引用本文: 江健, 李墨逸, 朱聪, 沈鹏, 游煌俊, 杨初燕, 冯珍. 末端牵引式上肢康复训练系统在脑卒中后上肢运动功能障碍患者中的临床应用研究. 华西医学, 2020, 35(5): 563-567. doi: 10.7507/1002-0179.202003464 复制
我国是一个脑卒中高发国家,据全球疾病负担(Global Burden of Disease,GBD)数据显示,脑卒中是造成我国减寿年数的第一位病因[1]。过去数十年里,随着社会老龄化和城市化进程的不断加快,居民不健康生活方式流行,脑卒中危险因素普遍暴露,我国脑卒中发病率急剧攀升。GBD 数据显示,2016 年我国缺血性脑卒中发病率为 276.75/10 万、出血性脑卒中发病率为 126.34/10 万[2]。据推测,2030 年我国脑血管病事件发生率将比 2010 年升高约 50%[3-4]。《2017 中国卫生和计划生育统计年鉴》数据显示,我国 2005年—2016 年脑出血与脑梗死的出院人数及人均医药费用均呈增长态势,尤其是脑梗死住院患者人数呈爆发式增长[5]。据报道,脑卒中后 70%~80% 患者遗留有不同程度的功能障碍,首次前循环卒中患者 80% 以上存在运动功能障碍[6]。运动功能障碍是脑卒中患者常见的功能障碍,是影响脑卒中患者日常活动、致残的主要原因。目前运动功能障碍的康复治疗已得到普遍重视,主要的康复方法有神经肌肉本体促进技术、Bobath 技术、Brunnstrom 技术、运动再学习法等。这些康复技术虽均有良好的临床疗效,但均为治疗师与患者一对一训练,耗时费力。20 世纪 90 年代,上肢康复机器人问世并逐渐应用于脑卒中后肢体功能障碍康复治疗,但其疗效仍存在争议[7-8]。末端牵引式上肢康复训练系统是一种针对脑卒中后上肢功能康复训练的治疗手段。本研究通过末端牵引式上肢康复训练系统治疗脑卒中后上肢运功功能障碍患者,观察其对脑卒中后上肢运动功能障碍患者上肢运动功能及日常生活活动能力的影响,以探究末端牵引式上肢康复训练系统对脑卒中后上肢运动功能障碍患者的临床疗效。现报告如下。
1 资料与方法
1.1 研究对象
选取 2019 年 9 月—11 月在南昌大学第一附属医院康复医学科住院的脑卒中后上肢运动功能障碍患者。纳入标准(全部满足):① 符合 1995 年全国第四届脑血管病学术会议通过的《各类脑血管病诊断要点》[9],诊断为脑卒中,且病情稳定的首次发病患者,病程≤6 个月;② 75 周岁≥年龄>18 周岁;③ 生命体征平稳,无病情进展;④ 患侧上肢 Brunnstrom 分期[10]Ⅱ~Ⅳ期;⑤ 改良 Ashworth 分级[10]Ⅰ~Ⅱ级;⑥ 能在轮椅上独坐 30 min;⑦ 受试者自愿参加本试验,并签署知情同意书。排除标准(满足其一):① 18 岁以下未成年人群;② 患有癫痫或其它神经、精神的疾病患者;③ 肿瘤、结核病患者;④ 有出血倾向者;⑤ 临床生命体征不稳定者;⑥ 严重心肺功能障碍者;⑦ 骨关节感染;⑧ 骨折内固定不稳定及临床上身体需要制动者;⑨ 严重肌肉僵硬者,明显上肢疼痛者,视觉障碍者;⑩ 严重认知障碍者,无法坐轮椅者;⑪ 处于痉挛状态或肌张力增高改良 Ashworth 评定超过 2 级的患者。本研究经南昌大学第一附属医院医学研究伦理委员会批准,审批号:[2018]临伦审第 020-1 号。本研究已在中国临床试验注册中心完成注册,注册号:ChiCTR1900028280。患者均签署知情同意书。
1.2 研究方法
1.2.1 分组
由专人采用 SAS 9.1 软件生成随机序列,将符合条件的患者随机分配进入试验组或对照组。
1.2.2 治疗
