下肢康复机器人联合等速肌力训练对脑卒中后下肢运动功能影响的临床对照研究

舒国建，刘家庆，向云，赵宁，李春镇，王化高，张良清

脑卒中具有高发病率、高致残率的特点，70%～80%的脑卒中患者存在功能障碍，出现暂时或永久性的残疾[1]，其中下肢运动功能障碍尤为突出，表现为肌力下降、活动受限、重心转移差、平衡及步行功能障碍等[2]。目前应用现代康复治疗手段改善运动功能障碍是研究热点。等速肌力训练是在速度恒定而阻力可变的条件下进行的一种运动方式，保证肌肉在各个角度能承受最大阻力和力矩输出，在脑卒中后康复中的应用逐渐受到关注[3]。而下肢康复机器人通过减重和标准化的生理步态训练，将负重、迈步、平衡三要素有机结合，为脑卒中后下肢运动功能障碍患者提供了科学有效的康复手段[4]。虽然等速肌力训练、下肢康复机器人各自的康复治疗作用明确[2,4],但目前将两者单独治疗同两者结合起来治疗作用疗效的比较临床研究鲜有报告。本研究通过观察下肢康复机器人训练、下肢等速肌力训练以及二者结合训练对脑卒中后下肢功能障碍患者功能的影响，为脑卒中后偏瘫患者下肢功能训练提供一种可能的组合。

1 资料与方法

1.1 一般资料 本研究选取2018年9月到2019年12月在华中科技大学协和深圳医院康复医学科住院治疗的脑卒中患者75例作为研究对象。纳入标准：符合中华医学会公布的《中国急性缺血性脑卒中诊治指南2018》的诊断标准[5]，经头颅CT或MRI确诊的初次发病的脑卒中患者；年龄18～75岁，性别不限；病程<3个月；患侧下肢Brunnstrom分期≥III期；患侧下肢屈伸膝肌力≥3级；下肢膝关节肌张力改良Ashworth评定<2级；患者在搀扶或监督下可平地行走(Holden步行功能分级1～3级)；意识清楚，无认知障碍；签署知情同意书。排除标准：双侧肢体瘫痪；合并心、肝、肾等重要脏器功能减退或衰竭等重大疾病者；严重认知功能障碍，不能配合者；严重的下肢关节疾病或骨性关节炎者；伴随影响运动功能恢复的感觉功能障碍。经医院伦理委员会批准，所有入组患者均需要签署知情同意书，将符合标准的患者按照电脑随机数字法(1∶1∶1)分为3组，分别为A组：下肢康复机器人训练组；B组：下肢等速肌力训练组；C组：下肢康复机器人联合等速肌力训练组，每组25例。研究过程中，A组1人、B组2人、C组1人中途退出试验。3组在年龄、性别、病变侧别、病变性质等方面差异无统计学意义(P>0.05)，具有可比性，见表1。

表1 3组患者的一般资料比较

1.2 方法 3组病人均接受脑卒中常规康复治疗，A组增加下肢康复机器人训练，B组增加下肢等速肌力训练，C组增加下肢康复机器人联合等速肌力训练。①下肢常规康复训练包括：运动治疗，通过神经促通技术诱发患者下肢分离运动训练、肌力训练、主动控制训练，同时进行转移训练、站立平衡训练、步行训练等，每次40min。物理因子治疗：电子生物反馈、神经肌肉电刺激等治疗, 每次40min。以上康复治疗每周训练6次，共训练6周。②下肢康复机器人训练：采用智能反馈训练系统A1，由可调式站立床、减重支持装置、虚拟步态系统及智能反馈系统组成。训练前利用减重支持装置将患者和机器人绑定，固定好绑带、腿部驱动装置和脚踏板。开机后根据患者情况调节站立床高度，选择主动运动模式和双腿踏步模式。设置双腿活动范围(0～25°)，以及步频(1～80步/min)，每次训练20min，每周6次，共6周。③等速肌力训练：采用HUMAC NORM等速测试训练系统(美国，CSMI)进行偏瘫侧下肢膝关节的屈、伸肌的等速肌力训练。患者呈坐位，调节座位和靠背高度，通过尼龙带和滚轮固定身体，系好安全带，连接动力仪的阻力垫固定在患侧小腿内踝上缘3cm处，动力仪的动力轴轴心平对患者膝关节的股骨外侧髁，测试前测试患者下肢重量，并用测试结果进行下肢重量校正，以排除下肢运动时的重力作用。每次训练前测试3次亚极量屈/伸膝关节，然后尽力屈伸至最大范围，开始训练。训练模式为普通等速向心/离心模式，训练速度设定：向心60°/s离心90°/s、向心120°/s离心150°/s、向心180°/s离心210°/s,每组角速度屈肌群及伸肌群分别训练15次，间隙休息30s，每天训练1次，每周6d，共6周。

