上肢智能力反馈训练系统对慢性期脑卒中伴轻度认知障碍患者功能康复的影响研究

朱湘君，纪亮，胡丹丹，徐景

上肢功能障碍是脑卒中患者最常见的后遗症之一。与下肢功能障碍相比，上肢功能障碍的康复更为滞后、困难，恢复周期更长。据调查数据显示，我国2/3的脑卒中患者在发病后6个月（慢性期）仍伴有上肢功能障碍，主要表现为协调性差、肌无力、失用等［1］。脑卒中可导致认知功能损伤，据调查我国卒中患者认知障碍发生率高达80.97%［2］。伴有认知障碍的卒中患者常存在注意力不集中、执行力与记忆力下降等表现，这使得上肢功能康复训练更加困难。既往关于上肢功能康复训练方案的研究报道较多，如双侧运动训练［3］、强制性运动训练［4］、悬吊训练［5］等，上述训练方案虽然有效，但均需要在专业康复治疗师指导下开展，同时还要求患者有良好的依从性及较高的认知水平、注意力与意志力，故在慢性期脑卒中患者中开展受限。近年研究表明，国内自主研发的新一代上肢智能力反馈训练系统可通过高强度、重复性、特定任务的互动式训练而改善脑卒中偏瘫患者的上肢功能［6-7］，且该训练系统具有个体化、兴趣化、精准、定量等优点，其在神经康复领域中表现出较大的应用前景，但目前其应用的研究对象多为恢复期（病程≤6个月）的脑卒中偏瘫患者［6-8］，慢性期脑卒中尤其是伴有认知功能损伤的患者能否从中获益尚不明确。本研究以伴有轻度认知障碍的慢性期脑卒中患者为研究对象，从上肢运动功能、日常生活活动能力（activities of daily living，ADL）、认知功能三个方面探讨上肢智能力反馈训练系统对患者功能康复的影响，以期为慢性期脑卒中患者高质量的康养融合提供参考。

1 对象与方法

1.1 研究对象 选择2019年9月—2020年8月在常州市爱心护理院、常州市德安医院综合内科住院的缺血性脑卒中伴轻度认知障碍患者56例，均符合我国缺血性脑卒中的诊断标准［9］。轻度认知障碍诊断参考《卒中后认知障碍管理专家共识》［10］中的诊断标准：患者主诉存在记忆障碍，并获得家属或护工证实；未达到痴呆的诊断标准，简易精神状态检查量表（Mini-Mental State Examination，MMSE）评分＞24分；蒙特利尔认知评估（Montreal Cognitive Assessment，MoCA）量表评分＜26分［10］。纳入标准：（1）首发脑卒中，病程6～12个月，既往未接受过康复专科治疗；（2）年龄60～80岁，初中及以上文化程度，右利手；（3）单侧偏瘫，能独立靠坐，患侧上肢Brunnstrom分期为Ⅱ～Ⅳ期；（4）患者生命体征平稳，意识清楚，心肺功能良好。排除标准：（1）伴有其他严重躯体疾病、肘关节与肩关节活动严重受限者；（2）合并精神心理疾病、视觉障碍、吞咽障碍、失语症、听理解障碍者。采用随机分组软件生成随机数字分配序列，并根据随机数字分配序列将患者分为观察组与对照组，每组28例。两组患者性别、年龄、受教育时间、病程、偏瘫侧、梗死部位、患侧上肢Brunnstrom分期、体质指数（body mass index，BMI）、吸烟史、饮酒史及合并症比较，差异无统计学意义（P＞0.05），见表1。本研究获得常州市爱心护理院医学伦理委员会审核批准（编号：CFLL20190630），所有患者对本研究知情同意。