两组在临床试验期间均接受内科常规药物治疗、基础性康复治疗及日常生活能力(activities of daily living,ADL)训练。① 常规药物治疗:根据《中国急性缺血性脑卒中诊治指南 2018》[11]进行相应治疗,包括:A. 呼吸与吸氧;B. 血压/血糖/血脂的管理;C. 抗血小板聚集;D. 抗凝治疗;E. 心电监测以及心脏病变的治疗;F. 体温控制;G. 解痉;H. 降纤等。② 基础性康复治疗:按照脑卒中偏瘫受试者的常规康复训练方法进行相应的治疗。常规康复训练方法采用传统的神经发育疗法。训练动作涉及腕屈伸、腕尺偏/桡偏、肘关节伸/屈、前臂旋前/旋后,训练期间放松活动 2~3 次,30 min/(次·d),每周治疗 5 d。③ ADL 训练:根据患者情况选择以下一个或几个治疗项目:抓握成卷的卫生纸;健手辅助下可完成进食;健手辅助下可独立完成穿衣(上衣、裤子、鞋子)、套头衫、洗漱等,10 min/(次·d),每周治疗 5 d[12]。
对照组诊疗方案:给予传统作业训练 30 min/(次·d),每周治疗 5 d;传统作业训练方案根据受试者的 Brunnstrom 分期选择适宜的传统作业训练方案。
试验组诊疗方案:给予末端牵引式上肢康复训练系统训练 30 min/(次·d),每周治疗 5 d。末端牵引式上肢康复训练系统训练方案:助动模式每个受试者每天都必须完成 5 min 的轨迹示教,以便随时掌握受试者的运动范围和运动能力,随时根据受试者的运动情况调整训练方案。① 助动模式(包括被动和助动模式,受试上肢 Brunnstrom Ⅱ、Ⅲ期):每日由受试者选择试验器械中保龄球和接水果的 2 项游戏,每项训练 15 min,难度均从易到难。如果两项游戏的助力分级达到 1 级,接水果游戏难度达到 6 级,且两项游戏的完成均动作流畅,进入主动模式训练。② 主动模式(包括主动和抗阻模式,受试上肢 Brunnstrom Ⅳ期):进入主动时每个受试者每日必须完成 10 min 的运动想象训练。然后在受试者的主动运动范围内,每日由受试者选择感兴趣的 2 项游戏,每项训练 10 min,难度均从易到难。
1.3 观察指标
1.3.1 一般资料
包括性别、年龄、病程、Brunnstrom 分期等。
1.3.2 疗效评价
两组患者均在治疗前、第 4 周治疗结束后采用简化 Fugl-Meyer 上肢运动功能评分(Fugl-Meyer assessment,FMA)[13]、改良 Barthel 指数(modified Barthel index,MBI)[14]进行康复评价及记录。
① FMA:A. 有无反射活动;B. 屈肌协同运动;C. 伸肌协同运动;D. 伴有协同运动的活动;E. 脱离协同运动的活动;F. 反射亢进;G. 腕稳定性;H. 手指;I. 协调能力与速度 。共 33 个动作的评分,满分 66 分。
② MBI:正常 100 分,每个活动的评级可分 5 级(5 分),不同的级别代表了不同程度的独立能力,最低的是 1 级,而最高是 5 级。级数越高,代表独立能力越高。
1.4 统计学方法
使用 SPSS 23.0 统计软件对数据分析。连续变量符合正态分布时,采用均数±标准差表示,否则采用中位数(四分位间距)表示;如果各组均满足正态性,组间比较采用t检验。两组治疗前后 FMA、MBI 及差值进行独立样本t检验。分类变量采用频数(百分比)描述,组间比较采用 Fisher 确切概率法。检验水准α=0.05。
2 结果
2.1 患者一般资料
