上肢智能反馈训练在颅脑外伤后认知功能障碍患者治疗中的应用效果观察

徐倩，翟佳佳，韩珍真，王梁，朱冬燕，郭冠兰，黄志东

南通大学第二附属医院，江苏南通226000

颅脑外伤是因暴力作用于头部，导致颅骨、脑膜、脑血管和脑组织损伤，引起相关神经功能障碍如意识水平降低、记忆缺失、运动感觉障碍等[1]。随着我国交通运输业、建筑行业高速发展及各种刺激性体育运动的出现，各种意外事故越来越多，颅脑外伤的发生率和致残率也越来越高[2]。颅脑外伤患者术后大多病情比较稳定，除躯体功能残疾外，常伴有认知功能障碍[3]。认知功能障碍可严重阻碍患者康复治疗进程，影响患者的日常生活和工作。近年来大量研究报道，上肢智能反馈训练系统能显著提高脑卒中患者的上肢功能及日常生活活动能力[4，5]。相关研究表明，上肢机器人训练可提高脑卒中患者的认知功能[6，7]。也有研究认为，虚拟现实训练可提高脑外伤患者的认知功能[8]，而对于上肢智能反馈训练结合脑电仿生电刺激治疗颅脑外伤后认知功能障碍的相关报道较少。因此，本研究观察了上肢智能反馈训练在颅脑外伤后认知功能障碍患者治疗中的应用效果。现报告如下。

1 资料与方法

1.1 临床资料 选择2016年1月～2019年12月我院康复医学科及神经外科收治的50例颅脑外伤后认知功能障碍患者作为研究对象。入选标准：①经头颅CT或MRI证实为颅脑外伤；②年龄18～60岁，生命体征平稳；③有认知功能障碍，简易精神状态量表(MMSE)评分文盲者<17分、小学文化者<20分、中学文化者<24分；④有一定的口语表达及理解能力；⑤已向患者和家属说明本研究的目的并签署知情同意书。排除标准：①有严重的心肺功能障碍，重要脏器功能减退或衰弱；②有严重的精神障碍或诊断为感觉性失语不能配合治疗；③存在骨关节、肌肉等运动系统疾病。采用随机数字表法将50例患者分为观察组和对照组，每组25例。观察组中，男14例、女11例，年龄(56.7±11.9)岁，中位病程1.5月，学历为文盲3例、小学7例、初中15例。对照组中，男12例、女13例，年龄(58.0±8.2)岁，中位病程1.5月，学历为文盲2例、小学9例、初中14例。两组性别、年龄、病程、学历资料差异无统计学意义(P均>0.05)。

1.2 治疗方法 两组均给予相同的常规治疗，包括脑保护、营养神经、改善脑代谢等临床基础治疗，以及常规认知功能训练。其中认知功能训练根据MMSE评分结果个性化制定方案[6]。认知功能训练内容主要通过连线测验训练来训练注意力；通过图片、日常生活活动回忆来训练记忆力；利用日期、地点训练时间、空间定向；进行日常生活相关活动来训练执行力。每次治疗20 min，1次/d，5次/周，连续治疗8周。两组均给予脑电仿生电刺激治疗，采用苏州好博医疗器械生产的HB520D治疗仪：治疗帽带插头连接线一侧的治疗头置于头部右侧，两最长连接线治疗头置于后枕部，其余平均分布在太阳穴、颞侧耳上方及头顶部，调整绑带固定治疗头，以患者无不适感为度；采用单独使用主极即脑电输出进行治疗，主极月牙形电极片放在两耳后乳突处，处方选择3，强度因人而异，由弱到强缓慢增加，以患者耐受为度；每次治疗20 min，1次/d，5次/周，连续治疗8周。观察组上述治疗基础上辅以上肢智能反馈训练，采用广州一康医疗设备公司生产的A2上肢智能反馈训练系统。该设备通过实时模拟人体上肢的运动，可在一、二、三维运动空间内进行视频游戏训练。一维是单关节训练，包括装水、煎鸡蛋、枪击、赛车等；二维是多关节的协调训练，包括摘苹果、物品分类、识别颜色、智力找数等；三维是空间整体训练，项目为击球。操作方法：患者坐于治疗椅上，肩部自然下垂，将手臂支架的肩关节装置与患者肩关节保持齐平，将一侧上肢置于支架上，调节手臂长度，调节上臂与前臂负重调节器，进入电脑操作界面系统评估，搜集最大关节活动范围，选择训练模式、训练项目及强度。每个项目10 min，每次训练2个项目，左右手交替，每次训练结束后，将成绩与上次治疗成绩对比，逐渐调节游戏难度，1次/d,5次/周，连续治疗8周。两组在训练时遵循循序渐进、因人而异的原则，密切观察患者生命体征，如有心慌、气短、大汗、恶心呕吐等不适症状时，需停止锻炼，并通知床位医师，采取相应措施。

1.3 疗效观察评价方法 分别于治疗前和治疗8周后采用MMSE、洛文斯顿认知评定量表(LOTCA)评价认知功能，采用简易上肢机能检查方法(STEF)评价上肢功能，Barthel指数评定量表(BI)评价日常生活活动能力。MMSE对认知功能进行初筛[9]；LOTCA对认知功能的各方面进行详细评定[10]，量表包含7个项目(定向、视知觉、空间知觉、动作运用、视运动组织、思维操作、注意力)，总分119分，得分越低则功能损害越大。STEF是通过手取物过程来完成全套检查测试[11]，共分10项活动，每项分数为0～10分，花费时间越短，得分越高。BI总分100分，包括10个项目，分数越低则日常生活活动能力越差。

