一种结合非沉浸式虚拟现实的外骨骼辅助减重平板车训练康复项目用于中风患者

摘要

将外骨骼辅助的减重平板车训练与基于游戏的虚拟现实技术相结合，对中风幸存者双重任务能力的影响尚未得到研究。因此，本康复计划旨在探讨这种组合在中风恢复期间增强步行能力方面的潜在作用与优势。

摘要

脑卒中是一种脑血管事件，会显著影响患者的行动能力和独立性。恢复步行模式是脑卒中康复的重要目标，基于技术的治疗方法已显示出良好的效果。下肢外骨骼治疗、减重支持的跑步机训练（BWSTT）以及基于游戏的虚拟现实（VR）训练是几种创新方法，已在改善脑卒中患者的肌力、平衡能力和步行功能方面取得成效。将这些疗法整合到综合康复方案中，可能进一步促进脑卒中幸存者的运动功能恢复和功能结局。本研究探讨了在外骨骼辅助的减重支持跑步机训练中结合基于游戏的虚拟现实训练，对提升脑卒中恢复期患者双重任务能力的潜在优势。 Berg平衡量表（BBS）在训练后显示出显著改善（p = 0.03），但在计时起立行走测试（TUG，p = 0.15）和功能独立性评定量表（FIM，p = 0.38）中未观察到统计学差异。综上所述，该治疗方案有助于改善患者的平衡功能。在脑卒中急性期后的康复方案中使用先进的技术设备具有前景，值得通过随机对照试验进一步研究。

引言

2020年，中国内地的脑卒中患病率约为2.6%，年发病率约为每10万人505.2例，年死亡率约为每10万人343.4例¹。这种致残性疾病导致70%–80%的患者出现功能障碍、运动功能受损及生活依赖²。由于步行是人类运动的基本组成部分，对独立转移、生理健康以及整体身体活动具有关键作用³。因此，恢复脑卒中患者的步态模式是康复治疗的重要目标，有助于提高其独立性。尽管传统方法已帮助脑卒中患者恢复行走能力，但近年来基于技术的治疗在脑卒中康复领域取得了显著进展，建立了更为强化的训练模式²。此外，脑卒中康复领域的技术进步可进一步激发患者积极性，促进脑卒中幸存者的功能恢复。

下肢外骨骼（EXO）疗法是一种有前景且创新的方法，可帮助因下肢运动功能障碍而无法行走的患者³。该疗法提供高剂量和高强度的训练方案，能够更早、更安全地实现患者活动能力的恢复。近期研究表明，该疗法对脑卒中患者具有潜在益处，包括改善肌力、平衡能力及步行功能⁴。其他针对脊髓损伤患者的研究表明，外骨骼步行训练和基于活动的训练均可显著改善心血管指标，其中外骨骼步行训练在增强心脏对直立性应激的反应能力以及降低站立时心率方面效果更为显著

方案

本研究是一项回顾性病例系列研究，纳入了在中国医学科学院北京协和医院卒中后住院的患者。该康复项目已获得中国医学科学院北京协和医院伦理审查委员会批准。所有患者在参与前均签署了书面知情同意书。本研究中所用设备和软件的详细信息列于下文 材料表.

1. 受试者招募

1. 根据特定的纳入标准，通过严格的筛选流程将患者招募至研究中。整理患者的基本资料（见表1）。纳入标准如下：
   1. 年龄：20–65岁。
   2. 由康复科医师确认中风（缺血性或出血性）后医学状况稳定。
   3. 改良Ashworth量表（MAS）评分≤2分（肌肉痉挛程度轻微）²。
   4. 能够借助或不借助辅助装置行走10米，以完成评估，包括Berg平衡量表（BBS）、计时起立行走测试（TUG）和功能独立性评定量表（FIM）⁶。
2. 排除具有以下任一情况的患者：
   1. 髋关节或膝关节活动范围（ROM）受限。
   2. 存在深静脉血栓（DVT）。
   3. 简易精神状态检查（MMSE）¹⁰评分低于27分（认知功能障碍）。

结果

在完成为期4周且未出现任何不良反应的治疗后，对患者的进展进行了评估，结果总结于表3中。BBS评分⁶从43.88 ± 3.80提高至48.38 ± 3.66，表明产生了积极反应。TUG和FIM评分也均有改善，其中TUG评分从21.88 ± 5.62下降至17.63 ± 5.42，FIM评分从92.75 ± 12.80上升至98.75 ± 13.38。

数据（见图3）显示，在比较干预前后评估结果时，BBS评分表现出显著改善（p = 0.03，p < 0.05）。尽管TUG（p=0.15）和FIM（p=0.38）未观察到统计学上的显著差异，但临床上仍注意到改善趋势（见图4）。这些结果表明，该治疗方案显著提高了患者的平衡能力，而步态和日常生活技能的改善尚未达到统计学显著性水平。

讨论

本研究提出了一种综合干预方案，将体重支撑系统与外骨骼治疗相结合，并辅以虚拟现实（VR）技术，旨在促进中风后下肢功能障碍患者的双重任务训练。研究表明，跑步机训练与其他干预措施联合使用时效果最为显著，尤其是在进行地面行走训练之前实施，可使训练效果最大化¹⁴。基于运动学习原理的机器人辅助康复，利用虚拟现实反馈和虚拟形象引导的训练动作，激活镜像系统，增强运动学习能力，并在细胞和突触水平上诱导显著的皮层及皮层下改变¹⁵。

在神经康复中，治疗过程中的参与程度显著影响患者的主动参与度，这一效应与单纯使用外骨骼机器人（如Ekso或ReWalk）的治疗相比尤为明显¹⁶。鉴于运动功能与认知功能之间存在密切关联，结合多种干预策略似乎是一种有前景的方法。将强化的重复性运动训练与基于虚拟现实（VR）的反馈及双重任务训练相结合，可能影响感觉运动整合区域，从而促进运动功能和认知功能的恢复¹⁰。因此，近年来，将游戏化技术整合.......

材料

本文使用的材料清单

姓名	公司	目录编号	评论
GraphPad Prism	https://www.graphpad.com/features
SPSS	IBP	version 18.0
ZEPU 步态训练与评估系统软件	山东泽普医疗科技有限公司	V.1.0.1.2	ZEPU 步态训练与评估系统软件不仅可用于步态评估，还可促进针对性的步态康复，提供个性化的治疗方案，以改善患者的活动能力和功能结局。
ZP-AIGen 步态训练系统	山东泽普医疗科技有限公司	ZEPU-AI1	该设备基于神经可塑性原理，模拟自然行走模式，引导患者进行重复性步态训练，以恢复正常的行走功能。人工智能可学习患者的步态模式，提供个性化的治疗选择。系统可监测并记录患者的康复进展，有助于制定个体化的治疗方案。