下肢康复机器人训练对脑卒中偏瘫患者运动能力和日常生活活动能力的影响①

卢利萍，桑德春，季淑凤

下肢康复机器人训练对脑卒中偏瘫患者运动能力和日常生活活动能力的影响①

卢利萍，桑德春，季淑凤

目的探讨下肢康复机器人训练对脑卒中偏瘫患者运动能力及日常生活活动能力的影响。方法2015年6月～2016年7月，本院40例首次脑卒中偏瘫患者随机分为对照组（n=20）和实验组（n=20）。两组均予常规康复治疗，实验组另行下肢康复机器人训练。共6周。治疗前后采用简式Fugl-Meyer下肢运动量表、Fugl-Meyer平衡量表、Holden步行功能分级和改良Barthel指数评定法对两组运动功能、平衡功能、步行能力及日常生活活动能力进行评定。结果治疗后，两组Fugl-Meyer下肢运动量表评分、Fugl-Meyer平衡量表评分、Holden步行功能分级和改良Barthel指数较治疗前明显升高（χ2＞8.980，t＞3.902，P＜0.01），且实验组高于对照组（χ2=7.632，t＞2.075，P＜0.05）。结论下肢康复机器人训练有助于提高脑卒中偏瘫患者下肢运动功能、平衡功能、步行能力及生活自理能力。

脑卒中；偏瘫；下肢康复机器人；运动功能；平衡功能；步行能力；日常生活活动能力

［本文著录格式］卢利萍，桑德春，季淑凤.下肢康复机器人训练对脑卒中偏瘫患者运动能力和日常生活活动能力的影响［J］.中国康复理论与实践，2016，22（10）：1200-1203.

CITED AS：Lu LP，Sang DC，JiSF.Effectof leg rehabilitation robot training onmotor and activities of daily living in hemiplegic patientsafter stroke［J］.Zhongguo Kangfu Lilun Yu Shijian，2016，22（10）：1200-1203.

随着医疗的发展，脑卒中患者死亡率明显下降，但是存活的患者经常伴有偏瘫等残疾，严重影响患者的运动功能和生活质量，加重家庭和社会的负担。传统的康复治疗主要依赖于治疗师的经验与徒手操作技术［1-4］，人力成本较高，且随着患者数目迅速增大，治疗师体力负担过大，康复治疗效果受限。康复机器人用于康复治疗，可节省时间，减轻康复治疗师的体力负担［5-10］。本研究通过运用下肢康复机器人对偏瘫患者进行下肢运动功能康复，现报道如下。

1　资料与方法

1.1一般资料

选取本院2015年6月～2016年7月首次脑卒中偏瘫患者40例，诊断均符合全国第四次脑血管病会议诊断标准［11］，并经头颅CT或MRI检查确诊。将患者按随机数字表法分为对照组和实验组，每组各20例。两组患者在性别、年龄、病程、卒中类型、偏瘫侧别方面均无显著性差异（P＞0.05）。见表1。

纳入标准：①首次发病；②年龄34～76岁；③有肢体功能障碍；④生命体征稳定，可执行指令；⑤患侧下肢各关节被动活动范围（range ofmotion，ROM）与健侧相同，没有疼痛及跟腱挛缩；⑥患侧下肢本体感觉和足底轻触觉、针刺觉存在；⑦无严重认知理解障碍，可主动配合康复训练，无器质性精神障碍；⑧病程在5个月以内，心肺功能良好，无其他限制活动的并发症。

排除标准：①伴意识障碍；②并发严重并发症，如心、肺、肝、肾功能衰竭。

退出和终止标准：①突发再次脑卒中；②病情不稳定不能继续进行康复治疗；③患者或家属研究期间提出退出要求。

1.2方法

对照组和实验组均予常规康复治疗，实验组另行下肢康复机器人训练。

1.2.1常规康复治疗

常规康复治疗包括防治痉挛的相关理疗、运动手法治疗、水疗等［12］，床上翻身训练等日常生活活动能力（activities of daily living，ADL）训练，平衡训练，针灸按摩悬吊治疗，认知治疗。每次60 m in，每天1次，每周5 d，共30次，疗程6周。

1.2.2下肢康复机器人训练

下肢康复机器人（日本安川电机有限公司，YASKAWA）下肢训练有六种运动模式：髋膝踝三关节联动运动1（马蹄足）模式、髋膝踝三关节联动运动2（髋关节）模式、踝关节模式、连续性被动运动（continous passitive movement，CPM）运动模式、直腿抬高（straight leg raise，SLR）模式及混合模式。