表1 两组患者一般资料比较Table 1 Comparison of general information between the two groups

1.2 方法

1.2.1 常规药物治疗与康复训练 两组患者均给予常规药物治疗，包括控制血压、血糖，调节血脂、改善脑循环等。两组患者均由治疗师开展常规康复训练，即基于神经发育促进技术开展功能训练，包括关节活动训练、转移、静态与动态坐位平衡、静态与动态站位平衡、步行等，1次/d，40 min/次，5次/周，持续训练8周；ADL训练项目包括床上活动、进食、洗浴、如厕、更衣等，1次/d，40 min/次，5次/周，持续训练8周。所有患者的训练必须严格遵守个体化、循序渐进化的原则，且在训练过程中密切关注患者的体征、情绪变化，若出现心悸、头晕、呼吸困难、疲惫、焦躁等，应立即停止训练。

1.2.2 上肢智能力反馈训练系统 观察组患者在常规药物治疗与康复训练基础上增加上肢智能力反馈训练。设备为上肢智能力反馈康复训练系统（型号：Fourier M2，上海傅利叶智能科技有限公司），该训练系统是基于当前力学反馈技术与控制技术及高性能电机，为患者提供近似治疗师的徒手运动控制训练，并且可以及时感知患侧手是否出现痉挛，从而改变助力、阻力或停止，以保障训练的安全性。制定训练方案：首次训练前运用该系统的评估功能评估每例患者患侧上肢最大运动范围，以此设定为初始训练的安全运动范围。根据患侧上肢肌力选择训练模式，肌力为0级患者，初始选择等速被动模式训练；肌力为1～2级患者，选择助动模式训练，即系统根据患肢运动过程中用力情况实时给予一定助力，诱导患肢进行主动活动；肌力为3级患者，选择主动训练模式，患肢无助力下进行运动训练，促进患侧上肢运动功能的改善；肌力为4级或以上者，可以选择抗阻训练模式，以提高患肢运动控制能力。根据患肢关节障碍情况选择运动方向，逆时针方向训练患侧肘关节的屈曲及肩关节的内收，顺时针方向训练患侧肘关节的伸展与肩关节的外展。定期评估患者活动范围、肌力、关节功能，并根据改善情况适时调整训练方案。训练方法：患者取坐位，根据患者身高将训练平台调节至合适的高度，协助患侧手握住训练手柄，固定好手套绑带，设定安全运动范围、训练模式、运动方向后开始训练。每日训练2次，每次训练时间以患者耐受时间为宜，一般不超过20 min，每周训练5 d，持续训练8周。

1.2.3 质量控制方法 两组患者常规康复训练均由同一组治疗团队完成，患者、治疗师、功能评定医师对分组均不知晓。

1.3 观察指标

1.3.1 上肢运动功能 采用Fugl-Meyer评定量表上肢部分（Fugl-Meyer Assessment Upper Extremity Scale，FMA-UE）［11］评估患者训练前及训练8周上肢运动功能，该部分内容包括上肢反射活动、屈肌共同运动、伸肌共同运动、伴有共同运动的活动、分离活动、正常反射活动、腕稳定性、手运动、手协调性与速度：指鼻试验9部分共33个评估项目，每个项目评为0～2分，总分66分，得分越高表明上肢运动功能越好。

1.3.2 ADL 采用改良Barthel指数（modified Barthel index，MBI）［12］评估患者ADL，该量表包含进食、转移、行走、穿衣、洗澡、如厕、梳妆、上楼梯、小便控制、大便控制10个项目，总分100分，得分越高表明患者ADL越好。

1.3.3 认知功能 采用MoCA量表［13］和认知功能相关血清指标评估患者认知功能。MoCA量表包括执行力、命名能力、注意力、语言能力、延迟回忆、定向力、抽象能力及记忆8个认知领域，其中记忆领域不计分，其余7个认知领域总分30分，得分＜26分为存在轻度认知障碍（受教育年限≤12年，在测试结果上再加1分）。采集患者清晨空腹静脉血5 ml并于0.5 h内分离血清，3 500 r/min离心10 min（离心半径15 cm），采用直接化学发光法检测血清同型半胱氨酸（homocysteine，Hcy）水平，采用酶联免疫吸附试验检测血清基质金属蛋白酶9（matrix metalloproteinase，MMP-9）水平。