2 结果

对照组治疗前后BI评分分别为(34.80±18.34)、(61.60±13.82)分，观察组分别为(33.80±16.28)、(69.20±12.56)分。两组治疗前后MMSE、LOTCA、STEF评分比较见表1。治疗前，两组间评分差异无统计学意义，P均>0.05。治疗后两组MMSE、LOTCA、STEF、BI评分较治疗前提高，且观察组高于对照组(P均<0.05)；观察组LOTCA评分中的空间知觉、思维操作、注意力单项评分高于对照组(P均<0.05)。详见表1、2。

表1 两组治疗前后MMSE、LOTCA、STEF评分比较[分，M(QR)]

表2 两组治疗前后LOTCA评分中单项得分比较[分，M(QR)]

3 讨论

颅脑外伤是经济发达国家年轻人死亡和残疾的主要原因之一，其发病率位于我国各类创伤的第二位，仅次于肢体损伤[12]。颅脑损伤部位位于大脑皮质、海马、丘脑等区域时，损伤区域缺血、缺氧、脑细胞水肿，进而导致认知功能障碍[13]，其主要表现为记忆、注意、定向、抽象思维、执行等能力受损[14]，严重时可影响患者的日常交流，阻碍患者身心康复。随着科技的发展，上肢机器人逐渐被应用于康复训练中。本研究旨在探讨上肢智能反馈训练对颅脑外伤后认知功能、上肢功能及日常生活活动能力的影响。

本研究结果显示，治疗8周后观察组的MMSE、LOTCA总分较治疗前明显改善，且观察组LOTCA评分中的空间知觉、思维操作及注意力单项得分高于对照组，这表明上肢智能反馈训练结合脑电仿生电刺激治疗能够改善颅脑外伤患者的认知功能，且在空间知觉、思维操作和注意力方面改善较为明显。

上肢智能反馈训练对颅脑外伤患者认知功能的影响机制主要与大脑可塑性有关[15]。认知功能重塑与运动功能重塑相似，通过反复训练，给予外周刺激与感觉反馈治疗实现中枢重塑[7]。上肢智能反馈训练系统是包含一定虚拟现实技术的上肢机器人。机器人可实现肢体的重复性训练，不仅有助于周围脑组织及对侧大脑半球代替受损脑组织行使相关功能，还有利于神经轴突发芽，形成新的神经网络，促进认知功能的康复[16]。本研究观察组LOTCA评分中的空间知觉、思维操作、注意力单项得分改善优于对照组，其原因可能与上肢智能反馈训练系统中的虚拟技术有关。虚拟技术拥有丰富多彩的游戏视频，给予患者丰富的声、光刺激，增强视觉、听觉信息的输入，吸引患者的注意力，并且能够进行实时运动反馈。比如，装水、摘苹果等可以让患者了解图片中的空间关系，锻炼患者的空间知觉；枪击、赛车可锻炼患者的注意力；另外有些游戏项目如物品分类可以让患者锻炼思维操作能力。袁淑娟等[6]研究发现,上肢机器人可显著改善脑卒中患者的注意力。吴彩虹等[8]研究发现，治疗组在基础临床治疗和常规康复治疗方案的基础上增加虚拟现实训练,对脑外伤患者认知功能康复疗效优于对照组。

此外，脑电仿生电刺激仪对认知功能的影响机制在于电疗部分的小脑顶核电刺激(FNS)和磁疗部分的交变电磁场。FNS通过主极输出脑电仿真生物电流，经乳突部位的电极刺激小脑顶核区，通过脑干网状上行激动系统和纹状体作用于大脑前、中动脉舒张中枢[17]，还可使受刺激的小脑顶核释放信号，促进神经递质Ach的释放[18]，增加对突触后细胞的刺激作用。此外，交变电磁场的9个电磁感应治疗头对颅脑的电磁刺激可作用于脑细胞和脑血管，促进患者脑电、脑磁功能趋向正常[19]。电疗部分和磁疗部分相结合，可大幅度增加大脑皮层血液循环，减轻神经元损伤，抑制炎症反应和细胞凋亡，达到提高注意力、记忆力的作用。

本研究中，观察组在治疗8周后，STEF评分也较对照组提高，提示上肢智能反馈训练对颅脑外伤患者的上肢功能具有改善作用。毕胜等[20]研究发现,机器人辅助训练可减轻脑外伤患者的上肢残损程度，提高上肢功能。上肢机器人在三维空间内通过游戏环节可提供上肢的重复性训练，增加运动感觉信息的输入。传统的重复性训练很容易导致患者精力不集中，对训练感觉乏味、疲劳;上肢智能反馈训练系统则拥有其独特的优势，如可重复性、精确控制力、趣味性，从而吸引患者注意力，调动康复锻炼的积极性。而且，此系统可以根据患者的功能情况，逐渐选择在减重或抗重力的状态下，进行上肢主动运动训练，从而有效提高患者上肢的灵活性、协调能力及主动运动能力。

本研究结果还显示，治疗后观察组患者的BI评分较治疗前明显改善。分析其原因，一方面可得益于认知功能的改善，由于颅脑外伤患者存在认知功能障碍，往往存在对日常生活的某些自理动作不理解，无法准确地将运动技巧运用到日常生活中，从而影响日常生活活动的恢复。机器人通过游戏训练患者模拟日常生活动作如煎鸡蛋、装水等，有助于将运动技巧应用于日常生活中。另一方面得益于患者上肢功能的改善，通过改善颅脑外伤患者上肢运动和感觉功能从而提高患者的日常生活活动能力。

综上所述，在常规康复训练的基础上，上肢智能反馈训练结合脑电仿生电刺激治疗能够显著改善颅脑外伤患者的认知功能，提高上肢功能及日常生活活动能力，有助于回归家庭。上肢智能反馈训练具有重复性高、趣味性强等优点，可显著提高患者的积极性和依从性，安全高效，便于临床推广。