三维扫描压力手套对脑卒中早期偏瘫患者患手水肿的治疗效果

王红兵 袁 景 卜 京 贺桂萍 马前前 林 桦

偏瘫患者手水肿是脑卒中早期较常见的并发症，其发生率为18%～33%[1-2]，通常波及手指和手掌，严重者可波及前臂下段，出现皮肤淤紫，皮温升高，并伴有手部关节活动(特别是被动活动)时剧烈的疼痛，严重影响患手功能。若早期不给予及时的治疗，患手水肿持续3～6个月后，可能导致手指关节僵硬、肌群萎缩[3]。临床上减轻肢体水肿的康复治疗方法有压力疗法、肢体抬高、运动疗法、理疗等[4]。其中，压力疗法见效快、消肿效果较好，且为无创疗法[5-6]，可通过穿戴压力手套改善患手水肿。目前仅根据患手的周径和长度来选择患者使用压力手套的型号(大、中、小号)，需要压迫的部位与压力手套的贴合度不佳，导致水肿部位所承受的压力不够精确、均匀[7]，影响治疗效果；此外，体感舒适度不佳可导致患者对长时间穿戴压力手套的依从性差。拉普拉斯定律表明，精确测量压力面的曲率半径是制作压力手套的一个重要参数[8]。本研究利用三维扫描技术获取脑卒中早期偏瘫患者水肿的患手精确的围度和曲率半径，为其定制压力手套，治疗患手水肿，取得较好的效果。

1 对象与方法

1.1 研究对象 选择2019年10月—2020年9月在上海市第四康复医院住院治疗的患手水肿的脑卒中早期偏瘫患者40例，男25例、女15例，年龄范围55～80岁，年龄为(70.53±6.25)岁；病程范围50～90 d，病程为(70.43±7.91) d。采用随机数字表法将患者分为观察组(穿戴定制压力手套)和对照组(穿戴传统压力手套)，每组20例。纳入标准：①符合卫生部“十一五”规划教材第7版《诊断学》制订的脑卒中早期诊断标准，病程<90 d；经体格检查证实为手部水肿。②Brunnstrom上肢和手分级为Ⅰ或Ⅱ级。③参照国际淋巴学协会的肢体水肿判定标准[9]，患手为轻度(水肿体积增加<20%，肢体有沉重紧缩和乏力感)和中度(水肿体积增加20%～40%，指压凹陷)水肿，采用水置换法测量水肿体积。排除标准：①严重心、肺、肝、肾损害，肿瘤，血液疾病；②急性炎症性皮肤病；③肢体深静脉血栓形成或血栓性静脉炎；④严重精神疾患，认知功能障碍。本研究经医院伦理委员会审核和批准(批准号为SP201904)，所有患者均知情同意。

1.2 方法 两组患者均接受常规康复治疗。①良肢位摆放：仰卧位时肩胛骨下垫薄枕，肩关节稍外展、伸肘、伸指，掌心向下，固定于枕头上；健侧卧位时患侧上肢向前平伸，肩关节前屈90°放枕头上，伸肘、伸腕、伸指、掌心向下；患侧卧位时患者上肢向前平伸内旋、肩关节前屈90°，偏瘫侧肢体与躯干呈90°，伸肘、伸指、掌心向上，注意肘关节尽量伸直。②主动、被动活动：对患侧的肘关节、腕关节、指间关节进行无痛范围内被动运动，采用Bobath握手，在无疼痛范围内做辅助主动活动，每日1次，每次60 min，共3周。

