腕-手矫形器在脑卒中患者手功能障碍康复治疗中的应用研究进展

凌骏麒 蒋留军 白玉龙

（1.复旦大学附属华山医院北院康复医学科 上海 201907；2.复旦大学附属华山医院康复医学科 上海 200040）

据统计，脑卒中发病后约有80%的患者为上肢功能障碍所困扰[1]。脑卒中患者存在不同程度的运动功能问题，常表现为屈肌张力增高、肌力减弱、反射亢进、协调功能障碍和失用症等，当这些问题出现于上肢时，会影响上肢和手在日常生活活动中的使用，导致生活质量严重下降[2]。手部运动功能的恢复较下肢运动功能的恢复困难且缓慢，恢复效果也往往不理想。因此，手功能障碍的康复治疗是脑卒中患者康复治疗的重点之一，也是研究热点之一。目前，临床上针对脑卒中患者手功能障碍的治疗方法包括药物治疗、作业疗法、物理因子治疗、强制性运动疗法、针刺、上肢康复机器人、手部辅助器具、A 型肉毒毒素注射、重复经颅磁刺激等[3-4]。有研究报告，脑卒中早期使用矫形器作为辅助治疗手段，有利于患者上肢功能的恢复，对提高患者整体康复水平具有重要作用[5]。

1 脑卒中患者的常见手功能障碍

脑卒中患者的常见手功能障碍有运动功能障碍、感觉障碍、肿胀和疼痛，小脑病变者还可能出现协调功能障碍。

1.1 运动功能障碍

脑卒中患者的运动功能障碍主要表现为肌力下降、肌张力先低下后逐渐增高。脑卒中患者的上肢运动模式一般为屈肌协同，在进行运动包括治疗时，常由于患侧近端运动不稳定而致患侧远端肌肉张力增高，或者由于患侧远端肌肉张力高而致患侧近端肌肉过度代偿如出现耸肩和躯干前屈等，使得手难以完成精细的运动。长时间的患侧手和腕关节周围肌肉痉挛还会导致患者出现关节活动度下降、肌肉萎缩、关节挛缩或畸形等问题。

1.2 感觉障碍

感觉障碍是脑卒中的常见后遗症之一，其中浅感觉障碍会影响手的触觉、痛觉、温度觉等，本体感觉障碍则会影响患者对手的位置和运动的判断。有研究表明，脑卒中患者手的本体感觉障碍可能会持续6 ～ 12 个月[6]。存在感觉障碍的患者因常会感觉到患侧肢体的麻木感，故依赖使用健侧手，废用患侧手，进而对手功能的恢复产生负面影响。

1.3 肿胀和疼痛

脑卒中后的偏瘫肢体早期由于肌力下降，缺少了肌肉泵的作用，减少了肢体活动，使得血液循环受到影响；至痉挛期，患者或坐或站时，患手常处于下垂状态，高度低于心脏，回心血量降低，引起肿胀。患者偏瘫肢体活动过快、范围过大，或因感觉障碍而未能及时作出反应，均易造成软组织损伤，引起肿胀和疼痛。少数脑卒中患者还可能出现复杂性区域性疼痛综合征，后者的病因不明，患者多会出现难以解释的患肩和/或患手的肿胀、疼痛和功能障碍。

1.4 协调功能障碍

若脑卒中部位在小脑，小脑损伤后就可使患者出现协调功能障碍。正常情况下，小脑接收感觉器官传入的信息，处理后发出调节躯干和四肢张力、肌力的指令以维持姿势，而在小脑损伤后，由于小脑无法正确地接收传入的信息，无法正确地处理并正确地发出指令，故患者往往需要寻求代偿来完成任务，导致难以诱发分离运动，尤其是对于手的精细的运动，任务的难度大大提高。

2 腕-手矫形器在脑卒中患者手功能障碍康复治疗中的应用情况

2.1 静态腕-手矫形器

腕-手矫形器可从结构和功能上被分为静态和动态两种。传统的腕-手矫形器一般指的是静态腕-手矫形器，其主要功能是被动牵伸痉挛肌肉[7]，同时有帮助维持腕关节和手的功能位，增强肌肉的延展性，改善关节活动度和预防关节挛缩的作用，常见的有低温热塑板制成的前臂托或手托、分指板等。

