虚拟情景互动结合镜像机器手套治疗对脑卒中上肢功能障碍的影响

彭娴莺,艾 坤

(1. 湖南中医药大学,湖南 长沙 410000;2. 邵阳市中心医院,湖南 邵阳 422000)

近年来脑卒中发病率呈现逐年上升的趋势,数据显示目前中国40岁及以上居民卒中患病人数为1 318万,而超过1/2 的脑卒中患者会导致不同程度的上肢功能障碍[1-2]。脑卒中患者遗留的上肢功能障碍严重影响患者的日常生活及生活质量,因此改善脑卒中患者的上肢功能问题是研究的重点内容。有研究发现虚拟情景互动可以改善患者上肢运动功能及日常生活活动能力[3],而镜像机器手套能通过激活大脑镜像神经元改善患者手指功能,已被用于改善手部运动及感觉功能[4-5]。本研究观察了两者联合应用对脑卒中偏瘫患者上肢运动功能、日常生活活动能力及血清神经生长因子(NGF)、脑源性神经营养因子(BDNF)和血管内皮生长因子(VEGF)水平的影响,探讨更为有效的治疗方案。

1 资料与方法

1.1纳入标准 ①经颅脑CT或MRI检查确诊,符合《中国急性缺血性脑卒中诊治指南 2018》[6]的脑梗死诊断标准或《高血压性脑出血中国多学科诊治指南》[7]的脑出血诊断标准;②神志清楚,能够正确执行指令;③患侧上肢和手Brunnstrom分期均为Ⅰ～Ⅲ期;④自愿参加研究,并能配合完成训练者。

1.2排除标准 ①安装心脏起搏器者;②肝功能不全、肾衰竭等严重器官功能障碍者;③认知障碍,无法配合治疗者;④严重疼痛或关节活动受限影响活动者。

1.3一般资料 选择2022年1-9月在邵阳市中心医院康复科及门诊就诊的脑卒中偏瘫患者42例,根据随机数字表法分为常规组和实验组,每组各21例,2组性别、年龄、病程、病变类型和偏瘫侧比较差异均无统计学意义(P均>0.05),见表1。本研究已获得邵阳市中心医院伦理委员会批准(KY2022-002-19),患者及其家属均知情并签署知情同意书。

表1 2组脑卒中偏瘫患者一般资料比较

1.4治疗方法

1.4.1常规组 给予理疗、针灸、偏瘫综合训练、作业治疗。其中理疗包括脑电生物反馈、中频电刺激、气压治疗,各项目每天1次,每次20 min。偏瘫综合训练包括肢体活动、平衡功能训练及步行训练,每天1次,每次30 min。针灸包括头针及肢体针刺,每次20 min。作业治疗依据患者需求及肢体情况选择相应作业活动,包括滚筒、转移训练及日常生活活动训练,每次20 min。以上项目每周进行5次,治疗3周。

1.4.2实验组 在常规组治疗基础上予以虚拟情景互动训练结合镜像机器手套训练。①虚拟情景互动训练:开始训练前由治疗师检测患肢各关节活动度情况,并依据患者情况选择相应游戏种类,包括大鱼吃小鱼、图片匹配、轨迹飞行等,每次选择一个游戏进行训练。训练之前治疗师给予充分解释及示范动作演示,并于患者相应肢体部位佩戴蓝牙连接器。患者在治疗师指导下完成训练运动,每次训练5 min,每天训练2次,每周训练5 d,治疗3周。②镜像机器手套训练:治疗时患者取端坐位,保持安静,治疗师给患者带上机器手套后嘱咐患者跟随屏幕上的示范动作进行抓握、放松活动,随后治疗师调节难度及时间。训练时间每次20 min,每天1次,每周训练5 d,治疗3周。

1.5观察指标 ①2组患者治疗前后Fugl-Meyer 运动功能评分量表上肢部分(FMA-UE)评分、Brunnstrom分期、偏瘫上肢功能测试-香港版(FTHUE-HK)分级、改良Barthel指数(MBI)、美国国立卫生院卒中量表(NIHSS)评分。FMA-UE部分总计33项,每项2分,总分为66分,分数越高代表上肢功能越好[8]。Brunnstrom分期把偏瘫肢体恢复分为弛缓期1分、痉挛期2分、共同运动期3分、部分分离期4分、完全分离期5分、正常6分[9]。FTHUE-HK共设有7个级别,分级越高患者上肢运动功能越好[10]。MBI评分包括10个项目,总分为100分,分数越高表示患者自理能力越好[11]。NIHSS评分包括11个项目,总分42分,分数越高表示患者卒中越严重。所有评估均由不清楚分组情况的康复治疗师进行评估。②治疗前后采集2组患者空腹肘静脉血,采用酶联免疫吸附法测定NGF、BDNF和VEGF水平。

2 结 果

2.12组FMA-UE评分和Brunnstrom分期评分比较 治疗后,2组FMA-UE评分和Brunnstrom分期评分均较治疗前明显提高,且实验组均明显高于常规组,差异均有统计学意义(P均<0.05)。见表2。

表2 2组脑卒中偏瘫患者FMA-UE评分和Brunnstrom分期比较分)