1.4 统计学方法 采用SPSS 20.0统计学软件进行数据处理。服从正态分布的计量资料以（±s）表示，组间比较采用两独立样本t检验，组内比较采用配对t检验；计数资料以相对数表示，组间比较采用χ2检验，等级资料比较采用Mann-Whitney U检验。以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 FMA-UE评分、MBI评分 两组患者训练前FMA-UE评分、MBI评分比较，差异无统计学意义（P＞0.05）；训练8周观察组患者FMA-UE评分、MBI评分高于对照组，差异有统计学意义（P＜0.05）。两组患者训练8周FMA-UE评分、MBI评分分别高于本组训练前，差异有统计学意义（P＜0.05），见表2。

表2 两组患者训练前后FMA-UE评分、MBI评分比较（±s，分）Table 2 Comparison of FMA-UE score and MBI score between the two groups before and after training

表2 两组患者训练前后FMA-UE评分、MBI评分比较（±s，分）Table 2 Comparison of FMA-UE score and MBI score between the two groups before and after training

注：FMA-UE=Fugl-Meyer评定量表中上肢部分，MBI=改良Barthel指数

组别 例数 FMA-UE评分MBI评分训练前 训练8周 t配对值 P值 训练前 训练8周 t配对值 P值对照组 28 16.6±4.9 22.3±5.9 3.226 0.031 26.3±9.3 32.5±12.5 9.093 ＜0.001观察组 28 17.3±4.2 27.2±5.2 5.937 0.008 24.1±8.4 46.8±7.2 13.648 ＜0.001 t值 0.581 3.294 0.930 5.213 P值 0.563 0.002 0.357 ＜0.001

2.2 MoCA量表各维度评分及总分 两组患者训练前执行力、命名能力、注意力、语言能力、延迟回忆、定向力、抽象能力评分及MoCA量表总分比较，差异无统计学意义（P＞0.05）；两组患者训练8周命名能力、语言能力评分比较，差异无统计学意义（P＞0.05）；训练8周观察组患者执行力、注意力、延迟回忆、定向力、抽象能力评分及MoCA量表总分高于对照组，差异有统计学意义（P＜0.05）。观察组患者训练8周执行力、命名能力、注意力、延迟回忆、定向力、抽象能力评分及MoCA量表总分高于本组训练前，对照组患者训练8周命名能力、延迟回忆、抽象能力评分及MoCA量表总分高于本组训练前，差异有统计学意义（P＜0.05），见表3。

表3 两组患者训练前后MoCA量表各维度评分及总分比较（±s，分）Table 3 Comparison of each dimension scores and total score of MoCA scale between the two groups before and after training

表3 两组患者训练前后MoCA量表各维度评分及总分比较（±s，分）Table 3 Comparison of each dimension scores and total score of MoCA scale between the two groups before and after training

注：MoCA=简易精神状态检查量表；与本组训练前比较，aP＜0.05

组别 例数 执行力评分 命名能力评分 注意力评分 语言能力评分训练前 训练8周 训练前 训练8周 训练前 训练8周 训练前 训练8周对照组 28 1.98±0.52 2.26±0.47 1.10±0.56 1.87±0.44a 2.52±0.40 2.84±0.51 0.97±0.31 1.14±0.37观察组 28 2.03±0.48 3.17±0.35a 1.06±0.52 2.05±0.32a 2.34±0.46 3.26±0.66a 1.04±0.23 1.35±0.43 t值 0.374 8.217 0.277 1.751 1.562 2.934 0.960 1.959 P值 0.710 ＜0.001 0.783 0.086 0.124 0.005 0.342 0.055组别 延迟回忆评分 定向力评分 抽象能力评分 MoCA量表总分训练前 训练8周 训练前 训练8周 训练前 训练8周 训练前 训练8周对照组 2.43±0.39 2.86±0.36a 2.90±0.87 3.06±0.51 0.35±0.19 0.71±0.30a 13.46±2.08 16.46±2.94a观察组 2.47±0.32 3.44±0.45a 2.84±1.01 3.64±0.59a 0.38±0.25 1.03±0.26a 14.25±2.37 20.58±3.62a t值 0.420 5.326 0.238 3.935 0.506 4.265 1.326 4.675 P值 0.677 ＜0.001 0.813 ＜0.001 0.615 ＜0.001 0.191 ＜0.001