本研究中，入组偏瘫患者大部分有下肢伸肌张力增高，故本次研究主要运用髋膝踝三关节联动运动1（马蹄足）模式对实验组进行下肢康复训练，对抗下肢伸肌模式，纠正足内翻下垂，并同时进行相关的常规康复治疗。每次30m in，每天1次，每周5 d，共6周。具体操作如下。选择髋膝踝三关节联动运动1（马蹄足）模式，在该界面上，前三次治疗：关节活动度方面，髋关节弯曲侧70°，伸展侧20°，踝关节弯曲侧20°，伸展侧-15°；踝力矩限定值方面，若患者无痉挛或程度较轻，则选择较小的踝力矩限定值，一般为弯曲侧及伸展侧均为5N·m，若患者痉挛较大，则选择较大的踝力矩限定值，保持时间为弯曲侧及伸展侧均为3 s，若患者踝关节伸肌张力高，则可继续加大弯曲侧的保持时间；髋关节角速度20°/s。在患者适应该机器人后，将髋关节及踝关节的屈伸角度进行调整：髋关节弯曲侧90°（范围10°～100°），伸展侧10°（范围10°～100°），踝关节弯曲侧30°（范围-45°～30°），伸展侧-10°。

1.3观察指标

治疗前后采用简式Fugl-Meyer下肢运动量表评估患者下肢运动功能；Fugl-Meyer平衡量表评估患者平衡功能；Holden步行功能分级评定患者步行能力；改良Barthel指数评定法评定患者的ADL。

1.4统计学分析

采用SPSS 16.0统计软件进行分析。计数资料采用Pearsonχ2检验；计量资料进行t检验。显著性水平α=0.05。

2　结果

2.1步行能力

治疗前，两组Holden步行功能分级无显著性差异（P＞0.05）。治疗后，两组Holden步行功能分级均较治疗前明显提高（P＜0.01），两组间比较有显著性差异（P＜0.05）。见表2。

2.2下肢运动功能、平衡功能及ADL

治疗前，两组Fugl-Meyer下肢运动功能评分、平衡功能评分及改良Barthel指数评分比较无显著性差异（P＞0.05）。治疗后，两组Fugl-Meyer下肢运动功能评分、平衡功能评分及改良Barthel指数评分均明显提高（P＜0.01）；且实验组高于对照组（P＜0.05）。见表3、表4、表5。

表1　两组一般资料比较

表2　实验组与对照组治疗前后Holden步行功能分级［n（%）］

表3　两组治疗前后Fugl-Meyer下肢运动功能评分

表4　两组治疗前后Fugl- Meyer平衡功能评分

表5　两组治疗前后改良Barthel指数评分

3　讨论

脑卒中后偏瘫患者的运动残疾很常见。下肢运动功能障碍主要表现为伸肌模式，主动屈膝、屈髋、踝背屈能力受限，严重影响患者的运动功能恢复，包括平衡、步态等，从而影响患者转移、行走、上下楼梯等ADL能力。临床上，传统的康复程序依赖于治疗师的经验与徒手操作技术，包括Bobath、Brunnstrom、本体感觉神经肌肉促进疗法（proprioceptive neuromusclar facilitation，PNF）等手法，可提高运动功能，改善异常运动模式；但人力成本较高。随着患者数目迅速增大，节省治疗时间越来越成为关注的问题。如果使用康复机器人协助执行康复治疗程序，将是一个很大的进步［13-14］。康复机器人通过机器带动肢体做成千上万重复性的运动，对控制肢体运动的神经系统刺激并重建，从而恢复肢体运动功能，是一种新的临床干预手段［15-16］。目前国际上康复机器人研发覆盖的领域很广，包括手部康复机器人、上肢康复机器人［17］、踝部康复机器人及下肢康复机器人［18］等。恢复行走能力，是脑卒中后康复的主要目标［19-20］。因此，下肢康复机器人的地位更举足轻重。

下肢康复机器人可针对所选择的模式进行各种细节的设定，如髋膝踝各关节屈伸角度、踝关节扭力、保持时间、角速度、治疗时间、机械臂柔和度等，从而对不同患者进行明确直观的针对性训练，实施更精细的治疗方案。

本研究中，入组偏瘫患者大部分有下肢伸肌张力增高，或随着病情进展，脑卒中上运动神经元损伤后导致异常运动模式出现，主要表现为下肢伸肌模式，主动屈膝、屈髋、踝背屈能力受限，严重者足内翻下垂明显，形成马蹄足。故本次研究主要运用髋膝踝三关节联动运动1（马蹄足）模式对实验组进行下肢康复训练，通过逐渐增加下肢关节的活动范围，缓解和改善下肢伸肌协同运动，避免或纠正这种异常模式导致的足下垂、内翻等病理性步态［21］；同时，训练过程中根据患者康复情况，不断修正和调节患者髋、膝、踝关节活动度、关节（屈伸）偏移范围、踝关节扭力、保持时间等参数，使运动指数更加准确。

