踝关节机器人结合振动仪对脑卒中患者平衡及步行能力的影响.pdf

临床医学 医药前沿 67医药前沿 2023年7月 第13卷第20期 踝关节机器人结合振动仪对脑卒中患者平衡 及步行能力的影响朱 磊，王 岩（通信作者），颜幼萍，朱明天，曹露露（南京医科大学附属明基医院康复医学科 江苏 南京 210019）【摘要】目的：探讨踝关节机器人结合振动仪对脑卒中患者平衡及步行能力的影响。方法：选取 2022 年 2 月2023 年 1 月南京医科大学附属明基医院康复医学科收治的 60 例脑卒中患者，按随机数字表法将其分为振动仪组、踝关节机器人组和联合组，各 20 例。三组患者均给予常规药物治疗及常规康复治疗，振动仪组采取振动仪干预，踝关节机器人组采取踝关节机器人干预，联合组采取踝关节机器人结合振动仪干预。干预前、干预 2 个月后采用 Berg 平衡量表（BBS）、日常生活活动能力量表（ADL）、计时起立-行走测试（TUGT）评价三组患者的平衡能力、日常生活能力、步行能力；于干预前、干预 28 d 后采用中文版 Fugl-Meyer（FM）运动功能评定量表评估患者肢体运动能力。结果：干预 2 个月后，三组患者 BBS、ADL 评分高于干预前，TUGT 时间短于干预前，且联合组患者 BBS、ADL 评分高于振动仪组、踝关节机器人组患者，TUGT 时间短于振动仪组、踝关节机器人组患者，差异有统计学意义（P 0.05）；干预28 d 后，三组患者 FM 运动功能评定量表中下肢评分均高于干预前，且联合组高于振动仪组、踝关节机器人组患者，差异有统计学意义（P 0.05）。结论：踝关节机器人结合振动仪相较于各自单独使用，更利于脑卒中患者平衡及步行能力的改善，提高患者日常生活能力，促进患者康复。【关键词】脑卒中；踝关节机器人；平衡能力；步行能力【中图分类号】R742【文献标识码】A【文章编号】2095-1752（2023）20-0067-03脑卒中后患者中枢神经受损，极大程度影响患者躯体功能情况，对局部运动控制减弱，活动能力降低，并遗留不同程度的功能障碍。目前，部分患者经常规康复治疗后仍会遗留运动障碍，影响生活质量。文献报道，脑卒中发病后约85%患者经治疗后可恢复一定步行能力，但约50%患者存在膝过伸、踝关节控制减弱等异常步态，导致步行能力及平衡能力下降，影响日常生活能力恢复1。因此如何改善脑卒中患者平衡及步行能力，对提升患者日常生活能力十分重要。踝关节机器人采用模块化设计，可依据患者身高、腿长调节仪器，保证舒适度，并拥有多种康复体位，如屈膝位、伸膝位，重复训练可以提高患者踝关节功能，增强其平衡能力2-3。仪器自带的游戏可通过屏幕实时动态反馈，让患者参与进来，进而激发和诱发其患侧肢体活动，并附带娱乐性训练。振动仪是利用一定频率及振幅的振动波训练，可利用高频率地振动肌肉组织，在振动中放松肌肉肌张力较高部分，调节肌肉群参与度，提高神经兴奋性。据相关研究显示，全身振动训练在治疗下肢功能中取得较好成效4。本文选取 2022 年 2 月2023 年 1 月南京医科大学附属明基医院康复医学科收治的 60 例脑卒中患者，探讨踝关节机器人结合振动仪对脑卒中患者平衡及步行能力的影响。现报道如下。1 资料与方法1.1 一般资料选取 2022 年 2 月2023 年 1 月我科收治的 60 例脑卒中患者，按随机数字表法将其分为振动仪组、踝关节机器人组和联合组，各 20 例。三组患者基线资料比较，差异无统计学意义（P 0.05），具有可比性，见表 1。纳入标准：符合神经病学（第九版）中脑卒中的诊断标准；病程大于 48 h 且小于 6 个月，经过临床治疗生命体征稳定者；简易精神状态检查（mini mental status examination,MMSE）评分 24 分，格拉斯哥昏迷量表（Glasgow coma scale,GCS）评分 13 分，无听力理解功能障碍；患者均知情同意并签署知情同意书。