上肢机器人训练联合多通道功能性电刺激对老年卒中患者上肢运动功能的影响.pdf

老年医学与保健2023 年第 29 卷第 4 期 Ger ia t r Hea l t h Ca r e,2023,Vo l.29.No.4上肢机器人训练联合多通道功能性电刺激对老年卒中患者上 肢运动功能的影响周欢霞1,段宏霞1,赵忠志打胡军21.上海中医药大学附属第七人民医院康复治疗科，上海200137；2.上海市第二康复医院，上海200441摘要目的观察上肢机器人训练联合多通道功能性电刺激对老年脑卒中患者上肢功能、肌肉功能和日常生活能力的 影响。方法 以2022年10月一2023年1月上海中医药大学附属第七人民医院收治的40例脑卒中患者作为研究对象，按照数字表法随机分为试验组(=20)和对照组(”=20)。2组均接受常规护理及康复治疗，在此基础上，对照组接受上 肢机器人训练，试验组在进行上肢机器人训练的同时辅以多通道功能性电刺激治疗，30 min/次，1次/d,5 d/周，连续8 周，共40次治疗。干预前后，分别采用Fu gl-Mey er运动量表上肢部分(FMA-UE)、改良Ash w o r t h量表(MAS)、表面肌电 的积分肌电值(iEMG)和均方根(RMS)以及改良Ba r t h el指数(MBI)评估并比较2组的上肢运动功能、肌痉挛、肌肉功能 和日常生活能力。结果 干预前，2组各指标值差异均无统计学意义(P0.05)o干预后，2组FMA-UE评分、iEMG 值、RMS值以及MBI评分均显著高于同组治疗前(P0.05)，而肱二头肌、肱三头肌MAS等级评分显著低于同组治疗前(P0.05)；试验组FMA-UE评分、iEMG值(三角肌前束、肱二头肌、肱三头肌)、RMS值(三角肌前束、肱三头肌)、MBI 评分均明显高于对照组，而肱二头肌MAS等级评分明显低于对照组,差异均有统计学意义(P 0.05).Af t er in t er v en t io n,t h e FMA-UE sc o r e,iEMG v a l u e,RMS v a l u e,a n d MBI sc o r e o f t h e t w o gr o u ps w er e sign if ic a n t l y h igh er t h a n t h o se o f t h e sa me gr o u p bef o r e t r ea t men t(P 0.05),w h il e t h e MAS gr a d e sc o r es o f t h e bic eps a n d t r ic eps br a c h ii w er e sign if ic a n t l y l o w er t h a n t h o se o f t h e sa me gr o u p bef o r e t r ea t men t(P 0.05)；t h e FMA-UE sc o r e,iEMG v a l u e(d el t o id a n t er io r bu n d l e,bic eps br a c h ii,t r ic eps br a c h ii),RMS v a l u e(d el t o id a n t er io r bu n d l e,t r ic eps br a c h ii)a n d MBI sc o r e o f t h e ex per imen t a l gr o u p w er e sign if ic a n t l y h igh er t h a n t h o se o f基金项目：上海市浦东新区卫生健康委员会优秀青年医学人才培养计划(PWRq2020-13)；上海市卫生健康委员会青年科研项目(20214Y0285)通信作者：胡军，电子信箱：ja so n h w u 126.c o m 690老年医学与保健 2023 年第 29 卷第 4 期 Ger ia t r Hea l t h Ca r e,2023,Vo l.29.No.4t h e c o n t r o l gr o u p,w h il e t h e MAS gr a d e sc o r e o f t h e bic eps br a c h ii w a s sign if ic a n t l y l o w er t h a n t h a t o f t h e c o n t r o l gr o u p,w it h st a t ist ic a l sign if ic a n c es(P 0.05）（表1）,具有可比性。