本研究结果发现，对照组FMA下肢运动评分、Fugl-Meyer平衡量表评分、Holden步行功能分级及改良Barthel指数评分均较治疗前改善，说明常规康复治疗对脑卒中患者改善下肢运动功能、平衡功能、步行能力及提高ADL有明显的作用。实验组各项评分均高于对照组，说明下肢康复机器人训练并结合常规康复治疗对脑卒中患者提高下肢运动功能、平衡功能、步行能力及ADL的效果优于单纯常规康复治疗。

脑卒中后中枢神经系统在结构上或功能上具有可塑性，可塑性机制包括潜在神经连接、潜在神经通路的激活及神经元轴突的侧支长芽，并构成神经细胞间新的突触联系［22］。中枢神经系统损伤后功能重组是功能恢复的重要因素，但自然发生的大脑皮质功能重组有限，要提高患者功能恢复的程度，功能训练是极为重要的因素之一。因此，医学上通常是通过进行重复、特定任务的训练让患者进行足够的重复性活动［23］，从而使重组中的大脑皮质通过深刻的体验来学习和储存正确的运动模式［24］。但是治疗师必须花费很多的体力对患者进行训练，使患者进行足够的重复活动，从而经常抱怨疲劳或身体压力过大，导致治疗的次数以及患者重复的次数有限。

下肢康复机器人通过足够的重复性训练，充分地运用感觉刺激，进一步强化对痉挛肌肉的牵拉作用，充分扩大关节的活动度，并且保证足够的痉挛抑制时间，强化正常运动模式信息的输入，显著改善脑卒中所致的下肢伸肌痉挛；同时使大脑皮质能量代谢活动增加，加强受损半球的运动区激活能力，提高神经系统的代偿水平，促进患者下肢功能的整体康复。有研究者对康复机器人疗效和费用进行分组实验研究，发现在疗效相同情况下，康复机器人治疗结合手法治疗组的平均费用少于纯手法组［25］。运用下肢康复机器人对脑卒中偏瘫患者进行康复训练，在很大程度上可降低康复治疗师的人力成本及康复治疗费用，减轻家庭及社会负担。

综上所述，下肢康复机器人能够有效地对抗下肢伸肌模式，提高下肢运动功能，从而提高站立位平衡功能，提高步行能力，进一步提高转移、行走、上下楼梯、如厕等ADL能力，减轻患者的残疾程度，使其最大限度地回归社会，从而减轻家庭及社会的负担。同时，通过下肢康复机器人训练，能减轻治疗师的劳动强度，保证训练过程的一致性及持续性，实现训练方案及康复评估参数化，提高康复效率，是一种有前景的新康复手段。

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Effect of Leg Rehabilitation Robot Training on M otor and Activities of Daily Living in Hem ip legic Patients after Stroke

LU Li-ping，SANG De-chun，JIShu-feng
1.CapitalMedicalUniversity Schoolof Rehabilitation Medicine，Beijing 100068，China；2.Beijing Bo'aiHospital，China Rehabilitation Research Center，Beijing 100068，China
Correspondence to SANG De-chun.E-mail：sdc12663@126.com

Objective To explore the effectof leg rehabilitation robot training onmotor and activities of daily living in hemiplegic patientsafter stroke.Methods From June，2015 to July，2016，40 hem iplegic patientswere random ly divided into controlgroup（n=20）and experimental group（n=20）.Both groups2＞8.980，t＞3.902，P＜0.01），and were higher in the experimentalgroup than in the controlgroup（χ2=7.632，t＞2.075，P＜0.05）.Conclusion Leg rehabilitation robot could facilitate to improve lower extremitymotor function，balance function，walking ability and ADL in hemiplegic patientsafter stroke.

routine rehabilitation，and the experimental group

leg rehabilitation robot training in addition for six weeks.The Fugl-MeyerAssessment-Lower Limb（FMA-L），the Fugl-MeyerAssessment-Balance（FMA-B），Holdenwalking function classification andmodified Barthel Index（MBI）were used to access themotor function，balance function，walking ability and activitiesof daily living（ADL），respectively.Results After treatment，the scoresof FMA-L，FMA-B，Holdenwalking function classification and MBIimproved（χ

stroke；hemiplegia；leg rehabilitation robot；motor function；balance function；walking ability；activitiesof daily living

10.3969/j.issn.1006-9771.2016.10.019

R743.3

A

1006-9771（2016）10-1200-04

中国康复研究中心科研项目（No.2015zx-16）。

1.首都医科大学康复医学院，北京市100068；2.中国康复研究中心北京博爱医院，北京市100068。作者简介：卢利萍（1983-），女，汉族，湖南浏阳市人，硕士，主治医师，主要研究方向：康复评定、神经康复。通讯作者：桑德春。E-mail：sdc12663@126.com。

（2016-07-04

2016-08-12）