2.3 血清Hcy、MMP-9水平 两组患者训练前血清Hcy、MMP-9水平比较，差异无统计学意义（P＞0.05）；训练8周观察组患者血清Hcy、MMP-9水平低于对照组，差异有统计学意义（P＜0.05）。两组患者训练8周血清Hcy、MMP-9水平分别低于本组训练前，差异有统计学意义（P＜0.05），见表4。

表4 两组患者训练前后血清Hcy、MMP-9水平比较（±s）Table 4 Comparison of serum levels of Hcy and MMP-9 between the two groups before and after training

表4 两组患者训练前后血清Hcy、MMP-9水平比较（±s）Table 4 Comparison of serum levels of Hcy and MMP-9 between the two groups before and after training

注：Hcy=同型半胱氨酸，MMP-9=基质金属蛋白酶9

组别 例数 Hcy（μmol/L） MMP-9（μg/L）训练前 训练8周 t配对值 P值 训练前 训练8周 t配对值 P值对照组 28 20.41±6.27 15.28±6.20 3.325 0.031 250.15±24.67 185.31±15.32 9.394 ＜0.001观察组 28 20.25±7.49 11.97±4.35 4.424 0.009 257.24±20.09 136.50±13.84 14.021 ＜0.001 t值 0.087 3.011 1.179 12.510 P值 0.931 0.004 0.244 ＜0.001

3 讨论

当前，康复治疗是降低脑卒中后残疾率、减少医疗与照护支出、减轻照顾负担等最为有效的手段。尽管我国已初步建立并积极推广三级康复网络，但仍然有一大部分脑卒中患者特别是老龄患者未获得及时、系统、规范的康复治疗，导致其伴有肢体障碍、认知障碍等多种功能障碍，此外护工、家属的悉心照料又可导致患者过度依赖，加重上肢功能障碍及认知功能损伤程度。慢性期脑卒中患者通常意志力及主观能动性较差，认知功能下降明显，进而降低其传统肢体康复训练效果。

近年随着科学技术不断进步，上肢康复机器人也获得了蓬勃发展［14］。上肢智能力反馈训练系统是基于力学反馈技术的新一代康复训练机器人，其能为脑卒中患者提供大剂量、重复性、渐进性、任务导向性的上肢训练，同时在康复训练过程中“按需辅助”，从而促进患者受损中枢神经代偿或重塑［15-16］。本研究结果显示，训练8周观察组患者FMAUA评分高于对照组，表明上肢智能力反馈训练能有效促进慢性期脑卒中伴轻度认知障碍患者上肢运动功能康复，与张超等［17］、VEERBEEK等［18］研究结果相近，其机制可能与“脑的可塑性”学说有关［16］：上肢康复机器人提供的高强度、重复性训练可促进大脑神经解剖结构的重建，或刺激、调动潜在神经元功能发育，进而实现功能替代，尽管对于慢性期脑卒中患者而言，脑神经重塑可能更加缓慢，但仍然有效。此外，上肢智能力反馈训练系统可纠正脑卒中患者异常运动模式或姿势，同时在机械臂力刺激下可激活患者感觉-脑-运动传导通路［19］，从而促进上肢运动功能改善。

