下肢机器人联合膝关节控制训练在脑卒中后下肢功能障碍患者中的应用效果

杨 韬 李允堪 高黎明

南京脑科医院康复医学科，江苏南京 210029

脑卒中是脑部血管突然破裂或阻塞引起的脑部组织缺血缺氧损伤，在中老年人群中有较高的发病率[1]。脑卒中患者发病急性期经过药物溶栓治疗或手术治疗后，能够挽救患者的生命，但患者康复阶段仍会出现一些严重的后遗症，如下肢活动功能障碍[2-3]。下肢活动功能障碍患者会出现下肢的肢体麻木、痉挛、关节活动度下降及下肢屈曲、僵硬，并影响患者正常的步态功能，出现步行功能障碍，导致脑卒中患者的康复质量下降[4]。目前，对于脑卒中后肢体功能训练的方法主要有关节功能训练、平衡训练、肌群力量训练等[5]。膝关节控制训练是脑卒中康复期功能训练的常用手段之一，通过训练的方式改善患者下肢肌张力，增强膝关节稳定，有助于提高下肢平衡和运动功能，但也存在效果不足的问题[6]。近年来下肢机器人训练逐步应用到脑卒中患者康复期的治疗中，可提供高强度、任务导向性训练，帮助患者恢复正常肌肉力量和运动协同能力[7]。本研究以脑卒中后下肢功能障碍患者为研究对象，探讨下肢机器人联合膝关节控制训练的应用效果。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取2021 年3 月至2023 年3 月南京脑科医院收治的106 例脑卒中后下肢功能障碍患者为研究对象，根据随机数字表法将其分为对照组和观察组，每组53 例。对照组中男27 例，女26 例；年龄53～78 岁，平均（65.72±6.13）岁；脑卒中类型：脑出血31 例、脑梗死22 例；体重指数19～26 kg/m2，平均（22.97±2.85）kg/m2；布伦斯特朗下肢分期：Ⅱ期16 例、Ⅲ期22例、Ⅳ期15 例；病程1～6 个月，平均（4.54±1.09）个月；基础疾病：高血压12 例、糖尿病10 例、高脂血症11 例。观察组中男30 例，女23 例；年龄52～76岁，平均（64.31±6.36）岁；脑卒中类型：脑出血29 例、脑梗死24 例；体重指数18～27 kg/m2，平均（22.78±2.93）kg/m2；布伦斯特朗下肢分期：Ⅱ期13 例、Ⅲ期24例、Ⅳ期16 例；病程1～6 个月，平均（4.33±1.02）个月；基础疾病：高血压11 例、糖尿病12 例、高脂血症10例。两组一般资料比较，差异无统计学意义（P＞0.05），具有可比性。纳入标准：①符合《中国急性缺血性脑卒中诊治指南2018》[8]中诊断标准；②处于恢复期，即脑卒中发病后的1～6 个月，均出现下肢功能障碍；③在康复期开始后进行膝关节控制训练、下肢机器人训练，对治疗方式有良好配合度；④认知功能正常；⑤患者或其家属对研究内容知情同意。排除标准：①非脑卒中原因导致的下肢功能障碍；②伴有膝关节炎、骨关节炎等骨科疾病；③进入本研究前已采取其他康复治疗；④临床资料不全。本研究通过南京脑科医院伦理学委员会审批（2021-0211）。

1.2 治疗方法

两组脑卒中患者在发病后完成抗凝、溶栓、改善微循环、神经功能保护等治疗，治疗1 个月后进入脑卒中恢复期即开始进行康复训练干预。对照组以膝关节控制训练治疗，内容包括：①膝关节控制训练。患者于站立位并将健侧肢体置于台阶上，使患侧肢体单独负重，并做屈伸运动，屈曲30°时停止持续3～5 s，然后逐步伸直使其保持屈曲15°状态。②膝关节重心转移训练。患者的患肢和健侧肢体处于前后位置的站立位，微向前倾使身体重心转移至患肢，重心转移时同步使患侧膝关节由屈曲变换至自然伸展状态，但应避免出现膝过伸。③仰卧位训练。患者取仰卧位，患侧膝下垫滚筒，患者腿部屈曲，控制髋关节避免外展，在治疗师的指导下最大程度收缩膝关节并保持5～8 s，然后屈曲放松3～5 s，重复20 组。④俯卧位训练。患者取俯卧位，收缩并保持膝关节屈曲，维持5～8 s，然后放松膝关节3～5 s。每次训练时间15～20 min，1 次/d。