排除标准：严重骨质疏松及脊柱不稳定因素者；周围神经损伤至足下垂者；有严重高血压、心肺病等无法完成康复训练者；患有多发性硬化等神经系统疾病者。表 1 三组患者基线资料比较组别例数年龄（x-s，岁）性别/例病程（x-s，月）偏瘫侧/例男女左右振动仪组2062.803.6411941.3010.14812踝关节机器人组2062.103.54101042.7010.05911联合组2063.103.8711942.9010.179112F0.3880.1340.1480.136P0.6800.9350.6820.9341.2 方法三组患者均接受常规药物治疗及常规康复治疗。常规康复治疗包括神经促通技术、肌肉训练、平衡训练、姿势控制训练、重心转移训练、坐站起立训练、步行训练等。仪器方面包括上下肢主被动训练、直立架等及临床医学68 医药前沿医药前沿 2023年7月 第13卷第20期 相应的理疗治疗。（1）振动仪组使用振动康复训练器WellenGang GmbH（国械注进 20182262082，WellenGang GmbH），患者在振动仪上先 5 min 5 Hz 适应放松，10 min 10 Hz 蹲起站立训练，膝关节屈曲 0 30，训练时尽量不使用辅助工具，最后 5 min 5 Hz 放松训练，20 min/次，2 次/d。（2）踝关节机器人组：使用踝关节持续被动活动仪 ARTROMOT-SP3（国械注进20182260129，Ormed GmbH），在训练开始前采取手动测量患者踝关节活动范围，设定被动训练的关节活动范围。机器人脚板先向踝背屈方向运动，到达最大背屈角度后，静态牵伸 10 s，然后向跖屈方向运动，到达指定角度后，放松 10 s，最后回到关节中立位为 1 个周期，20 min/次，2 次/d；如可主动活动，即采取助力或主动训练模式，来重复踝背伸和跖屈训练。（3）联合组：采取踝关节机器人结合振动仪干预，方法参照踝关节机器人组和结合振动仪组。三组均干预 1 个住院周期。1.3 评价指标（1）于干预前及干预 2 个月后采用 Berg 平衡量表（Berg Balance Scale,BBS）、日常生活活动能力（Activity of Daily Living,ADL）、计时起立-行走测试（Timed Up and Go Test,TUGT）评估两组患者平衡能力、日常生活能力及步行能力。其中 BBS 包括无支撑站立、无支撑坐位、转移等 14 个条目，每个条目 0 4 分，共计 56 分，分数越高平衡能力越好；ADL 共包含洗澡、上下楼梯、穿衣等 10 个条目，总分 100 分，分数越高生活能力越好；TUGT 为患者听到“开始”指令后，站立并向前步行 3 m，再返回坐下所需时间，患者练习 2 次，测试 3 次，取 3 次平均时间。（2）于干预前、干预 28 d 后采用中文版 Fugl-Meyer（FM）运动功能评定量表评估患者肢体运动能力，量表包括上肢（66 分）、下肢（34 分）2 个维度，共计 100 分，分数越高肢体运动能力越好。1.4 统计学方法采用 SPSS 23.0 统计软件进行数据处理。符合正态分布的计量资料以均数 标准差（x-s）表示，三组间单因素方差分析，组间两两比较用 snk-q 检验；计数资料用频数和百分率（%）表示，采用2检验。P 0.05 表示差异具有统计学意义。2 结果2.1 三组 BBS、ADL 评分及 TUGT 时间比较干预2个月后，三组患者BBS、ADL评分高于干预前，TUGT 时间短于干预前，且联合组患者 BBS、ADL 评分高于振动仪组、踝关节机器人组，TUGT 时间短于振动仪组、踝关节机器人组，差异有统计学意义（P 0.05），见表 2。