上肢力反馈运动控制训练系统对脑卒中上肢运动功能障碍康复疗效观察

康国辉 陈锦容

摘要：

目的：观察上肢力反馈运动控制训练系统联合常规康复治疗改善脑卒中患者上肢运动功能的效果。

方法：选取符合纳排标准脑卒中后上肢运动功能障碍患者40例，随机分为治疗组及对照组各20例。对照组给予每日2次常规康复训练，治疗组给予每日1次常规康复训练及1次上肢力反馈运动控制训练系统训练，治疗时间为4周。在治疗前后分别对两组患者进行上肢Fugl-Meyer 评定（FMA-UE）、Brunnstrom上肢分期及Barthel 指数（BI）评估。

结果：两组患者在干预前各项评分结果均无显著差异。治疗组各项评分结果在干预后均有显著提高（P<0.05）。对照组的FMA-UE及BI评分在干预后也有显著提高（P<0.05）。治疗组在干预后各项评分均显著高于对照组患者（P<0.05）。

结论：上肢力反馈运动控制训练系统联合常规康复治疗可明显改善脑卒中后患者上肢运动功能障碍，值得临床应用及推广。

关键词：脑卒中；上肢；运动功能；力反馈；运动控制训练系统

背景

脑卒中（Stroke），是一种常见的影响人类健康的严重疾病。脑卒中可以导致许多方面不同程度的功能障碍，如运动、认知、吞咽障碍等，其中运动功能障碍为主要功能障碍之一。研究表明约有80%的脑卒中幸存者存在运动功能障碍^[1]，而在脑卒中发病后3个月左右约70%的患者遗留的运动功能障碍主要为上肢运动功能障碍^[2]。

有研究显示，有效实现康复治疗效果的基本条件之一是需要多次数、高强度的重复训练，且需以日常生活功能性活动为主要训练目标，并能积极调动患者进行康复训练^[3]。目前脑卒中患者逐年增加，越来越多的脑卒中后患者需要康复治疗，我国康复医学起步较晚，康复治疗师缺口较大，因此影响脑卒中后患者的康复治疗，从而延误功能障碍的恢复，甚至可能遗留严重后遗症。上肢运动训练控制系统是众多康复治疗新仪器设备中具有代表性的一种，多项临床研究结果提示应用上肢运动训练控制系统可以提高脑卒中后患者偏瘫侧上肢的运动功能^[4-8]。而且上肢运动训练控制系统不仅可以提高训练任务活动的趣味性，还可以准确地限制和引导患者进行持续康复训练，提高脑卒后功能障碍患者的生活质量，减轻治疗师工作负担及操作时长，缓解康复医疗资源的供需矛盾。因此，本研究旨在应用上肢力反馈运动控制训练系统联合常规康复治疗改善脑卒中患者上肢运动功能并观察其疗效。

病例资料

1.1 病例来源：

选取2018年11月至2019年2月我院康复医学科门诊及住院收治的脑卒中患者40例。

1.2 诊断标准：

1995年第四届全国脑血管病会议上通过的脑卒中的诊断标准^{[ 9]}，经影像学确诊一侧半球的脑卒中；

1.3 纳入标准：

①年龄 18～75 岁，生命体征平稳，意识清楚；

②依据诊断标准，确诊为脑卒中患者；

③存在上肢运动功能障碍；

④患侧上肢Brunnstrom分期评定：1～5 期；

⑤具备基础认知能力，可配合进行康复评定及康复治疗；

⑥患者及家属均能配合医师完成康复治疗工作，并且签署书面知情同意书。

1.4 排除标准：

①存在意识障碍或精神障碍；

②存在其他可能导致运动功能障碍的疾病，如脑外伤、脊髓损伤等；

③存在严重心肺肝肾功能不全、重症感染性疾病、恶性肿瘤、严重创伤、活动性癫痫等疾病；

④存在其他不能配合研究的原因。

研究方法

3.1 试验方案

3.1.1 患者分组

依据上述纳入排除标准，本次试验共纳入40例卒中上肢运动障碍患者。40例患者被随机分入治疗组及对照组，每组20例。试验周期为4周，每周5日。试验过程中，所有被试者均接受常规康复训练，对照组被试者接受每日2次常规康复训练，治疗组被试者在接受每日1次常规康复治疗基础上加用每日1次上肢运动训练控制系统辅助训练。

3.1.2 干预方案：

常规康复训练：

单次训练时长为20分钟，所有训练均由同一位具有三年工作经验的康复治疗师完成，根据脑卒中后病程发展的不同阶段，选用合适的康复治疗手段。主要包括良肢位的摆放、神经生理疗法、作业治疗等改善运动功能障碍的方法。