共纳入患者 36 例,两组各 18 例。所有患者均完成试验,未出现脱落且未出现特殊不适。对照组,年龄(55.88±2.21)岁,病程(35.78±1.76)d;Brunnstrom 分期:Ⅱ期 13 例、Ⅲ期 0 例、Ⅳ期 5 例;试验组,年龄(57.58±1.79)岁,病程(34.78±2.16)d;Brunnstrom 分期:Ⅱ期 11 例、Ⅲ期 6 例、Ⅳ期 1 例。
两组患者性别、病程、Brunnstrom 分期Ⅲ期以下的例数及治疗前的 FMA 评分、MBI 评分比较,差异均无统计学意义(P>0.05);试验组患者年龄大于对照组(P<0.05)。见表 1、2。



2.2 疗效评价
治疗 4 周后,试验组治疗前后 FMA 评分差值为(10.33±5.66)分,对照组治疗前后 FMA 评分差值为(2.88±2.13)分,两组间比较差值为 7.45 分,差异有统计学意义[95% 置信区间(confidence interval,CI)(4.55,10.34),P<0.001];试验组治疗前后 MBI 评分差值为(27.89±5.66)分,对照组治疗前后 MBI 评分差值为(13.66±3.10)分,两组间比较差值为 14.23,差异有统计学意义[95%CI(11.12,17.31),P<0.001]。FMA、MBI 两组组内治疗前后比较,差异均有统计学意义(P<0.05)。见表 2。
3 讨论
脑卒中是一种较为常见的脑血管疾病,多数脑卒中患者都遗留有多种不同程度的功能障碍,尤其是上肢运动功能障碍程度较重,上肢精细动作及运动的耐力恢复较差,对患者的日常生活造成严重影响。因此,如何改善患者肢体功能,促进患者早日回归家庭、回归社会是目前脑卒中康复治疗中的重点和难点。研究表明,对脑卒中后肢体运动功能障碍患者进行重复刺激训练和一定强度的特定任务训练,能促进神经可塑性,提高运动功能[15-16]。
针对脑卒中后上肢运动功能障碍的患者,临床上主要的康复方法有神经肌肉本体促进技术、Bobath 技术、Brunnstrom 技术、运动再学习法等。虽然这些康复技术在临床上均取得良好的临床疗效,但治疗周期较长,趣味性欠佳,不易调动患者的积极性,且受治疗师个人水平影响,疗效存在差异[17-18]。
上肢康复机器人作为一种辅助机械装置,包括上肢末端执行器和上肢外骨骼机器人两种类型,能够给脑卒中后上肢功能障碍患者提供高强度、高重复性的精准康复训练。然而,目前国内同类器械较少,临床使用多为国外引进,且价格较昂贵,无法在基层医院或社区、家庭普及[19]。
末端牵引式上肢康复训练系统基于上肢末端生物力学特性,针对不同患者自适应提供被动、助动、主动、抗阻四种训练模式;利用 VR 技术模拟日常生活场景并提供视觉、听觉、触力觉等多种感觉刺激和生物信息反馈,充分激发患者主动完成康复任务(游戏)的意图;机器人技术感知和辨识运动意图智能调整各康复模式下的力觉特性,增强人机交互体验感,并基于上述四种模式均尽量确保人的主观意图得以实现的同时,提供难度不同的任务等级以适用不同的患者病情,帮助脑卒中患者的上肢运动功能重建。
本研究结果表明,两组患者在治疗 4 周后,FMA、MBI 与治疗前比较均有明显改善(P<0.05),试验组与对照组治疗前后 FMA 差值为 7.45(P<0.001),试验组与对照组治疗前后 MBI 差值为 14.23(P<0.001)。可见末端牵引式上肢康复训练系统能够明显改善脑卒中后上肢运动功能障碍患者上肢运动功能,提高患者日常生活能力,值得临床推广及应用。
