钟毓贤，周维金，刘金玉
(中国人民解放军海军总医院康复医学科，北京 100048)
脑卒中在慢性疾病中对个体健康和生活的危害影响最大，2013年全球约有640万人死于脑卒中[1]。2010年全球疾病负担研究结果显示，脑卒中作为一个全球性的健康问题，是影响伤残调整寿命年第3位的原因[2]。同样，世界银行2011年的报告预测，至2020年中国会有2 000万以上的脑卒中群体，至2030年脑卒中人数将达到3 000万以上[3]。报告预计在未来数年，脑卒中导致的健康损失、伤残将明显增加，医疗卫生系统投入的康复治疗负担将越来越重。在此背景下，需要通过探索应用智能康复设备部分替代人工康复过程，以达到提高康复治疗效率，在不影响疗效条件下相对减少医疗成本、提高治疗师治疗效率的目的。故本研究选取价格相对低廉的Athos智能运动服与MOTOmed智能运动训练系统相结合，探讨其治疗脑卒中偏瘫患者上肢功能的临床疗效。
1 资料与方法
1.1一般资料 选取2016年9月至2017年2月入住本院康复医学科病房的脑卒中偏瘫患者48例，入选患者均需符合 1995 年全国第4次脑血管病学术会议通过的诊断标准[4]。入选标准：(1)经头颅 CT 或 MRI检查和临床医生确诊为脑卒中；(2)生命体征平稳48 h以上，病程小于1个月；(3)均存在一侧半球出血或梗死及一侧肢体功能障碍；(4)患者坐位平衡能力大于或等于1级(能够坐位训练)；(5)患者偏瘫侧肱二头肌肌张力小于或等于1级；(6)不伴有严重认知功能障碍[简易智能精神状态检查量表(mini-mental state examinatlon，MMSE)>20分]，神志清楚；(7)自愿参加本次研究并签署知情同意书；(8)生命体征稳定，检查合作，病情稳定；(9)85岁以下。排除标准：(1)合并严重肝、肾功能不全，充血性心力衰竭、恶性肿瘤患者；(2)外地无法随访者；(3)既往有严重痴呆及精神病史者。研究过程中，3例因个人因素在研究过程中出院，1例因压疮转至烧伤科病房治疗，最终纳入44例患者进行统计分析。此研究经过本院伦理委员会批准实施，入选患者均签署临床试验知情同意书。在患者入组时，详细记录基线指标：脑卒中患者的年龄、性别、文化程度(文盲、小学、初中或技职校、高中或中专、大专、本科及以上)，职业，脑卒中类型(脑出血或脑梗死)等资料。将入院患者按随机数字表法分为智能治疗组和常规治疗组，每组22例，两组患者基线资料比较，见表1。
表1 两组患者基线资料比较(n=22)
1.2方法
1.2.1治疗方法 (1)常规治疗组：采用常规的综合康复治疗，包括基本药物治疗、一对一徒手功能训练、日常生活活动能力(activities of daily Living，ADL)训练、肢体功能训练、言语治疗、光电理疗、针灸等。康复护理包括良肢位摆放护理，下肢静脉血栓预防护理，坠积性肺炎预防护理等。(2)智能治疗组：将康复治疗师针对上肢一对一训练中的屈伸被动运动训练、屈伸助动运动训练、屈伸主动运动训练、抗痉挛运动训练内容替换为Athos智能运动服结合MOTOmed智能运动系统治疗。①应用MOTOmed系统对患者进行上肢训练，MOTOmed会实时根据张力变化通过反向运动抑制肌张力增高。训练过程中，患者全程穿戴Athos智能运动服，智能运动服利用EMG技术记录运动时肌纤维发出肌电信号，并实时通过平板屏幕上每块模拟肌肉的颜色深浅变化(图1)，给患者提供肌肉强度的反馈信息，进行选择性肌力训练。治疗结束后，康复医师对记录下的训练数据进行评估。②智能运动服评估肌力过程，患者穿戴智能运动服，完成康复医师指定的评估动作，传感系统则实时记录运动过程中每块关键肌肉的强度大小，最后统计动作过程中平均使用强度大小(图2)。以上训练内容均约40 min。其余治疗均同常规治疗组。
图1 运动康复过程中热图的实时变化
图2 运动过程结束左右运动肌的平均使用强度
1.2.2评价标准 在患者入组进行基线数据采集的同时及基线后1、3个月，进行Lovett肌力分级检查、Athos智能运动服肌力检测及Fugl-Meyer上肢运动功能量表评分(Fugl-Meyer assessment upper extremity，FMA-UE)和ADL的Barthel指数(barthel index，BI)评分,评估人员由康复专业的非本研究参与者担任，评估人员和评估地点均同基线评估。由于Athos智能运动服是首次应用于康复治疗临床领域，故本研究选取肱二头肌对其采集的数据进行了相关性验证。
2 结 果
2.1患者肱二头肌Lovett肌力分级与Athos智能运动服肌肉强度监测结果 本研究中44例纳入统计的患者肱二头肌Lovett肌力分级评估结果与Athos智能运动服肌肉强度监测结果呈明显正相关(r=0.929，P<0.01)，见表2、图3。
2.2两组患者在各时间点的FMA-UP和BI评分比较 两组患者在各时间点的FMA-UP和BI评分比较，差异均无统计学意义(P>0.05)；与基线比较，两组患者基线后1、3个月的FMA-UP和BI评分均明显提高(P<0.01)，见表3。
表2 Lovett肌力分级与Athos肌肉强度Spearman秩相关性分析
图3 肱二头肌的Athos肌肉强度值测量值与Lovett肌力分级相关曲线图