上肢运动训练控制系统辅助训练：

单次训练时长为20分钟，采用上海傅利叶智能科技有限公司生产的Fourier M2上肢运动训练控制系统。该系统采用力反馈等核心技术，精确模拟出各种实际生活中的力学场景，提供被动、助力、主动和抗阻四种训练模式，全面涵盖整个康复期的上肢功能训练，通过视、听、触的多反馈结合沉浸式的虚拟场景提高了脑卒中病人主动参与训练的积极性，量化的康复评估和实时的训练参数促进了更加个体化的康复计划制定。多样有效的训练模式全面涵盖了不同病情和不同恢复期的脑卒中患者上肢功能康复需求，进阶的训练难度使病人的主动参与最大化，促进患者运动再学习的过程，实现大脑功能重组从而重塑上肢功能。

3.2 评价指标

在干预前及干预后需对被试者进行各方面指标的评价。本次试验主要采用以下功能评定指标：

①上肢运动功能 Fugl-Meyer 评定（Fugl-Meyer assessment upper extremity，FMA-UE），包括上肢屈肌共同运动、伸肌共同运动及反射等33项，每项满分2分，总积分为66分，积分越高，上肢运动功能越好。

②Brunnstrom上肢分期：共分为 6 期，分期越高，上肢运动功能状态越好。

③日常生活能力评定指标：Barthel 指数（barthel index，BI）。

3.3 数据统计

采用IBM SPSS Statistics 22.0软件进行对数据进行处理与统计分析。计量资料采用均值±标准差（X±S）进行描述，计数资料则采用例数（n）进行描述。所有检验均采用双侧t检验，当P<0.05时差异具有统计学意义。

结果

4.1 两组患者干预前信息比对

本次试验所有被试者人口学分布见表1，从表中可以看出，随机分出的治疗组和对照组在性别、年龄和病程等信息上均没有显著差异（P>0.05），可以认为两组患者无人口学差异。

表 1两组患者基本信息对比（X±S）

一般资料	治疗组（n=20）	对照组（n=20）	统计值	P值
性别（男/女）	15/5	12/8	1.03	0.31
年龄（岁）	58.80±9.20	59.80±7.99	-0.37	0.72
病程（月）	4.43±3.82	4.75±3.37	-0.29	0.78

两组患者干预前的各项临床评价结果见表2，统计显示两组患者在干预前的FMA-UE评分、Brunnstorm分期结果和BI指数均无显著差异。

表 2 两组患者干预前临床评价结果对比（X±S）

临床评价	治疗组（n=20）	对照组（n=20）	统计值	P值
FMA-UE	26.50±16.81	25.50±14.53	0.20	0.84
Brunnstrom分期	2.80±1.15	2.75±1.07	0.14	0.89
BI	56.75±27.40	50.75±22.14	0.76	0.45

4.2 患者干预前后临床评价结果比对

从表3中可以看出，治疗组在干预后，FMA-UE评分、Brunnstorm分期和BI指数均较干预前有显著提升（P<0.05）。该结果表明，上肢运动控制训练系统联合常规康复治疗对于卒中患者上肢运动障碍康复有正面效果。

表 3治疗组患者（n=20）干预前后临床评价对比（X±S）

临床评价	干预前	干预后	统计值	P值
FMA-UE	26.50±16.81	37.75±12.37	-7.36	<0.01
Brunnstrom分期	2.80±1.15	3.60±0.99	-5.14	<0.01
BI	56.75±27.40	67.75±23.20	-6.24	<0.01

从表4中可以看出，对照组患者干预后，FMA-UE评分和BI指数也出现显著提升（P<0.05），但Brunnstorm分期较干预前提升不够显著（P=0.08）。该结果表明，常规康复训练对于卒中患者上肢运动障碍康复也有效果。

表 4 对照组患者（n=20）干预前后临床评价对比（X±S）

临床评价	干预前	干预后	统计值	P值
FMA-UE	25.50±14.53	28.80±12.63	-2.83	0.01
Brunnstrom分期	2.75±1.07	2.90±1.12	-1.83	0.08
BI	50.75±22.14	53.00±22.33	-3.33	<0.01

我们同样对两组患者干预后的临床评价结果进行了对比（表5），结果显示治疗组在干预后，各项指标均显著高于对照组患者（P<0.05），结合表2中数据，可以认为上肢运动控制训练系统联合常规康复治疗对于卒中患者的上肢运动障碍康复比单独的常规康复训练效果更好。

