康复机器人辅助步态训练联合脑电生物反馈对痉挛型脑瘫患儿下肢运动功能、平衡能力及脑功能的影响

牛春燕，朱玉瑶，牛琳艳

脑瘫是一组持续存在的中枢性运动和姿势发育障碍、活动受限综合征，因发育过程中胎儿或婴幼儿脑部受到非进行性损伤所致。痉挛型脑瘫是临床最常见脑瘫类型，以锥体系受损为主，患儿临床可出现运动发育落后、中枢性运动障碍、肌张力异常等症状[1-2]。目前临床治疗痉挛型脑瘫无特效药物，多通过综合康复训练改善患儿运动功能，虽取得一定效果，但仍有部分患儿经充分训练后康复效果不甚理想。脑电生物反馈能通过脑电生物反馈治疗仪，利用神经电生理技术，改善患儿脑电异常情况[3]。康复机器人辅助步态训练能通过外骨骼式机器人，给予患儿高强度重复运动，有利于提高患儿行走能力[4]。既往针对脑电生物反馈、康复机器人辅助步态训练的研究多为单独干预，其联合应用是否能够进一步提高痉挛型脑瘫患儿康复效果尚需探讨。鉴于此，本研究给予痉挛型脑瘫患儿康复机器人辅助步态训练联合脑电生物反馈，并分析对下肢运动功能、平衡能力及脑功能的影响。现报告如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料 选取我院2020年8月—2021年10月收治的83例痉挛型脑瘫患儿作为研究对象，依据摸球法分为对照组41例、观察组42例。对照组：男25例，女16例；年龄6～13(8.92±1.85)岁；病程0.5～1.9(1.18±0.27)年；偏瘫部位左侧13例，右侧11例，双侧17例。观察组：男27例，女15例；年龄6～14(9.03±1.91)岁；病程0.5～1.8(1.14±0.26)年；偏瘫部位左侧14例，右侧13例，双侧15例。两组患儿一般资料比较差异无统计学意义(P>0.05)，具有可比性。纳入标准：①符合痉挛型脑瘫诊断标准，参考《小儿脑性瘫痪的定义、分型和诊断条件》[5]有关内容制定；②粗大运动功能分级为2级；③年龄6～14岁；④肌张力Ashworth分级为2级或3级；⑤患儿家属签署知情同意书；⑥能够配合完成生物反馈训练、康复机器人辅助步态训练。排除标准：①合并认知功能障碍或精神病类疾病者；②存在癫痫病史者；③下肢不等长者；④合并免疫功能疾病、血液系统疾病者；⑤合并恶性肿瘤者。

1.2 干预方法 对照组给予常规康复训练联合脑电生物反馈训练。①常规康复训练：指导患儿垫上行手膝位三点支撑，每天1次，每次8～10 min；指导患儿垫上双膝，行跪位行走训练，每天1次，每次8～10 min；指导患儿进行地面步行训练，每天1次，每次8～10 min。②脑电生物反馈训练：采用多参数生物反馈仪，采用脑电图(EEG)模式，设置采样率为256 Hz/s。将耳参考电极、地电极分别夹在患儿两侧耳垂处，主要康复方案为增强13～32 Hz β波、抑制4～8 Hz θ波，辅助康复方案为增强16～20 Hz SMR波、抑制8～12 Hz α波，给予患儿一对一的辨别力训练、短时记忆力训练、视觉追踪训练、实时任务训练。

观察组增加康复机器人辅助步态训练。采用儿童版康复机器人，上机前根据患儿下肢关节活动度、体质量、四肢长度、肌张力设置参数，步行速度根据患儿个人情况进行调整，游戏模式根据患儿兴趣进行选择，辅助步态训练过程中医护人员全程陪同，确保患儿保持正确的姿势、步态，每天1次，每次30～40 min。两组患儿均连续训练3个月。

1.3 观察指标

1.3.1 下肢运动功能 采用粗大运动功能测试(GMFM)中D区(站立)、E区(走跑跳)功能分区对两组患儿干预前1 d、干预3个月运动功能进行评估，D区分值范围为0～39分，E区分值范围为0～72分，分值越高下肢运动功能越好。

1.3.2 平衡能力 采用平衡功能检测训练系统检测两组患儿干预前1 d、干预3个月平衡能力。于安静状态下指导患儿脱鞋站立于受试平台上，放松全身，双目平视前方实心标记物，记录两组患儿平衡睁眼时摇晃速度、距离，包括X轴向移动距离、Y轴向移动距离、X轴速度均值、Y轴速度均值，检测时间为30 s。