观察组：在常规康复治疗的基础上，患手穿戴定制压力手套(2019年4月获得实用新型专利，专利名称为一种压力手套，专利号为201721473485.1，图1)，每天穿戴22 h(洗漱或洗澡时脱掉)，共3周。压力手套定制步骤如下。①扫描：应用加拿大Creaform公司生产的便携式三维扫描仪(型号为Go！SCAN 3D)和设备自带的扫描专业软件VXelements。患肢保持基本静止状态，应用三维扫描仪扫描获得患肢三维点云数据。②修图：应用美国3D Systems公司的三维专业软件Geomagic Studio对扫描获取的患肢三维点云数据进行修图处理。③分割：应用Geomagic Studio软件，将患肢按部位分割，获得分解的三维患手数据模型，便于测量和设计压力手套部件(图2A)。④测量：应用美国3D Systems公司的三维专业软件Geomagic Control对分解的各部分进行测量，包括主要压力面曲率半径和周长、长度等(图2B、2C)。⑤压力手套制作：由压力手套生产企业根据测量的数据设计，裁剪并缝制压力手套。压力手套尺寸=患手实际尺寸/(1+X)，X为手套面料的缩放比，范围为10%～25%[10]；压力范围为23～32 mmHg(1 mmHg=0.133 kPa)[8]。应用KIKUHIME绑带皮肤压力监测仪(购自丹麦TT-meditrade公司，型号为HPM-KH-01)测试压力手套的压力值(图3);压力监测范围为0～120 mmHg，压力监测频率3次/s，压力监测精确度±1 mmHg[11-12]。

图1 患手穿戴三维扫描定制的压力手套

图3 KIKUHIME绑带皮肤压力监测仪测试压力值

对照组：在常规康复治疗的基础上，患手穿戴传统压力手套;选用2级治疗性压力手套[13]，根据皮尺测量的周径选用大、中、小号手套，每天穿戴22 h(洗漱或洗澡时脱掉)，共3周。

1.3 观察指标 比较两组患者的一般情况，包括性别构成、年龄、病程、治疗前患手水肿体积、疼痛发生率、上肢Fugl-Meyer评定量表(FMA)评分(评价运动功能)、简易精神状态检查量表(MMSE)评分(评价认知功能)。比较两组患者治疗3、7、14、21 d后患手水肿体积变化值，评价压力舒适性。

1.4 患手水肿体积测量和压力舒适性评价 采用水置换法测量患手水肿体积：取1个装满20 ℃水的塑料容器，将健手和患手分别放入容器内，水面没至标记的腕横纹处，用实验室量筒测量溢出水的体积即手的体积，患手与健手的体积差即患手水肿体积。于早上起床脱下手套后测量，测3次，取平均值。治疗后患手水肿体积变化值=治疗前水肿体积-治疗后水肿体积。采用语义差异标尺法[14]评价压力舒适性，由两级比例标尺组成，划分为7个等值的评定等级，让患者根据其主观感受在标尺上指出舒适性的等级，记录对应的评分：0分为极不舒适；1分为不舒适；2分为有些不舒适；3分为无不舒适；4分为有点舒适；5分为比较舒适；6分为很舒适。

2 结 果

2.1 一般情况比较 两组患者的性别构成、年龄、病程、治疗前患手水肿体积、疼痛发生率、FMA评分、MMSE评分的差异均无统计学意义(P值均>0.05)。见表1。

表1 两组患者一般情况比较 (N=20)

2.2 两组患者治疗后患手水肿体积变化值比较 治疗3 d后，两组患者患手水肿体积变化值的差异无统计学意义(P>0.05)；治疗7、14、21 d后，观察组患者患手水肿体积变化值均显著大于对照组同时间(P值均<0.01)。见表2。

表2 两组患者治疗后患手水肿体积变化值比较

2.3 两组患者治疗后压力舒适性评分比较 治疗3、7、14、21 d后，观察组压力舒适性评分均显著高于对照组同时间(P值均<0.01)。见表3。

表3 两组患者治疗后压力舒适性评分比较 分)

3 讨 论

脑卒中发病后3个月内是水肿高发期，手部水肿的发病机制目前尚不清楚。一些学者认为，脑卒中后交感神经血管舒缩功能障碍、自主神经系统失调导致水肿发生；也有学者认为，由于偏瘫肢体的肌肉功能减退、卧床制动、腕关节过度屈曲导致静脉淤血，淋巴循环障碍，导致水肿发生[15]。