本研究经上海中医 药大学附属第七人民医院医学伦理委员会审批（批号 为 2022-7t h-HIRB-019）01.2纳入、排除、剔除及脱落标准纳入标准：（1）符 合全国第四届脑血管病学术会议确定的脑卒中的诊断 标准问，经影像学诊断确诊为脑卒中患者，且具有脑卒 中所致的上肢功能障碍表现；（2）首次、单侧发病;（3）病程16个月；（4）患者年龄360岁；（5）上肢 Br u imst r o m分期为UIV级；（6）上肢肌张力处于改良 Ash w o r t h 分级标准（Mo d if ied Ash w o r t h Sc a l e,MAS）等 级的03级；（7）可独立保持坐位；（8）签署知情同意 书。符合以上全部标准的病例纳入本研究。排除标准:发病前存在其他原因导致的上肢肢体功能障碍者;（2）非保守治疗，或有颅骨缺陷者；（3）合并帕金森病或 其他神经系统疾病者；（4）合并有严重并发症，如严重 心脏疾病、严重感染、严重糖尿病等；（5）病情不稳定 者，如血压指标:低压W90 mmHg或高压M150 mmHg（1 mmHg=0.133 k Pa）；（6）对电刺激过敏；（7）伴有癫 痫；（8）严重视、听觉、认知及交流障碍而不能进行训练 者。具备以上任意1项标准的病例即排除。剔除及脱 落标准：（1）自然脱落无有效数据者；（2）发生严重不 良事件不宜继续参与试验者；（3）依从性差，未按标准 治疗方案执行者；（4）主要研究者认定不宜继续参与本 课题或自己要求退出临床试验的患者。1.3治疗方法 在为期8周的治疗中,2组患者均接 受常规护理和康复训练,包括:主被动关节活动度训 练、肌力训练、Bo ba t h运动控制训练、手指抓握等，并 尽早介入日常生活能力训练，30 min/次，每日2次/d,5d/周。在常规康复基础上，对照组接受上肢机器人 辅助训练，试验组接受上肢机器人辅助同步FES,30 min/次，1 次/d,5 d/周。1.3.1上肢机器人辅助训练 采用上肢康复机器人表1 2组患者一般资料基线比较组别年龄（岁）病程（d）性别（例）偏瘫侧（例）卒中类型（例）男女左 右 脑梗死 脑出血0.554对照组（F心20)6272(66.9 4.7)79.45 32.44试验组0心20)61 73(66.45.3)81.10 39.17t0.143-0.1450.3100.86916410101010155911911/1.0000.8690.7440.744 691 老年医学与保健2023 年第 29 卷第 4 期 Ger ia t r Hea l t h Ca r e,2023,Vo l.29.No.4(上海傅利叶智能科技有限公司,EMU上肢康复机器 人)进行辅助训练，主要由外骨骼式上臂、减重支持系 统和视觉反馈屏幕组成。训练时患者保持坐位，根据 个体情况进行训练难度、支持力大小、运动速度、提示 音大小、屏幕背景设置等内容设定,并建立个人档案 库，记录评估及训练内容。训练内容包括：(1)围绕肩 关节和肘关节的单关节训练；(2)肩-肘的协调训练:肩前屈-肘伸展，肩后伸-肘屈曲的多关节协调分离运 动；(3)任务导向性训练:根据游戏任务设置,在三维 空间完成模拟手臂向前取物的动作。1.3.2多通道功能性电刺激治疗 在上肢康复机器人 训练过程中，根据任务、关节活动和肢体运动的需求，运 用傅利叶多通道治疗仪(El ec t r o Fo r t is-LM)在患侧上肢 相应的关键点:三角肌前束、肱二头肌、肱三头肌、拇短 展肌、指总伸肌、第一背侧骨间肌等给予功能性电刺激 治疗，正向矩形波，脉宽100-300 ms,脉冲频率20 45 Hz。每一个通道电刺激强度从0.05 mA开始调节,根据个体情况，逐渐递增，调节至目标动作出现。1.4观察指标与方法(1)上肢功能:采用简式Fu gl-Mey er运动量表上肢部分(FMA-UE)评价患者上肢功 能,此量表为3级2分制，包括10个大项,33个小项，满 分66分，分数越高，表示上肢运动功能越好(2)肌 张力:采用改良Ash w o r t h量表(MAS)对患者上肢肌张 力进行评价，此量表采用6级4分制,分数越高,患者上 肢痉挛程度越严重问。(3)sEMG：采用BTS FREEEMG 300无线表面肌电系统(德国菲兹曼医用电 子公司)。患者取端坐位，暴露患侧上肢皮肤，清洁皮肤 后，将无线表面电极接收器贴在患侧三角肌前束、肱二 头肌、肱三头肌、拇短展肌、指总伸肌、第一背侧骨间肌,测试时让肢体完成上臂上抬、前臂伸展、整体手臂上前 取物的动作，重复3次，每次间隔20 s。采用Mega Win(V3.0)软件处理采集的EMG数据,经滤波、整流和截 取动作后，通过积分和滑动窗口分别计算肌肉的积分肌 电值(iEMG)和均方根(RMS)。