有关腕-手矫形器用于脑卒中患者手功能障碍康复治疗的研究较多。其中，在以不同病程脑卒中患者为对象的研究中，王燕丽[8]和张超等[9]观察了脑卒中急性期患者佩戴前臂掌侧腕-手矫形器的效果，发现脑卒中早期应用前臂掌侧腕-手矫形器可有效地提高患者腕关节的背伸功能。在观察不同治疗时长的效果方面，邓思宇等[10]的研究显示，对于上肢肌肉痉挛患者，每日持续、缓慢的反复牵伸可降低肌张力、缓解痉挛，且单次静态牵伸以30 min 时长的效果为最佳。系统分析也表明，静态腕-手矫形器需长期佩戴才能产生益处[11]。在联合治疗方面，杨杏萍等[12]利用低温热塑板矫形器对脑卒中患者痉挛的屈肘肌群进行持续牵伸，同时给予口服解痉药物治疗痉挛，虽然制作的是肘关节矫形器，且见有不错的效果，但是否对患者手功能的恢复也起到了作用，尚待进一步的研究。马善新等[13]比较了佩戴腕托联合注射肉毒毒素与仅注射肉毒毒素治疗脑卒中患者肌肉痉挛的效果，结果显示联合治疗组患者的上肢和手功能改善更为显著。曾令丹等[14]制作的充气抗痉挛手套可以固定脑卒中偏瘫患者的患侧肢体，辅助健肢位摆放，起到预防患侧肌肉痉挛的作用。

目前临床应用最广泛的腕-手矫形器是分指板，但规模化生产的分指板的适配度较差，大多数患者难以长期佩戴[15]，甚至可能产生疼痛而加重患者的肌肉痉挛。量身定制的分指板，如采用3D 打印技术制作的分指板，虽然成本较高，但适配度好，患者佩戴较舒适，且减少了肌肉痉挛加重的风险[16]。黄楚红[17]研发了一种采用3D 打印技术制作的复合式腕-手矫形器，其特点是将前臂和手部的低温热塑板分开制作。临床研究显示，该复合式腕-手矫形器用于脑卒中患者腕、手功能障碍治疗有效，但未与其他腕-手矫形器治疗效果进行比较（对照组患者没有佩戴矫形器）[18]。Zheng 等[19]的研究发现，经6 周治疗后，与佩戴低温热塑板矫形器相比，佩戴3D打印的矫形器的脑卒中偏瘫患者患手的肿胀和肌肉痉挛，腕、手运动功能和被动腕关节背伸活动度的改善幅度均显著更大。不过，通过3D 打印制作腕-手矫形器需要特定的设备来采样和制作，目前还难以普及。

在观察不同腕关节位干预效果方面，多项研究均显示，休息位和功能位腕-手矫形器均可显著改善脑卒中偏瘫患者患侧上肢的运动功能[16-18]。张晶晶等[20]观察了低温热塑板制作的手休息位腕-手矫形器对脑卒中偏瘫患者的康复效果，发现试验组患者患侧上肢的Fugl-Meyer 评定量表上肢部分、腕关节和手部的改良Ashworth 量表和疼痛的视觉模拟量表评分均较治疗前和未佩戴矫形器组患者有显著改善。在治疗脑卒中患者患手肿胀方面，李辉等[5]和戴迪迪[21]的研究均显示，脑卒中早期使用功能位腕-手矫形器可以改善患者手指的运动功能，且对预防患者手肿胀、疼痛和肩-手综合征有一定效果。另一项研究则显示，功能位腕-手矫形器具有预防脑卒中亚急性期患者手部疼痛的作用，但对预防患者患侧腕、手关节活动度下降和患手肿胀无效[22]。脑卒中早期患者使用腕-手矫形器是否有益还需更多研究的确认。

静态腕-手矫形器还可辅助物理治疗和作业治疗。低温热塑板制作的腕-手矫形器有较好的适配度，能在患者康复训练过程中起到一定的固定支持作用，如可在进行肩肘运动功能训练时减少远端肢体痉挛或无力对近端肢体代偿的影响。有研究显示，脑卒中偏瘫患者在进行爬行训练时如佩戴低温热塑板制作的腕-手矫形器以获得患侧腕、手伸展位，爬行训练效果更好[23]，并可通过增加患侧腕关节和手部的深、浅感觉刺激，促进手功能的恢复[24]。