表 5 治疗组和对照组患者干预后临床评价对比（X±S）

临床评价	治疗组（n=20）	对照组（n=20）	统计值	P值
FMA-UE	37.75±12.37	28.80±12.63	2.26	0.03
Brunnstrom分期	3.60±0.99	2.90±1.12	2.09	0.04
BI	67.75±23.20	53.00±22.33	2.05	0.04

4.3 结论

本次试验结果表明，上肢运动控制训练系统联合常规康复治疗可以明显改善卒中患者的上肢运动功能状态，其效果比单独的常规康复更显著，具备临床推广与进一步深化研究的意义。

讨论

据报道^[10]，中国目前脑卒中 是致使残疾发生率最高的疾病，大部分脑卒中后遗症患者丧失工作、劳动或生活自理能力，给社会和家庭带来了沉重的负担。因此，如何减少脑卒中后致残率，恢复患者各方面功能，提高患者生活质量是当今康复医学需重视及研究的主要方面。在我国永久性功能障碍分级标准中，上肢功能占到全身功能的60%左右，手功能更是占了主要部分^[11]。在脑卒中后，即使经过积极的康复训练，仍有一些患者遗留部分运动功能障碍^[12]，其中上肢功能障碍将近三分之二^[13]，并且上肢运动功能障碍较下肢运动障碍恢复更加缓慢^[14]。上肢功能在是运动功能主要组成部分，是完成日常生活活动的重要功能，脑卒中后上肢瘫痪将严重影响患者生活质量情况，因此，需不断发展针对改善脑卒中后上肢运动功能障碍的康复治疗方法。

上肢运动训练控制系统，又称上肢康复机器人，目前已成为多学科领域研究热点之一。作为一种新兴发展起来的康复治疗技术，它可以大大解放治疗师，并且能够提高患者训练的积极性，进一步提高康复治疗效果。本研究应用上肢力反馈运动训练控制系统对脑卒中后上肢运动功能障碍的患者进行治疗，结果显示，与常规康复训练组相比，经过该系统的训练同样可以达到康复治疗效果，且较常规康复训练组效果更优。本研究结果显示，在所纳入的40例患者分别给予常规康复训练与上肢运动训练控制系统训练，在治疗后除对照组的Brunnstrom分期外，两组各临床量表评分均较治疗前提高，这肯定了康复治疗对提高运动功能及生活自理能力的有效作用，考虑到该研究样本量小，Brunnstrom分期较为粗略，对照组Brunnstrom分期在治疗前后差异不显著，在今后的研究需进一步提高样本量并采用更详细的评分量表进行评定。研究结果还显示，治疗组在治疗后各临床量表评分结果较对照组明显提高，这证实了联合训练组对上肢功能康复的恢复效果较常规训练组更显著，分别在运动功能、Brunnstrom分期、日常生活能力方面均有体现。

关于上肢运动训练控制系统改善患者上肢运动功能的具体机制尚未明确，其机制之一认为给予患者多次相同模式的运动训练可以增加运动、感觉信息的输入，对大脑进行反复刺激，大脑存在重塑性及代偿能力，因此脑组织可重新获得部分运动功能，且周围脑组织可代替受损脑组织帮助行使其丧失的运动功能。曾有研究通过 fMRI 证实^[15]，脑卒中患者经过6周的上肢运动训练控制系统的训练，在进行fMRI扫描时，患者患侧上肢运动时，健侧大脑半球运动感觉皮质兴奋区较强扩大，激活增强，可见经过训练后，脑卒中后发生障碍的原运动传导通路出现代偿，促进皮质功能重组。另有研究显示^[16]，上肢运动训练控制系统可以针对性训练单个或多个关节，并在特定任务下训练上肢各个关节的协调性和灵活性。其利用人体运动学的原理，将人体上肢正常运动模式与规律持续输入至脑卒中患者偏瘫上肢，可以抑制异常模式的发生发展，减少误用综合征的发生，而康复治疗师在训练中往往不能全面的抑制异常运动模式，因此更具有稳定性及高重复性。

综上所述，本研究观察了上肢力反馈运动控制训练系统联合常规康复治疗改善脑卒中患者上肢运动功能的效果，结果表明，不同方式的康复治疗均可改善脑卒中后患者上肢运动功能障碍，上肢智能力反馈康复机器人联合常规康复治疗对患者上肢运动功能恢复效果更优，可维持康复治疗的稳定性和高重复性，减轻康复治疗师的工作负担，适合在临床中应用并推广。

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