压力手套作为压力治疗的一种实施方法，因穿戴、洗涤方便，已逐步应用于手部水肿患者的康复治疗。目前市场上销售的成品手套统一分为大、中、小3种型号，批量生产，不能为手部水肿的患者提供个性化治疗；由于手的各部位曲率半径不同，患手直接穿戴压力手套无法实现23～32 mmHg的目标压力值，且压力手套的压力分布不均匀会降低患者舒适性。

《福迪淋巴学》第3版[8]中强调：“由弹性材料所产生的压力可以根据拉普拉斯定律来计算，即P=T/R，P为压力，T为张力，R为半径，压力可以定义为张力除以肢体的半径”。压力疗法中由弹性面料对患肢产生的压强不仅与面料的张力成正比，还与压力面的曲率半径成反比。在相同面料产生恒定张力时，施加于小半径表面上的压力大于施加于大半径表面上的压力。人手是人体较为敏感、灵巧的器官，其形态可因年龄、性别存在较大的差异，如手指长短粗细不同，手背、掌面宽度厚度各异，从而导致手部曲率半径变化较大。压力手套的形状和功能必须满足以下条件才能确保压力实施而减轻患手水肿[16]：①适应手和上肢各部位不同的围度、曲率半径变化；②在不同部位产生的压力值和压力分布均匀；③压力舒适性。

目前，压力手套多用于烧伤后瘢痕修复、手外伤后肿胀消退[17-18]，而聚焦于脑卒中后肢体水肿治疗的研究较少。本研究采用光学非接触三维扫描方法获取患手的三维数字模型，测量压力面的曲率半径，根据不同部位的曲率半径定制压力手套。这种个性化设计可提高患者穿戴压力手套的舒适性，通过三维肢体扫描技术使手套更贴合手形，从而减少手套与手相对运动产生摩擦引起的不适感，增加了患者的治疗依从性。

本研究结果显示，治疗3 d后，两组患者患手水肿体积变化值的差异无统计学意义，表明两种压力手套应用早期减轻患手水肿的效果相当；治疗7、14、21 d后，观察组患者患手水肿体积变化值均显著大于对照组同时间，表明随着治疗时间延长，定制压力手套减轻患手水肿的效果更明显，其疗效优于传统压力手套。既往研究[19]采用软尺测量患手周径定制压力手套，该方法无法获取曲率半径。本研究在设计过程中采用三维数据模型，能够测量压力面曲率半径，根据拉普拉斯定律,可以保证精确施压。

压力疗法必须保证加压的连续性[20]，原则上每天的加压时间≥18 h，连续加压24 h的效果更佳，可防止间歇松压造成水肿反弹影响治疗效果。长时间穿戴加压手套须满足患者的舒适性，压力舒适性是评价压力手套的重要指标，可通过患者的主观感受评价压力舒适性。本研究结果显示，治疗3、7、14、21 d后，观察组压力舒适性评分均显著大于对照组同时间，表明患者穿戴定制压力手套的舒适性更好。

综上所述，本研究采用三维扫描仪对患手进行360°扫描，利用激光束和摄像机采集手的三维数据，在三维扫描仪提供的三维人体外轮廓点云数据基础上，通过计算机软件建模和有限元分析[21]，进行特征提取，构建点云人体表面模型，获取精确的截面围度和曲率半径。利用计算机软件对照法定量各个特征部位的形体变化规律，进一步提取压力手套特征数据值。这种测量方法替代了传统用卷尺测量肢体长度、周径，克服了批量生产的传统压力手套只能根据统计上的人体尺寸和形态来生产的缺陷，具有个体针对性。本研究利用三维扫描技术定制的压力手套能更有效地减轻脑卒中早期偏瘫患者患手水肿，提高患者压力舒适性和生活质量，值得临床上借鉴和推广。