目前上肢机器人的康复机制尚未明确,有研究认为是基于神经可塑性原理。神经可塑性是指神经系统通过改变结构或功能,适应内外环境变化的能力[20]。人脑具有可塑性,中枢神经系统具有自我修整、再生功能,失神经过敏、突触更新、轴突生芽等过程均可促进损伤神经形态学及生理学恢复,其可为康复治疗提供重要依据,因此临床多通过康复训练来促进损伤神经修复[21-22]。运用上肢机器人提供高精度、高强度、高重复性的训练,实时地反馈运动参数,可在一定程度上促进脑区激活和大脑重塑,从而有效改善患者的上肢功能。一些临床研究和少量基础研究也证实了这一假说[19,23-27]。张海燕等[28]研究发现上肢康复机器人可有效提高脑卒中患侧肱二头肌和肱三头肌运动单位的激活和募集能力,改善偏瘫上肢的运动功能。Rowe 等[26]在运用上肢机器人做手指游戏运动训练时发现,功能磁共振可观察到大脑半球躯体感觉皮质不对称激活;Turner 等[27]发现在运动任务存在辅助反馈时,皮质区之间的功能连接(相干性)增加。基于此理论,我们认为,末端牵引式上肢康复训练系统可能通过促进偏瘫上肢的重复、渐进训练和运动学习,促进中枢神经的代偿和重组。其通过多种感觉刺激促进本体感觉输入,将更加精准的感觉信息传至中枢神经系统,大脑据此发出指令来支配偏瘫侧肢体做出相应动作,促进神经可塑性。同时末端牵引式上肢康复训练系统可实时进行生物信息反馈,感知和辨识患者运动意图,通过一定强度的大量重复改善感觉采集与运动支配的失联,从而改善脑卒中患者上肢运动功能。
虽然目前器械辅助治疗机制尚未完全明确,有待进一步深入研究,但大量临床随机试验证明,上肢康复训练器械对上肢功能障碍恢复有显著疗效[29-32]。末端牵引式上肢康复训练系统通过被动、主动训练任务相结合游戏任务训练模式,以达到与传统作业训练相同的治疗效果,同时增加了治疗过程的趣味性。其次,改变了一个治疗师同一时间仅对一个患者治疗的现状,提高医疗资源的利用效率;另外,试验器械的任务训练模式是将传统作业训练的一套动作规范化,同时实现治疗师对多位患者同时训练的监管或指导的可能性,有效提高治疗师的工作效率,节省医疗资源。因此,末端牵引式上肢康复训练系统具有重要的经济价值和社会价值,值得进一步在临床中推广和应用。
我国是一个脑卒中高发国家,据全球疾病负担(Global Burden of Disease,GBD)数据显示,脑卒中是造成我国减寿年数的第一位病因[1]。过去数十年里,随着社会老龄化和城市化进程的不断加快,居民不健康生活方式流行,脑卒中危险因素普遍暴露,我国脑卒中发病率急剧攀升。GBD 数据显示,2016 年我国缺血性脑卒中发病率为 276.75/10 万、出血性脑卒中发病率为 126.34/10 万[2]。据推测,2030 年我国脑血管病事件发生率将比 2010 年升高约 50%[3-4]。《2017 中国卫生和计划生育统计年鉴》数据显示,我国 2005年—2016 年脑出血与脑梗死的出院人数及人均医药费用均呈增长态势,尤其是脑梗死住院患者人数呈爆发式增长[5]。据报道,脑卒中后 70%~80% 患者遗留有不同程度的功能障碍,首次前循环卒中患者 80% 以上存在运动功能障碍[6]。运动功能障碍是脑卒中患者常见的功能障碍,是影响脑卒中患者日常活动、致残的主要原因。目前运动功能障碍的康复治疗已得到普遍重视,主要的康复方法有神经肌肉本体促进技术、Bobath 技术、Brunnstrom 技术、运动再学习法等。这些康复技术虽均有良好的临床疗效,但均为治疗师与患者一对一训练,耗时费力。20 世纪 90 年代,上肢康复机器人问世并逐渐应用于脑卒中后肢体功能障碍康复治疗,但其疗效仍存在争议[7-8]。末端牵引式上肢康复训练系统是一种针对脑卒中后上肢功能康复训练的治疗手段。本研究通过末端牵引式上肢康复训练系统治疗脑卒中后上肢运功功能障碍患者,观察其对脑卒中后上肢运动功能障碍患者上肢运动功能及日常生活活动能力的影响,以探究末端牵引式上肢康复训练系统对脑卒中后上肢运动功能障碍患者的临床疗效。现报告如下。