2.22组FTHUE-HK分级和MBI、NIHSS评分比较 治疗后,2组FTHUE-HK分级、MBI评分均较治疗前明显提高,NIHSS评分均较治疗前明显降低,且实验组FTHUE-HK分级、MBI评分均明显高于常规组,NIHSS评分明显低于常规组,差异均有统计学意义(P均<0.05)。见表3。

表3 2组脑卒中偏瘫患者FTHUE-HK分级和MBI评分、NIHSS评分比较

2.32组血清NGF、BDNF和VEGF水平比较 治疗后,2组血清NGF、BDNF和VEGF水平均较治疗前明显升高,且实验组明显高于常规组,差异均有统计学意义(P均<0.05)。见表4。

表4 2组脑卒中偏瘫患者血清NGF、BDNF和VEGF水平比较

3 讨 论

近年来脑卒中患者患病率呈年轻化趋势,本次研究中患者最小年龄为23岁,40～50岁患者占比较高,这些患者大多为家中劳动力,脑卒中后导致的上肢功能障碍极大影响患者回归家庭与工作岗位。由于临床中常规康复训练具有局限性,患者上肢功能恢复欠佳,因此镜像疗法、脑-机接口技术、经颅磁刺激、虚拟情景互动、上肢康复机器人等新型辅助技术被用于治疗卒中后上肢功能障碍患者[12]。

虚拟情景互动训练系统是基于虚拟现实理论基础上设计的专用于康复治疗的虚拟现实新系统,它主要利用红外智能人体运动捕捉技术来捕捉身体的运动轨迹,同时将捕捉信号转换成一个虚拟图像并将其展现在屏幕上。虚拟情景互动具有趣味性、浸入感、互动性等特点,能依据患者需求及功能状态提供个性化的处方。目前研究表明虚拟情景互动可以改善偏瘫患者上肢运动功能和日常生活活动能力[13-14]。梁丽等[15]将仿真生物电穴位刺激与虚拟情景康复训练联合应用于脑卒中患者,结果发现联合治疗除可明显改善上肢运动功能与生活质量外,还可以提高血清超氧化物歧化酶、BDNF、NGF等物质水平,促进神经功能恢复。镜像机器手套是一种气动式康复装置,它具有安全、轻便、贴合手部运动的特点。训练时受试者可以通过视觉反馈激活镜像神经元系统,提高大脑手部运动皮质相关区域的兴奋性,从而促进手部功能恢复[16]。李姝颖[17]报道气动式手部装置的镜像模式训练可明显改善脑卒中后患者的手指运动功能。辛松建等[18]发现气动式康复装置可以改善手部的肿胀及运动功能。陈臻等[19]和李军强等[20]报道镜像康复机器人可明显促进肢体功能恢复。本研究结果发现,实验组患者治疗后FMA-UE评分、Brunnstrom分期、FTHUE-HK分级及MBI评分改善情况优于常规组,考虑其可能有以下原因:①虚拟情景互动系统和镜像机器手套的作用互为补充,虚拟情景互动训练处方虽然包含了上肢、前臂及腕部所有运动,但缺乏手指相关训练处方,而镜像机器手套刚好弥补这一不足,镜像机器手套针对手指进行屈伸、对指等精细功能运动,促进了手指功能的恢复。②虚拟情景互动系统及镜像机器手套均能提供视觉反馈及听觉刺激,训练过程中患者通过运动观察及运动想象可以激活大脑相应运动区域,促进神经元间重新连接,导致神经系统对肌肉的重新支配,从而促进肢体功能恢复。③虚拟情景互动系统兼具任务导向功能,系统通过给予患者一个固定任务目标引导其运动,且训练内容任务保证了一定重复性及趣味性,极大地提高了患者的积极性。

NGF、BDNF均是神经营养因子,当脑组织缺氧缺血时其可保护神经细胞,并有利于促进神经细胞的增殖和受损细胞的修复[15,21]。VEGF可促进血管新生,增加病灶侧支循环数目,增加脑血流量,有助于促进脑梗死区微血管网重建,并能够为脑组织神经功能修复提供养分,为损伤神经元修复、突触连接和神经发生提供良好的基础[22]。本研究显示,治疗后实验组NIHSS评分明显低于常规组,血清NGF、BDNF和VEGF水平均明显高于常规组。提示虚拟情景互动系统及镜像机器手套可进一步促进脑代谢,刺激NGF、BDNF和VEGF的表达,促进神经细胞的增殖、分化,改善脑血流灌注,减轻神经细胞缺损程度,促进神经功能恢复。

综上所述,虚拟情景互动训练结合镜像机器手套能有效改善脑卒中偏瘫患者上肢运动功能及日常生活活动能力,并提高血清NGF、BDNF和VEGF水平,促进神经功能恢复。同时仪器能因人而异定制个性化处方,且操作简单方便,能帮助医务工作者节省人力物力。但本研究治疗时间过短,未进行远期疗效观察,未排除患者年龄、卒中类型及发病时间长短等影响因素,纳入研究的样本量较小,有待控制影响因素、增大样本量、进行远期随访观察等,以进一步探讨虚拟情景互动结合镜像机器手套疗法改善上肢运动功能的效果及作用机制。

利益冲突:所有作者均声明不存在利益冲突。