观察组给予下肢机器人联合膝关节控制治疗，采用Flextbot-s 型步态训练和评估系统（常州市钱璟康复股份有限公司，苏械注准20172261674）进行下肢机器人康复训练，为患者提供主动、抗阻、跟随等步行训练模式。下肢康复机器人通过绑带绑缚于患者腰部，训练开始前，由康复治疗师对患者的下肢长度、宽度进行测量，根据患者下肢个体差异性对机器人进行个性化调节，依据患者的腿长适当地调整步幅大小，根据患者的下肢功能状态，选择适宜的阻力或助力，或者采取减重支持量的方法，进行骨盆动态减重，保持患者的躯干、骨盆及下肢有良好活动度，为患者提供自然、舒适的迈步过程。训练过程中应密切关注患者有无不适感，若患者反馈有不适感，应选用助力模式，若出现疼痛不能耐受则应停止训练。每天训练时间20～30 min。两组连续训练治疗3 个月。上述所有治疗操作均由同一医师完成，康复科医师职称为副主任医师。

1.3 观察指标

（1）临床疗效比较。参照《中国脑卒中早期康复治疗指南》[9]。①显效：运动障碍基本消退，肢体活动功能正常；②有效：各项症状显著改善，肢体活动轻微受限；③无效：症状、肢体活动功能、步态参数未改善。

（2）症状评分比较。于治疗前后采用下肢Fugl-Meyer 运动功能量表（Fugl-Meyer assessment of lower extremity scale，FMA-LE）[10]、Berg 平衡量表（Berg balance scale，BBS）[11]、Holden 步行功能分级量表（Holden functional ambulation classification scale，FAC）[12]评估患者的运动功能症状。FMA-LE 总分为34 分，分值越高下肢运动功能越好。BBS 总分为56 分，分值越高表示平衡功能越好。FAC 得分0～5 分，得分越高表示患者的步行功能越好。

（3）步态参数指标比较。于治疗前后采用IDEEA3型智能化三维步态运动分析仪（合肥铭理尚电子有限公司）测量患者屈髋峰值、步幅、步速、步频、屈膝峰值，由医护人员指导患者在长度为20 m 步道上以自然状态进行步行往返2 次，然后根据仪器记录的各项步态参数数据进行汇总分析。

（4）运动耐力指标比较。于治疗前后采用MetaLyzer 3B 型运动心肺功能测试系统（德国CORTEX公司）测量患者的峰值摄氧量（peak oxygen uptake，VO2peak）、无氧阈值（anaerobic threshold，AT），并对患者进行6 分钟步行试验（6 min walk test，6 MWT），统计6 min 直线步行距离。

1.4 统计学方法

采用SPSS 26.0 统计学软件进行数据分析。计量资料采用均数±标准差（）表示，比较采用t 检验；计数资料采用例数和百分率表示，比较采用χ2检验；等级资料采用秩和检验。以P＜0.05 为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 两组临床疗效比较

观察组临床疗效优于对照组（P＜0.05）。见表1。

表1 两组临床疗效比较[例（%）]

2.2 两组治疗前后症状评分比较

治疗后，两组下肢FMA-LE、BBS、FAC 评分均高于治疗前，且观察组高于对照组（P＜0.05）。见表2。

表2 两组治疗前后症状评分比较（分，）

表2 两组治疗前后症状评分比较（分，）

注t1、P1 为两组治疗前比较；t2、P2 为两组治疗后比较。FMA-LE：下肢Fugl-Meyer 运动功能量表；BBS：Berg 平衡量表；FAC：Holden 步行功能分级量表。

2.3 两组治疗前后步态参数指标比较

治疗后，两组屈髋峰值、屈膝峰值高于治疗前，步幅长于治疗前，步频、步速快于治疗前，且观察组屈髋峰值、屈膝峰值高于对照组，步幅长于对照组，步频、步速快于对照组（P＜0.05）。见表3。