(4)0常生活活动能 力:采用改良 Ba r t h el 指数(Mo d if ied Ba r t h el In d ex,MBI)对患者的日常生活活动能力进行评价M o 研究前后对指标进行测试，同一指标由同一测试员进 行，并保证测试员在研究期间对分组的盲态。1.5统计学分析 采用SPSS 24.0软件进行统计分 析。符合正态分布的计量资料采用均数土标准差(%5)表示,偏态的计量资料采用中位数土四分位数 间距表示;满足正态分布且方差齐的数据，采用配对 样本t检验进行比较，采用两样本独立t检验进行组间 比较;不满足正态分布或/且方差不齐的数据，采用 Wil c o x o n秩和检验进行比较;计数资料采用相对比，采用秩和检验进行统计分析。P 0.05)；干预后，2 组FMA-UE评分均明显高于同组治疗前(P 0.01),且 试验组FMA-UE评分高于对照组(P 0.05)；干预后，对照组肱二头肌、肱三头肌的MAS等级评分明显低于 同组治疗前(P 0.05)，试验组三角肌前束、肱二头肌、肱三头肌、拇短展肌、第一背侧骨间肌的MAS等级评分 明显低于同组治疗前(P 0.05)，且试验组肱二头肌的 MAS等级评分低于对照组(P0.05)o干预 后,2组三角肌前束、肱二头肌、肱三头肌、拇短展肌、指总伸肌、第一背侧骨间肌的iEMG、RMS均明显高于 同组治疗前(P 0.05)；试验组三角肌前束、肱二头 肌、肱三头肌的iEMG均明显高于对照组(P0.05),试验组三角肌前束、肱三头肌的RMS均明显高于对照 组(P 0.05)；干预后,2组MBI 评分显著高于同组治疗前(P0.01),且试验组MBI 评分高于对照组(P0.05)o见表5。表2 2组治疗前后FMA-UE评分比较(亍土s,分)组别治疗前治疗后tP对照组(”=19)20.50 8.3524.60 土&91-6.0620.001试验组(20.15 8.5131.60 10.03-11.1190.001t0.1315.448p0.8400.025 692 老年医学与保健 2023 年第 29 卷第 4 期 Ger ia t r Hea l t h Ca r e,2023,Vo l.29.No.4表3 2组治疗前后MAS评分比较（分）组别肌肉治疗前治疗后ZP对照组5=19)三角肌前束1(0,1.5)0(0,1)-0.8630.388肱二头肌1.5(1,2)1(1,1.5)-2.0260.043肱三头肌1(1,1.5)1(0,1)-1.9670.049拇短展肌1(0,1.5)0(0,1.5)-1.3960.163指总伸肌1(0,1)0(0,1)-0.6830.495第一背侧骨间肌1(0,1)0(0,1)-1.5280.126试验组5=18)三角肌前束1(0,1.5)0(0,1)-1.9920.046肱二头肌1.5(1.5,2)0(0,1.5)-4.5020.001肱三头肌1.25(1,1.625)0.5(0,1.5)-2.5740.010拇短展肌1(0,1.5)0(0,1)-2.4970.013指总伸肌0.5(0,1)0(0,1)-0.8790.379第一背侧骨间肌1(0,1)0(0,1)-2.9650.003表4 2组治疗前后iEMG、RMS比较（xs,pv）组别肌肉iEMGRMS治疗前治疗后治疗前治疗后对照组5=19)三角肌前束161.85 77.43178.24 82.89 A79.52 40.1887.81 41.57a肱二头肌149.51 104.38163.04 104.52A56.31 44.4762.65 46.33肱三头肌38.16 27.2741.63 27.85A17.87 13.2119.51 13.35a拇短展肌48.87 51.3454.35 54.6219.36 19.9121.74 土21.84指总伸肌27.31 31.0030.05 34.7210.5711.0011.67 12.53 A第一背侧骨间肌46.58 50.9048.82 53.27A20.51 21.2621.90 22.89 A试验组（=18)三角肌前束160.74 77.84228.58 72.32“78.72 39.07114.34 34.58“肱二头肌150.98 102.88227.98 94.42“56.80 44.0181.04 43.39A肱三头肌37.36 27.4661.68 30.52“17.62 13.4129.54土14.67“拇短展肌47.99 51.0662.25 57.89a19.09 19.9624.90 23.15 A指总伸肌26.81 29.5132.05 34.49a10.38 10.4412.48 土 12.41 第一背侧骨间肌47.28 