表 2 三组患者 BBS、ADL 评分及 TUGT 时间比较（x-s）组别例数BBS/分ADL/分干预前干预 2 个月后干预前干预 2 个月后联合组2021.472.8232.743.7447.274.4864.065.87振动仪组2020.852.5825.523.1348.144.7258.425.26踝关节机器人组2021.372.6325.523.1347.654.5857.845.34F0.30929.350.187.815P0.736 0.0010.836 0.001组别例数TUGT/s干预前干预 2 个月后联合组2047.235.6430.424.47振动仪组2047.656.0838.635.28踝关节机器人组2048.026.8337.155.33F0.08115.064P0.922 0.001注：与本组干预前比较，P 0.05；与干预后振动仪组比较，P 0.05；与干预后踝关节机器人组，P 0.05。2.2 三组患者 FM 运动功能评定量表中下肢功能评分比较干预 28 d 后，三组患者 FM 运动功能评定量表中下肢功能评分均高于干预前，且联合组高于振动仪组、踝关节机器人组，差异有统计学意义（P 0.05），见表 3。表 3 三组患者 FM 运动功能评定量表中下肢功能评分比较（x-s，分）组别例数干预前干预 28 d 后tP联合组2018.462.0222.791.727.298 0.001振动仪组2018.351.9520.361.623.546 0.001踝关节机器人组2018.872.1320.411.840.4470.019F0.36312.903P0.697 0.001注：与干预后振动仪组比较，P 0.05；与干预后踝关节机器人组比较，P 0.05。3 讨论部分脑卒中患者因股四头肌、腘绳肌、胫前肌肌力下降，肌张力异常及小腿三头肌挛缩等问题，导致步行时难以控制膝关节稳定，踝关节背屈、平衡控制力减弱，导致患侧支撑相时间延长，步行速度下降，左右摇摆幅度加大，身体重心不稳定，平衡能力下降，严重影响患者日常生活能力。因此有效改善脑卒中患者平衡及步行能力对脑卒中患者恢复日常生活能力十分重要。振动训练是通过一定频率振动，让患者在仪器上进行蹲起站立等训练，可以被动带动患者下肢肌肉群的活动，刺激肌肉主动地收缩和舒张，维持肌梭兴奋性，促进下肢肌群临床医学 医药前沿 69医药前沿 2023年7月 第13卷第20期 主动肌的运动募集5，更好地将肌肉力量表现出来。另外，振动时的不稳定性激发患者内在潜力，迫使下肢肌群主动协同运动，并传递到中枢神经，刺激神经反射，使中枢神经主动有意识支配下肢肌群来达到稳定作用，提高中枢神经对下肢的主动姿势控制6，增强患者平衡功能，提升患者步行能力。在患者平衡训练时发现，踝关节周围的肌群占据重要作用，人体三个平衡策略中明确表示踝关节策略，踝关节主动背伸和跖屈，在步行中起到非常重要的作用7。因此，激活和改善踝关节周围肌肉力量是需要解决的问题。踝关节机器人通过被动训练、助力运动和主动运动的方式，帮助患者活动踝关节，激发和牵伸胫前肌群和小腿三头肌等，提升这些肌群的延展性及顺应性，增加踝控制水平，从而改善患者平衡及步行能力。踝关节机器人主动训练可激活小腿三头肌及胫前肌群，诱发患者踝关节背伸和跖屈，达到步行时踝关节的要求8。无法主动运动者，可被动参与机器人训练，通过游戏视觉反馈9，来激发患者参与感和替代感，提高其训练的兴趣，增强患者主观能动性，进而促进大脑皮质层塑形，改善其运动能力。本文结果显示，干预 2 个月后，三组BBS、ADL 评分高于干预前，TUGT 时间短于干预前，联合组 BBS、ADL 评分高于振动仪组、踝关节机器人组，TUGT 时间短于振动仪组、踝关节机器人组（P 0.05）。提示踝关节机器人结合振动仪更利于脑卒中患者平衡能力及日常生活活动能力恢复，提升步行速度。分析其原因在于，脑卒中患者在治疗期间受疾病影响，导致下肢在一定时间内只能部分负重或轻微用力，患者无法完成部分康复训练内容，造成小腿肌肉失用性及挛缩性，影响下肢功能。