1 资料与方法
1.1 研究对象
选取 2019 年 9 月—11 月在南昌大学第一附属医院康复医学科住院的脑卒中后上肢运动功能障碍患者。纳入标准(全部满足):① 符合 1995 年全国第四届脑血管病学术会议通过的《各类脑血管病诊断要点》[9],诊断为脑卒中,且病情稳定的首次发病患者,病程≤6 个月;② 75 周岁≥年龄>18 周岁;③ 生命体征平稳,无病情进展;④ 患侧上肢 Brunnstrom 分期[10]Ⅱ~Ⅳ期;⑤ 改良 Ashworth 分级[10]Ⅰ~Ⅱ级;⑥ 能在轮椅上独坐 30 min;⑦ 受试者自愿参加本试验,并签署知情同意书。排除标准(满足其一):① 18 岁以下未成年人群;② 患有癫痫或其它神经、精神的疾病患者;③ 肿瘤、结核病患者;④ 有出血倾向者;⑤ 临床生命体征不稳定者;⑥ 严重心肺功能障碍者;⑦ 骨关节感染;⑧ 骨折内固定不稳定及临床上身体需要制动者;⑨ 严重肌肉僵硬者,明显上肢疼痛者,视觉障碍者;⑩ 严重认知障碍者,无法坐轮椅者;⑪ 处于痉挛状态或肌张力增高改良 Ashworth 评定超过 2 级的患者。本研究经南昌大学第一附属医院医学研究伦理委员会批准,审批号:[2018]临伦审第 020-1 号。本研究已在中国临床试验注册中心完成注册,注册号:ChiCTR1900028280。患者均签署知情同意书。
1.2 研究方法
1.2.1 分组
由专人采用 SAS 9.1 软件生成随机序列,将符合条件的患者随机分配进入试验组或对照组。
1.2.2 治疗
两组在临床试验期间均接受内科常规药物治疗、基础性康复治疗及日常生活能力(activities of daily living,ADL)训练。① 常规药物治疗:根据《中国急性缺血性脑卒中诊治指南 2018》[11]进行相应治疗,包括:A. 呼吸与吸氧;B. 血压/血糖/血脂的管理;C. 抗血小板聚集;D. 抗凝治疗;E. 心电监测以及心脏病变的治疗;F. 体温控制;G. 解痉;H. 降纤等。② 基础性康复治疗:按照脑卒中偏瘫受试者的常规康复训练方法进行相应的治疗。常规康复训练方法采用传统的神经发育疗法。训练动作涉及腕屈伸、腕尺偏/桡偏、肘关节伸/屈、前臂旋前/旋后,训练期间放松活动 2~3 次,30 min/(次·d),每周治疗 5 d。③ ADL 训练:根据患者情况选择以下一个或几个治疗项目:抓握成卷的卫生纸;健手辅助下可完成进食;健手辅助下可独立完成穿衣(上衣、裤子、鞋子)、套头衫、洗漱等,10 min/(次·d),每周治疗 5 d[12]。
对照组诊疗方案:给予传统作业训练 30 min/(次·d),每周治疗 5 d;传统作业训练方案根据受试者的 Brunnstrom 分期选择适宜的传统作业训练方案。
试验组诊疗方案:给予末端牵引式上肢康复训练系统训练 30 min/(次·d),每周治疗 5 d。末端牵引式上肢康复训练系统训练方案:助动模式每个受试者每天都必须完成 5 min 的轨迹示教,以便随时掌握受试者的运动范围和运动能力,随时根据受试者的运动情况调整训练方案。① 助动模式(包括被动和助动模式,受试上肢 Brunnstrom Ⅱ、Ⅲ期):每日由受试者选择试验器械中保龄球和接水果的 2 项游戏,每项训练 15 min,难度均从易到难。如果两项游戏的助力分级达到 1 级,接水果游戏难度达到 6 级,且两项游戏的完成均动作流畅,进入主动模式训练。② 主动模式(包括主动和抗阻模式,受试上肢 Brunnstrom Ⅳ期):进入主动时每个受试者每日必须完成 10 min 的运动想象训练。然后在受试者的主动运动范围内,每日由受试者选择感兴趣的 2 项游戏,每项训练 10 min,难度均从易到难。