2.2 动态腕-手矫形器

动态腕-手矫形器多在静态腕-手矫形器的基础上赋予动能而构成，一般有弹力带（含弹簧）或为气动式。Andringa 等[25]的研究发现，脑卒中患者接受≥6 h/d 的动态腕-手矫形器治疗6个月，腕关节挛缩情况显著减少。Doucet 等[26]的研究显示，使用动态渐进式矫形器可提高脑卒中偏瘫患者患侧手、腕被动关节活动度，但此效果会在停用矫形器后逐渐减弱。杨名珍等[2]使用康复手套Saebo Glove 对脑卒中慢性期患者进行手指伸展训练，结果显示患者患手的肌张力、运动功能评分和表面肌电图指标值均有所改善。Jeon 等[27]的研究显示，弹簧辅助手矫形器Saebo Flex 有助于脑卒中患者患侧上肢和手功能的恢复。须指出的是，这两项研究的样本量偏少，应进行更大规模的随机对照试验。

王燕丽等[28]应用拇指和示指部位的动态手指矫形器治疗1 例脑干出血后共济失调患者的手功能障碍，发现该矫形器有助于稳定患者的手指活动，使之更好地完成功能训练。由于腕关节也是活动度较大的关节，腕-手矫形器能否同样帮助共济失调患者稳定腕关节活动，进而改善手功能训练效果，值得深入研究。

动态腕-手矫形器还可与其他康复治疗措施联合使用。朱海波等[29]的研究显示，动态腕-手矫形器辅助下的动作观察疗法能够提高脑卒中患者的手运动功能及其日常生活活动能力。近年来，有关动态腕-手矫形器的动能来源有了很大的改进。例如，利用电机替代橡皮筋产生动能，可使动态腕-手矫形器由单纯利用橡皮筋被动牵拉演变为智能机器手，从而在治疗过程中起到更好、更主动的协同效果，但这类设备较笨重且较昂贵。Carpi 等[30]研发了一种电控动态矫形器来调节拉力装置的刚度，使其在手的屈伸过程中能够获得更好的弹力转换。梁永洁等[31]使用一种以气动式手套为基础的智能手部康复训练仪联合镜像疗法治疗脑卒中偏瘫患者的手功能障碍，发现可较单纯镜像疗法更显著地提高患者患侧Fugl-Meyer 评定量表上肢部分和Barthel 指数评分。Peters等[32]的研究显示，在佩戴肌电刺激型肘-腕-手矫形器的基础上进行任务导向性训练能显著提高脑卒中慢性期患者手的灵活性和完成抓握任务的能力。孟灵等[33]使用康复机器人手套联合电针治疗脑卒中患者的手功能障碍，发现能较单用康复机器人手套或电针更大程度地改善患者患侧手的最大握力、手的运动功能和腕关节活动度。

脑机接口是近几年兴起的一项康复治疗技术，其能将采集到的患者脑电信号转化为计算机信号，然后输出到机械手，再通过肌电刺激或气动式装置等使患者患侧肢体完成动作[34]，可视为脑电生理学、计算机技术和动态腕-手矫形器的结合。此外，虚拟现实技术也在多项研究中显示能够改善脑卒中患者的手功能[35-37]，并有学者提出了脑机接口和虚拟现实技术相结合以获取更大治疗益处的设想。徐森威等[38]和胡景钊等[39]分别设计的脑机接口-虚拟现实技术康复治疗系统均已在健康人群中验证了可行性，Sánchez-Cuesta 等[40]则完成了一项用来观察脑机接口-虚拟现实技术系统训练能否增强重复经颅磁刺激对大脑半球间相互抑制的调节作用的随机对照研究方案设计，但现还未见有证实脑机接口-虚拟现实技术治疗有效的临床试验报告。

3 结语

目前，有关腕-手矫形器的制作材料、制作方法、佩戴方式、佩戴时间均无标准，而探索腕-手矫形器制作和使用的标准化是有利于腕-手矫形器的普及使用和深入研究的。

在临床实践中，从技术上让静态腕-手矫形器的牵伸部位更准确、更细致、更安全，可能更有助于腕-手矫形器的普及使用。至于动态腕-手矫形器，将单纯的动态腕-手矫形器与其他技术更紧密地结合，构成如基于表面肌电控制的机器手[41]，尤其是脑机接口-虚拟现实技术系统，可能是未来脑卒中患者手功能康复治疗措施的重要发展方向之一。