康復[21],AOT通過觀看視頻及想象即可完成訓練[15],兩者均適合于卒中早期或病情較重,無自主上肢運動患者。兩者結合,即可早期介入治療,改善患者功能。

綜上所述,上肢康復機器人聯合AOT,可以更有效改善患者運動功能及日常生活活動能力,此方案療效確切,趣味性強,安全性高,操作簡單,值得推廣應用。但本研究尚存在一定不足:如由于受觀察時間限制,研究的樣本量偏少;患者功能評定的指標,缺乏量化(如采用肌電圖等)。今后研究將擴大樣本量,優化評價指標,以獲得更為精準的結論。