1.3 评定标准 分别于治疗前及治疗6周后进行下肢运动功能评定，评定项目包括：①下肢等速肌力测定：采用HUMAC NORM等速测试训练系统，选取60°/s、120°/s及180°/s作为测试角速度，检测患者下肢屈膝肌及伸膝肌力量，选取峰力矩值作为评价指标[6]；②下肢Fugl-Meyer量表(Fugl-Meyer Assessment，FMA)：总分34分，包括6大项17小项内容，每项评分2分，运动功能越好，评分越高[7]；③Berg量表(Berg Balance Scale，BBS)：总分56分，包括14项内容，每项0～4分共5级，平衡功能越好，评分越高[8]；④Holden 步行功能分级：共分为0～5共6个等级，步行能力越好，等级越高[9]。

2 结果

2.1 下肢等速肌力测试结果比较 与治疗前相比，3组患者治疗6周后在角速度60°/s、120°/s及180°/s下的伸膝肌及屈膝肌峰力矩值均明显提高(P<0.05)。治疗后3组之间比较，A组和B组治疗后的伸膝肌及屈膝肌峰力矩值差异无统计学差异(P>0.05)，但C组在不同角速度下的伸膝肌及屈膝肌峰力矩值高于A组和B组(P<0.05)，见表2，3。

表2 3组患者治疗前后不同角度下伸膝肌峰力矩值比较

表3 3组患者治疗前后不同角度下屈膝肌峰力矩值比较

2.2 FMA评分及BBS评分比较 与治疗前相比，3组患者治疗后FMA评分及BBS评分均明显提高(P<0.05)。治疗后3组之间比较，FMA评分差异无统计学意义(P>0.05)；BBS评分A组和B组之间差异无统计学意义(P>0.05)，C组明显高于A组和B组(P<0.05)，见表4。

表4 3组患者治疗前后FMA评分及BBS评分比较 分，

2.3 Holden步行功能分级比较 与治疗前相比，3组患者Holden步行功能分级有所提升，差异具有统计学意义(P<0.05)。治疗后3组之间比较，患者Holden步行功能分级无显著差异(P>0.05)，见表5。

表5 3组患者治疗前后的Holden步行功能分级比较 例

3 讨论

下肢康复机器人是一种将康复医学和计算机科学、生物力学、机器人等多领域结合的自动化康复训练设备，能通过模拟正常步行规律，恢复神经系统对下肢的控制能力，最终达到恢复运动功能的目的[10-11]。卢建亮等[12]将60名患者分为下肢康复机器人训练组和减重步行训练组，通过8周治疗后发现下肢康复机器人训练在提高下肢肌力方面优于减重步行训练。Westlake等[13]研究发现下肢康复机器人能显著提升行走速度、改善步长及平衡功能，效果优于传统跑步机训练。本研究结果显示下肢康复机器人组治疗6周后的峰力矩值、FMA评分、BBS评分及Holden步行功能分级较治疗前均有所改善，提示下肢康复机器人提高了患者患侧下肢肌力、平衡和步行能力，这一结果与既往文献相符[11-14]。

等速肌力训练又称调节抗阻运动，其利用仪器检测关节在训练中肌力的大小，相应调节所施加的阻力，使肌肉收缩充分、张力和收缩力平衡，具有较高的客观性、高效性、安全性和可重复性[15-17]，一般要求患者肢体具有一定的主动运动能力如布氏III期及以上功能。等速肌力测试训练系统不仅能进行康复训练，还能够测试肌力，与徒手肌力测试相比更加客观、准确[18-20]。其中峰力矩值能反映肌肉收缩最大力矩输出，代表肌肉收缩所产生的最大力量，具备较高的准确性和信度，是等速肌力测试的黄金指标[7]。同时，等速肌力测试在不同角速度下测试的结果反映肌肉不同性能，慢速测试如60°/s主要反映最大肌力水平，而快速测试如180°/s则体现肌肉耐力[21]。因此本研究选取3个角速度60°/s、120°/s及180°/s三个角速度全面评估患者下肢肌力水平。本研究结果表明等速肌力训练组治疗6周后的峰力矩值、FMA评分、BBS评分及Holden步行功能分级较治疗前均有所改善，提示等速肌力训练对于偏瘫下肢的康复效果肯定，这也与多数文献结论相符[16-19]。

此外，本研究发现，治疗6周后，患者屈膝、伸膝的峰力矩值和BBS评分改善情况，A组和B组之间差异无统计学意义，说明下肢康复机器人或下肢等速肌力训练均可以较好改善患者下肢运动功能；但C组与A组和B组比较，差异有统计学意义，提示下肢康复机器人训练联合等速肌力训练能更有效改善脑卒中患者的下肢运动功能，比单纯应用下肢康复机器人训练或等速肌力训练效果更佳。本研究将两者结合起来应用为治疗脑卒中后下肢运动障碍提供了一种新组合。

本研究的不足：①由于每次评价项目比较多，耗时比较长，3组患者仅在治疗6周前后进行了康复评价，治疗过程中未能给予评估，同时出院后患者去向不同,后续随访比较困难；②由于下肢机器人和下肢等速训练都会产生可见的下肢运动，无法模拟安慰治疗，因此，C组患者在治疗时间上多于A组和B组这种类似问题将在今后的研究中继续优化。

综上所述，下肢康复机器人或等速肌力训练均能改善脑卒中患者下肢肌力，平衡功能和步行能力，但二者结合比单独应用疗效更佳，因此，可以在临床应用。