表3 两组患者各时间点FMA-UP和BI的评分比较
a:P<0.01，与同组基线比较
3 讨 论
Bobath 理论是以运动控制为核心，Rood技术同样也包含牵伸、挤压关节等运动，重视运动输出和运动反应，因此，运动康复是解决脑卒中肢体运动功能障碍的主要手段，且已被基础和临床研究证实[5-6]。随着人们生活水平的不断提高，脑卒中患者群体的康复需求量逐渐增多，对康复的质量也更加重视，但运动康复治疗师的数量尚未跟上康复需求。据资料统计，上海市康复医师仅为585人，占总人口比例为25.41/100万人口[7]；康复治疗师共754人，康复治疗师占总人口比例为32.75/100万人口，故庞大的脑卒中后遗症患者群体与人数有限的康复团队之间形成了切实的“供需矛盾”。为解决这一问题，康复工程学发展迅速，国内外涌现出一批智能化的康复器械[8-9]。不同于电刺激仪、训练床、助行器等传统康复器械，智能康复器械能够部分代替治疗师进行运动康复治疗[10-11]，它是康复器械与计算机结合的产物、软件与硬件的结合。国外研究也证实了智能康复机器人在脑卒中康复方面能够得取得和人工康复无明显差异的临床疗效[12-13]，但其昂贵的价格达不到减少医疗投入的目的。因此本研究前期挑选了较为廉价的MOTOmed智能训练系统辅助人工康复，并且MOTOmed的临床治疗效果已经被研究证实。DIEHL等[14]研究表明，MOTOmed可明显提高脑卒中患者步行速度、稳定性及耐力。KAMPS等[15]对MOTOmed智能运动系统在家用训练中的作用和效果进行了实验，对比传统康复治疗，MOTOmed试验组患者的步行距离、步行速度及“起立-走”计时测试均有明显改善。虽然MOTOmed能够自动检测痉挛并通过反向运动抑制痉挛并且疗效确切。但是，本研究在应用MOTOmed智能训练系统治疗脑卒中患者过程中仍发现3个主要问题：(1)目前对MOTOmed的康复应用均是简单地在日常康复内容上叠加上MOTOmed治疗，未体现MOTOmed系统在治疗效率方面的优越性；(2)利用MOTOmed训练过程中无有效的实时评估工具，简单地靠患者主观感受了解疗效，康复过程中患者代偿动作较多，无目标肌肉的运动强度提示及治疗结束后的运动模式评估，故康复疗效打折扣；(3)患者运动过程中缺少生物反馈作用。
通过前期观察和研究总结，发现Athos智能运动服的两个主要特性完全可以应用于临床康复训练和评估，即EMG实时监测特性和生物反馈特性。运动关键肌的EMG实时监测可以判断，哪些肌肉力量较弱，需要强化训练；哪些肌肉产生代偿运动，需要抑制代偿训练。生物反馈特性，通过移动智能设备(手机或平板)屏幕上的模拟人体每个部位的颜色变化，即热图，提示脑卒中患者运动中每一块关键肌的实时使用强度，患者则可以根据屏幕提示，有意识地主动调整自己运动模式，形成操作性条件反射，利于恢复正常的运动模式。因此，将Athos智能运动服与MOTOmed智能训练系统结合可以解决上面发现的后两个问题。至于第1个问题，本研究有目的地将康复治疗师治疗课程中的“上肢屈伸被动运动训练、屈伸助动运动训练、屈伸主动运动训练、抗痉挛运动训练”内容完全替代为“Athos智能运动服结合MOTOmed智能训练系统”进行智能训练，从而提高康复治疗效率。
由于将Athos智能运动服首次应用于临床康复，因此本研究选取了重要的运动肌“肱二头肌”的强度进行相关性分析，结果提示，Athos智能运动服的强度测量值与临床公认的Lovett肌力分级检查结果呈明显正相关，相关系数达到0.9以上，需要指出的是，Athos智能运动服的测量值是更为精确的定量数据，要优于半定量测定。另外，本研究结果表明，两组患者在各时间点的FMA-UP和BI评分比较差异均无统计学意义(P>0.05)，但均明显高于基线水平(P<0.01)。结果可以说明Athos智能运动服结合MOTOmed智能训练系统能够在不降低临床疗效基础上替代康复治疗师的部分康复内容，从而提高康复治疗效率。
该研究在临床应用过程中同样存在不足之处：(1)Athos智能运动服虽应用于运动领域的监测和评估，但未设计专门的脑卒中运动模式，故在临床实际应用过程中发现功能越好的患者，Athos智能运动服监测出来的肌肉应用强度值差别越大、越精确，因此需要进一步改进，如按照Brunnstrom分期设计运动模式或添加抗阻运动、主动运动、助动运动、被动运动模式，并且此类改进很容易实现。(2)由于客观条件限制，本研究样本量仍然不足，未实现多中心、大样本的临床试验设计，需要下一步实现。(3)本研究未专门针对痉挛患者进行Athos智能运动服的评估，痉挛是否影响Athos智能运动服的评估结果仍值得商酌。
综上所述，本研究结果证实，Athos智能运动服结合MOTOmed智能训练系统能够明显改善脑卒中患者上肢运动功能，部分康复效果与康复治疗师的一对一徒手训练比较，差异无统计学意义(P>0.05)。结合智能运动服本身较廉价、无人值守和可重复使用特性，本研究认为Athos智能运动服结合MOTOmed训练系统有利于减轻康复治疗师一对一徒手训练负担，减少治疗人员成本费用。
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