而踝关节机器人采取被动训练的方式，将患者脚放置在机器脚板上，利用机器脚板完成踝关节活动，同时通过模拟人体自然运动能力激发机体自身修复功能，充分发挥组织代偿功能，恢复失用性的萎缩肌肉，牵伸挛缩的肌肉群，促进肌力恢复。同时随着康复的进展，患者在恢复一定身体机能后，在振动仪上训练时振动从接触部位传入，经由骨骼肌肉系统传至躯干及上肢，从而缓解卒中患者的肌肉痉挛10，改善患者运动能力。本文结果显示，干预 28 d 后，三组 FM 运动功能评定量表中下肢评分均高于干预前，联合组高于振动仪组、踝关节机器人组（P 0.05），提示踝关节机器人结合振动仪可有效改善脑卒中患者下肢运动能力。其原因在于，踝关节机器人通过人工设置关节活动范围进行被动牵拉活动，可有效松懈粘连僵硬关节，缓解肌肉软组织痉挛，加速踝关节血液循环，利于关节功能恢复。而振动仪刺激可引起Ia传导的突触前抑制或突触前端神经递质耗竭，降低异常的脊髓反射兴奋，调节肌肉痉挛状态11。同时振动刺激可调节运动单位的募集，当机体受到振动刺激时，可引起肌肉反射性收缩抵抗，大肌群肌肉收缩的运动单位募集效率提升，从而提高肌肉力量，改善患者运动能力。综上所述，踝关节机器人结合振动仪相较于各自单独使用，更利于促进脑卒中患者平衡及步行能力的提升，提高患者日常生活能力，值得后续治疗推荐。本文还有不足之处，如未能分析患者肌肉收缩相关性，后续研究注意此类问题。【参考文献】1 姜波，乔来军，韩玉会综合康复训练对脑卒中偏瘫患者下肢功能障碍恢复及日常生活能力的影响 J现代诊断与治疗，2017,28(19):3696-3697.2 刘延斌，庞翔元，张彦斌，等踝关节康复机器人主动训练柔顺控制研究 J系统仿真学报，2020,32(1):54-60.3 吕星，王玉龙，龙建军，等基于踝关节康复机器人的临床应用效果观察 J海南医学院学报，2020,26(10):787-790,795.4 李岩，何雯雯，董燕飞，等全身振动训练对脑卒中偏瘫患者本体感觉及平衡功能的影响 J中国康复医学杂志，2021,36(6):709-712.5 FAGNANI F,GIOMBINI A,DI CESARE A,et al.The effects of a whole-body vibration program on muscle performance and flexibility in female athletes J.Am J Phys Med Rehabil,2006,85(12):956-962.6 MEYER P F,ODDSSON LIE,DE LUCA C J.The role of plantar cutaneous sensation in unperturbed stance J.Exp Brain Res,2004,156(4):505-512.7 张秋霞，顾祎程，张阳，等单侧功能性踝关节不稳者单足站立的平衡控制策略研究 J中国运动医学杂志，2018,37(5):377-383.8 刘宝林，张阳运动干预对功能性踝关节不稳者康复治疗的研究进展 J中国康复医学杂志，2020,35(6):758-763.9 陈瑜虚拟现实互动体感游戏训练对脑卒中偏瘫患者平衡功能的康复疗效观察 D苏州：苏州大学，2017.10 YEN C L,MCHENRY C L,PETRIE M A,et al.Vibration training after chronic spinal cord injury:evidence for persistent segmental plasticity J.Neurosci Lett,2017(647):129-132.11 付娟娟，王红星，王培，等胫神经局部振动对脑卒中患者小腿三头肌痉挛的影响及神经生理机制研究 J中华物理医学与康复杂志，2021,43(5):391-395.