1.3 观察指标
1.3.1 一般资料
包括性别、年龄、病程、Brunnstrom 分期等。
1.3.2 疗效评价
两组患者均在治疗前、第 4 周治疗结束后采用简化 Fugl-Meyer 上肢运动功能评分(Fugl-Meyer assessment,FMA)[13]、改良 Barthel 指数(modified Barthel index,MBI)[14]进行康复评价及记录。
① FMA:A. 有无反射活动;B. 屈肌协同运动;C. 伸肌协同运动;D. 伴有协同运动的活动;E. 脱离协同运动的活动;F. 反射亢进;G. 腕稳定性;H. 手指;I. 协调能力与速度 。共 33 个动作的评分,满分 66 分。
② MBI:正常 100 分,每个活动的评级可分 5 级(5 分),不同的级别代表了不同程度的独立能力,最低的是 1 级,而最高是 5 级。级数越高,代表独立能力越高。
1.4 统计学方法
使用 SPSS 23.0 统计软件对数据分析。连续变量符合正态分布时,采用均数±标准差表示,否则采用中位数(四分位间距)表示;如果各组均满足正态性,组间比较采用t检验。两组治疗前后 FMA、MBI 及差值进行独立样本t检验。分类变量采用频数(百分比)描述,组间比较采用 Fisher 确切概率法。检验水准α=0.05。
2 结果
2.1 患者一般资料
共纳入患者 36 例,两组各 18 例。所有患者均完成试验,未出现脱落且未出现特殊不适。对照组,年龄(55.88±2.21)岁,病程(35.78±1.76)d;Brunnstrom 分期:Ⅱ期 13 例、Ⅲ期 0 例、Ⅳ期 5 例;试验组,年龄(57.58±1.79)岁,病程(34.78±2.16)d;Brunnstrom 分期:Ⅱ期 11 例、Ⅲ期 6 例、Ⅳ期 1 例。
两组患者性别、病程、Brunnstrom 分期Ⅲ期以下的例数及治疗前的 FMA 评分、MBI 评分比较,差异均无统计学意义(P>0.05);试验组患者年龄大于对照组(P<0.05)。见表 1、2。



2.2 疗效评价
治疗 4 周后,试验组治疗前后 FMA 评分差值为(10.33±5.66)分,对照组治疗前后 FMA 评分差值为(2.88±2.13)分,两组间比较差值为 7.45 分,差异有统计学意义[95% 置信区间(confidence interval,CI)(4.55,10.34),P<0.001];试验组治疗前后 MBI 评分差值为(27.89±5.66)分,对照组治疗前后 MBI 评分差值为(13.66±3.10)分,两组间比较差值为 14.23,差异有统计学意义[95%CI(11.12,17.31),P<0.001]。FMA、MBI 两组组内治疗前后比较,差异均有统计学意义(P<0.05)。见表 2。
3 讨论
脑卒中是一种较为常见的脑血管疾病,多数脑卒中患者都遗留有多种不同程度的功能障碍,尤其是上肢运动功能障碍程度较重,上肢精细动作及运动的耐力恢复较差,对患者的日常生活造成严重影响。因此,如何改善患者肢体功能,促进患者早日回归家庭、回归社会是目前脑卒中康复治疗中的重点和难点。研究表明,对脑卒中后肢体运动功能障碍患者进行重复刺激训练和一定强度的特定任务训练,能促进神经可塑性,提高运动功能[15-16]。
针对脑卒中后上肢运动功能障碍的患者,临床上主要的康复方法有神经肌肉本体促进技术、Bobath 技术、Brunnstrom 技术、运动再学习法等。虽然这些康复技术在临床上均取得良好的临床疗效,但治疗周期较长,趣味性欠佳,不易调动患者的积极性,且受治疗师个人水平影响,疗效存在差异[17-18]。