1.3.3 脑功能 记录多参数生物反馈仪检测两组患儿干预前1 d、干预3个月α波、θ波、β波、SMR波值。

2 结果

表1 两组患儿干预前后下肢运动功能比较 单位：分

表2 两组患儿干预前后平衡能力比较

表3 两组患儿干预前后脑功能比较 单位：Hz

3 讨论

痉挛型脑瘫是儿童常见的疾病，其病因较为复杂，目前认为可能与新生儿高胆红素血症、宫内感染、低出生体重、新生儿窒息、新生儿缺氧缺血脑病等因素有关[6-7]。运动发育异常是痉挛型脑瘫患儿最常见的症状，严重影响其运动功能[8]。现临床治疗本病尚无特效药物，主要通过康复训练改善肌张力异常情况，已取得一定效果，但仍有部分患儿经训练后未达到预期康复效果。

3.1 康复机器人辅助步态训练联合脑电生物反馈对患儿下肢运动功能及平衡能力的影响 脑电生物反馈能够以生物反馈治疗仪为手段，利用操作性条件反射原理，选择性地训练患儿生理波，有目的地抑制、强化脑电波，并将脑电信号转化为视觉、听觉信息[9]，患儿能够根据信息控制脑神经活动，改善中枢神经功能，提高中枢神经组织对肢体的控制能力，从而改善患儿下肢运动功能及平衡能力[10-11]。康复机器人辅助步态训练以下肢康复机器人为手段，能够给予患儿高强度、重复性、针对特定任务的康复训练，能促进髓鞘再生，促进神经突触生成，加速中枢神经功能的代偿、重组，有利于正确感觉-神经通路形成，从而有效改善患儿运动协调性[12-13]，减轻痉挛肌肉肌张力水平，协同脑电生物反馈训练，分别作用于不同靶点，有效提高患儿运动功能及平衡功能[14-15]。此外，康复机器人辅助步态训练能给患儿情景互动游戏模式，提高训练的趣味性，提高患儿训练依从性，弥补常规康复训练趣味性较低的情况[16]。本研究结果显示，干预后观察组患儿D区、E区分值均高于对照组，X轴向移动距离、Y轴向移动距离、X轴速度均值、Y轴速度均值均低于对照组，提示康复机器人辅助步态训练联合脑电生物反馈能改善痉挛型脑瘫患儿下肢运动功能，提高平衡功能，与预期研究结果一致，与徐沛沛等[17]研究结果具有相似性。

3.2 康复机器人辅助步态训练联合脑电生物反馈对患儿脑功能的影响 痉挛型脑瘫患儿大脑调节功能失衡，表现为脑干网状结构-丘脑非特异性核团调节能力下降，临床可表现为α波、θ波活动增强，β波、SMR波活动降低[18]。当中枢神经抑制功能发育迟缓时脑电波可出现θ波、α波活动增强，患儿可表现为行为异常、注意力难以集中。而当患儿肌肉放松、注意力集中时，β波、SMR波活动可增强。α波是连接意识和潜意识的桥梁，当大脑充满α波时机体意识活动被抑制，难以进行逻辑思维和推理活动；β波是清醒中最常见的高频波，水平过高机体可表现为焦虑、紧张；θ波在正常人睡眠时出现，对于触发深层记忆、强化长期记忆有重要作用；SMR波主要与患儿放松方式情况有关。本研究结果显示，干预后观察组患儿α波、θ波波值低于对照组，β波、SMR波波值高于对照组，提示康复机器人辅助步态训练联合脑电生物反馈能够有效改善痉挛型脑瘫患儿脑功能。脑电生物反馈能够将电极附加到患儿耳垂处，直接抑制α波、θ波频段脑电波，增强β波、SMR波频段脑电波，可有效调节患儿脑电异常状态，改善脑功能[19]。康复机器人辅助步态训练能够给予患儿针对性的长时间持续有效的训练，提高训练强度，增强对神经组织的刺激，改善神经可塑性，将下肢神经传导传递至中枢神经，促进中枢神经突触重建[20-21]，协同脑电生物反馈，将训练方式相结合，有效改善患儿脑电异常情况，提高脑功能。

综上所述，康复机器人辅助步态训练联合脑电生物反馈能够改善痉挛型脑瘫患儿下肢运动功能，提高平衡功能及脑功能；同时该方案能为痉挛型脑瘫患儿的康复提供理论依据，为开展神经运动障碍性疾病的康复提供参考。本研究主要不足为：仅对研究对象进行了横断面调查，未对研究对象进行长期随访和追踪，未能掌握研究对象的动态变化，有待后期研究考证。