表3 两组治疗前后步态参数指标比较（）

表3 两组治疗前后步态参数指标比较（）

注t1、P1 为两组治疗前比较；t2、P2 为两组治疗后比较。

2.4 两组治疗前后运动耐力指标比较

治疗后，两组VO2peak、AT 高于治疗前，6 MWT距离长于治疗前，且观察组VO2peak、AT 高于对照组，6 MWT 距离长于对照组（P＜0.05）。见表4。

表4 两组治疗前后运动耐力指标比较（）

表4 两组治疗前后运动耐力指标比较（）

注t1、P1 为两组治疗前比较；t2、P2 为两组治疗后比较。VO2 peak：峰值摄氧量；AT：无氧阈值：6 MWT：6 分钟步行试验。

3 讨论

下肢运动功能障碍是脑卒中患者康复期常见后遗症，有报道显示，约60%脑卒中患者在康复期会出现不同程度的下肢运动功能障碍，影响患者的正常步行能力[13-14]。该病的发生是由于患者脑内组织缺血性坏死致中枢神经系统损伤，神经元不能正常地支配肢体运动功能，患者下肢肌张力水平出现异常，下肢缺乏有效运动后出现严重的痉挛萎缩和肌群协调性紊乱，影响患者的正常行走功能。膝关节控制训练在Bobath 理念指导下进行能有效抑制肌张力水平，增强膝关节稳定性[15-17]。

为了进一步提高脑卒中患者下肢运动功能的治疗效果，本研究中观察组给予下肢机器人联合膝关节控制治疗，患者临床疗效优于对照组，且观察组FMA-LE、BSS、FAC 评分高于对照组（P＜0.05）。提示下肢机器人训练能够提高脑卒中后下肢功能康复效果。这是因为下肢机器人训练能够为患者提供高强度、高剂量的任务导向性训练，有助于恢复患者正常的下肢肌肉力量和运动协调能力。下肢机器人在训练干预中可为患者提供主动、抗阻、跟随等多种步行训练模式，根据患者的下肢功能障碍程度灵活选取主动或被动式的训练方式，在训练过程中采取减重系统与平板，使得训练环境与真实步行体验更为接近，患者的训练体验与正常的本体感觉、视觉反馈相一致，有助于患者恢复正常的步行功能[18-19]。另外，机器人训练系统在治疗过程中以肢体运动报告、生物反馈、人机交互作用力监测，及关节运动范围等直观数据评估患者下肢运动功能状态，以便实时调整患者的训练方案，同时也可减少人工训练和评估的主观性偏差[20-21]。

脑卒中后下肢功能障碍出现下肢痉挛及平衡紊乱，进而影响患者的步行功能，出现步态参数异常。观察组治疗后屈髋峰值、屈膝峰值高于对照组，步幅长于对照组，步频、步速快于对照组（P＜0.05）。提示下肢机器人联合膝关节控制训练能够提高患者的步态参数，得益于下肢机器人训练干预能够给予患者必要的辅助干预，帮助患者主动完成步态运动，提高下肢运动能力和步行功能，进而使得患者的步频、步幅、步速等指标得到显著提高[22-23]。脑卒中后下肢功能障碍患者长期处于非正常的运动状态，肌力水平下降，氧代谢能力下降，由此导致运动耐力减弱。本研究观察组VO2peak、AT 均高于对照组，6 MWT 距离长于对照组（P＜0.05）。提示下肢机器人联合膝关节控制训练可改善患者的运动耐力，主要是因为下肢机器人训练能够为患者提供多个方向的自由活动，并能协调患者躯干肌群和下肢肌群的稳定性，使得患者的髋、膝关节相关肌肉肌力水平显著提高，由此提高患者的运动耐力[24-25]。

综上所述，下肢机器人联合膝关节控制训练对脑卒中后下肢功能障碍患者效果显著，改善下肢功能，提升下肢运动功能，增强运动耐力和提高生活质量。

利益冲突声明：本文所有作者均声明不存在利益冲突。