上肢康复机器人作为一种辅助机械装置,包括上肢末端执行器和上肢外骨骼机器人两种类型,能够给脑卒中后上肢功能障碍患者提供高强度、高重复性的精准康复训练。然而,目前国内同类器械较少,临床使用多为国外引进,且价格较昂贵,无法在基层医院或社区、家庭普及[19]。
末端牵引式上肢康复训练系统基于上肢末端生物力学特性,针对不同患者自适应提供被动、助动、主动、抗阻四种训练模式;利用 VR 技术模拟日常生活场景并提供视觉、听觉、触力觉等多种感觉刺激和生物信息反馈,充分激发患者主动完成康复任务(游戏)的意图;机器人技术感知和辨识运动意图智能调整各康复模式下的力觉特性,增强人机交互体验感,并基于上述四种模式均尽量确保人的主观意图得以实现的同时,提供难度不同的任务等级以适用不同的患者病情,帮助脑卒中患者的上肢运动功能重建。
本研究结果表明,两组患者在治疗 4 周后,FMA、MBI 与治疗前比较均有明显改善(P<0.05),试验组与对照组治疗前后 FMA 差值为 7.45(P<0.001),试验组与对照组治疗前后 MBI 差值为 14.23(P<0.001)。可见末端牵引式上肢康复训练系统能够明显改善脑卒中后上肢运动功能障碍患者上肢运动功能,提高患者日常生活能力,值得临床推广及应用。
目前上肢机器人的康复机制尚未明确,有研究认为是基于神经可塑性原理。神经可塑性是指神经系统通过改变结构或功能,适应内外环境变化的能力[20]。人脑具有可塑性,中枢神经系统具有自我修整、再生功能,失神经过敏、突触更新、轴突生芽等过程均可促进损伤神经形态学及生理学恢复,其可为康复治疗提供重要依据,因此临床多通过康复训练来促进损伤神经修复[21-22]。运用上肢机器人提供高精度、高强度、高重复性的训练,实时地反馈运动参数,可在一定程度上促进脑区激活和大脑重塑,从而有效改善患者的上肢功能。一些临床研究和少量基础研究也证实了这一假说[19,23-27]。张海燕等[28]研究发现上肢康复机器人可有效提高脑卒中患侧肱二头肌和肱三头肌运动单位的激活和募集能力,改善偏瘫上肢的运动功能。Rowe 等[26]在运用上肢机器人做手指游戏运动训练时发现,功能磁共振可观察到大脑半球躯体感觉皮质不对称激活;Turner 等[27]发现在运动任务存在辅助反馈时,皮质区之间的功能连接(相干性)增加。基于此理论,我们认为,末端牵引式上肢康复训练系统可能通过促进偏瘫上肢的重复、渐进训练和运动学习,促进中枢神经的代偿和重组。其通过多种感觉刺激促进本体感觉输入,将更加精准的感觉信息传至中枢神经系统,大脑据此发出指令来支配偏瘫侧肢体做出相应动作,促进神经可塑性。同时末端牵引式上肢康复训练系统可实时进行生物信息反馈,感知和辨识患者运动意图,通过一定强度的大量重复改善感觉采集与运动支配的失联,从而改善脑卒中患者上肢运动功能。
虽然目前器械辅助治疗机制尚未完全明确,有待进一步深入研究,但大量临床随机试验证明,上肢康复训练器械对上肢功能障碍恢复有显著疗效[29-32]。末端牵引式上肢康复训练系统通过被动、主动训练任务相结合游戏任务训练模式,以达到与传统作业训练相同的治疗效果,同时增加了治疗过程的趣味性。其次,改变了一个治疗师同一时间仅对一个患者治疗的现状,提高医疗资源的利用效率;另外,试验器械的任务训练模式是将传统作业训练的一套动作规范化,同时实现治疗师对多位患者同时训练的监管或指导的可能性,有效提高治疗师的工作效率,节省医疗资源。因此,末端牵引式上肢康复训练系统具有重要的经济价值和社会价值,值得进一步在临床中推广和应用。