本研究结果显示，训练8周观察组患者MBI评分高于对照组，提示上肢智能力反馈训练系统可有效提高慢性期脑卒中伴轻度认知障碍患者ADL，其机制可能如下：上肢智能力反馈训练系统能精确地模拟患者日常生活中的常见力学场景，且患者在“按需辅助”下完成特定的任务导向性训练，这一过程可强迫患者采取多样的信息处理策略，有助于记忆提取，因此在执行现实生活操作时变得更加有序、高效［20］。VEERBEEK等［18］对脑卒中患者采取上肢康复机器人训练的效果进行Meta分析，发现训练前后患者ADL改善并不明显，本研究结果与之不同，分析原因可能与评定ADL的量表不同有关。本研究纳入的对象具有老龄、护工长期照护、依赖性强等特点，MBI侧重于评估个体生活活动中的粗大运动功能，能敏感地反映长期照护下的慢性期脑卒中患者生活自理能力的变化，故选择MBI评估患者ADL。VEERBEEK等［18］选择功能独立性量表评估患者ADL，功能独立性量表侧重于评估体独立生活中的精细运动功能，对于慢性期脑卒中患者而言，精细运动功能的提高需要较长时间，短期可能无法通过量表评分变化体现出来。

本研究结果还显示，训练8周观察组患者执行力、注意力、延迟回忆、定向力、抽象能力评分及MoCA量表总分高于对照组，表明上肢智能力反馈训练系统能有效改善慢性期脑卒中伴轻度认知障碍患者的认知功能，与袁淑娟等［21］研究结果相近，其机制可能如下：（1）上肢智能力反馈训练可促进脑卒中患者中枢神经功能重组，且重组过程中与认知功能损伤有关的神经元也获得了不同程度的修复或重建；（2）上肢智能力反馈训练系统将训练项目融入生动有趣的任务游戏中，同时结合了视、听、触等多种感觉刺激来吸引患者的注意力，推动患者主动参与，在重复、不断进级的训练中，患者的执行力、记忆力、注意力、解决问题的能力等均获得不同程度的提高。

Hcy作为甲硫氨酸的重要中间代谢产物，其过度表达可直接损伤人类脑神经元。ANSARI［22］研究结果显示，Hcy 过度表达是导致脑卒中患者认知功能损伤的危险因素之一，且其表达水平与认知功能损伤程度相关。研究表明，脑梗死患者体内MMP-9表达水平明显升高，其可通过氧化应激反应、神经元损伤等多种途径对患者认知功能造成损伤，特别是对患者学习能力的损伤［23-24］。本研究结果显示，训练8周观察组患者血清Hcy水平、MMP-9 水平低于对照组，提示上肢智能力反馈训练系统改善慢性期脑卒中伴轻度认知障碍患者的认知功能可能还涉及分子代谢通路，其可能机制如下：脑卒中患者在上肢智能力反馈训练过程中机体氧化应激水平得到一定程度的改善，进而增强了机体的抗氧化能力及抗甲基化能力，抑制了体内蛋氨酸脱甲基代谢并促进了Hcy甲基化［25-26］，从而降低了机体Hcy表达水平；且增强上肢功能训练可促进患者脑组织血液循环改善，调节中枢神经胶质细胞功能，从而抑制多种炎性细胞活化、减轻机体炎症反应，使体内MMP-9表达下调［27］。

综上所述，上肢智能力反馈训练系统不仅能有效改善慢性期脑卒中伴轻度认知障碍患者上肢运动功能、ADL，还能有效改善患者认知功能，是慢性期脑卒中伴轻度认知障碍患者的有效康复方法。且上肢智能力反馈训练系统操作简便，使用禁忌证较少，人力成本低，同时多种感官交互体验可以增加患者的训练依从性，适合在康复人力资源较为匮乏的社区医院、养老机构中推广使用，以促进脑卒中患者康复，同时也促进了我国“康养融合”模式的深入发展。但本研究仍存在一些不足：样本量较小，观察时间较短，且未与镜像疗法、神经肌肉电刺激疗法等其他疗法进行对比，这些均有待进一步研究证实。

作者贡献：朱湘君、纪亮进行文章的构思与设计，数据收集、整理、分析，结果分析与解释，撰写论文，并对文章整体负责、监督管理；朱湘君、纪亮、胡丹丹进行研究的实施与可行性分析；纪亮进行论文的修订；纪亮、徐景负责文章的质量控制及审校。

本文无利益冲突。