50.3851.32 52.85 A20.70 21.0122.63 22.49注：与同组干预前比较，A P 0.05；与对照组干预后比较,aP0.05o表52组治疗前后MBI评分比较（xs,分）组别治疗前治疗后tP对照组5=19)52.50 17.51 59.00 14.65-5.6380.001试验组（”5=18)52.00 土 18.45 70.00 14.60-15.3870.001t0.0885.656p0.7860.023693 老年医学与保健2023 年第 29 卷第 4 期 Ger ia t r Hea l t h Ca r e,2023,Vo l.29.No.43讨论本研究结果表明,相比于单独上肢机器人训练，FES同步上肢机器人训练对脑卒中患者的上肢功能、肌张力、肌肉功能及ADL表现有更积极影响;此外，患 侧三角肌前束、肱二头肌和肱三头肌运动单位的募集 增加。因此，将FES结合上肢机器人训练可能是一种 对脑卒中后肩肘功能更有效的临床康复策略。上肢机器人辅助训练具有高强度、重复性、任务 导向的训练特点“如，不少研究已证实可改善急性期 脑卒中后患者的上肢功能”切，尤其是肩部和肘 部问。本研究主要研究对象为恢复期脑卒中后患者，结果表明,上肢机器人辅助训练可显著改善患者的上 肢功能、肌张力、肩肘腕手部肌肉的运动单元募集及 ADL表现。一项Met a分析对18项随机对照试验进 行统计分析结果显示，上肢机器人训练改善了脑卒中 患者的上肢和手部功能，每次干预持续时间30 60 min治疗效果较为显著期。Meh r h o l z等如发现，上肢机器人训练对脑卒中患者上肢运动控制能力和 肌张力影响显著。其相关机制可能是基于神经可塑 性原理，通过大剂量、高重复的方式提供特定任务来 增强本体感觉输入，进而对大脑神经中枢产生持续作 用和刺激，促进中枢神经系统的重组和功能代偿，最 终恢复或建立正确的运动模式血幻。FES通过不断重复的运动模式信息传入中枢神经 系统，诱发患者运动神经元的兴奋性进而促进运动 学习，在皮层形成兴奋痕迹，最终加速运动功能恢 复阴27打此外,多通道fes具有一定的应用优势，可 程序化地设计有序、同步地作用于目标活动的相应肌 群。尹昱等网发现FES可促进脑卒中患者上肢功能 的恢复，增加上肢关节活动度，降低上肢肌张力。王 栋毅等使用FES对作业治疗中脑卒中患者的肱三 头肌、橈骨小头、前臂背侧肌群进行同步刺激,发现上 肢痉挛情况明显改善，且有效提高患者上肢功能评分 和生活质量。本研究显示多通道FES同步上肢机器人训练可 更加显著改善脑卒中患者的上肢功能和ADL表现，尤 其是三角肌前束、肱二头肌的肌力，肱二头肌的肌张 力，三角肌前束、肱二头肌、肱三头肌运动单位的募 集，这初步表明多通道FES同步上肢机器人训练可能 对恢复期脑卒中患者的肩肘部功能改善更为有效。这与先前相关研究的结果基本一致。Ambr o sin i等0“对常规康复治疗与FES同步外骨骼上肢机器人训练 的治疗效果进行对比,结果发现，相比于常规康复治 疗,FES同步外骨骼上肢机器人训练在恢复手臂功能、灵活性、肌力及ADL方面有明显优势。结合以上，本 研究结果的可能原因有：(1)多通道FES弥补了上肢 机器人训练活动中缺乏原动肌直接刺激的缺点，通过 对相应肌肉群进行适量的电刺激，抑制异常运动模 式，诱发正常运动模式，有效促进了患者上肢功能重 建；(2)本研究所用的上肢机器人的机械臂主要针对 上肢近端肌肉移动，远端肌肉相对较为固定,活动较 少，因此，本研究中sEMG未发现多通道FES对远端 肌肉刺激的显著优势。本研究也有一些局限性。第一，本研究为8周短 期研究,缺乏长期随访效应观察;第二,上肢机器人主 要针对近端肌肉移动，无法明确多通道FES对远端肌 肉刺激的确切作用;第三,这是一项单中心试验，需要 通过多中心试验进一步验证试验结果;第四,本研究 缺乏干预剂量比较。因此。未来研究应考虑进行不同 时间剂量的多通道FES同步上肢机器人(包括近端活 动和远端精细活动)对不同时期脑卒中后患者的上肢 功能的疗效对比的长周期多中心研究,以得出更进一 步精准的结论。参考文献1 孙海欣，王文志.中国60万人群脑血管病流行病学抽样调 査报告J.中国现代神经疾病杂志，2018,18(2):83-8&2 Vir a n i SS,Al o n so A,Ben ja min EJ,et al.Hea r t d isea se a n d st r o k e st a t ist ic s-2020 u pd a t e:a r epo r t f r o 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