外骨骼康复机器人训练:开启脑卒中患者神经可塑性与下肢运动功能改善新篇

【字体: 时间:2025年05月04日 来源:BMC Neurology 2.2

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  脑卒中后约 63% 幸存者存在下肢运动障碍,严重影响生活。研究人员开展 “外骨骼康复机器人训练对脑卒中患者神经可塑性和下肢运动功能影响” 研究,发现 BEAR-H1 训练可改善皮质兴奋性,促进神经可塑性变化,增强下肢运动功能,为临床应用提供理论依据。

  在医学领域,脑卒中是全球常见的脑血管疾病。许多脑卒中幸存者都面临着下肢运动功能障碍的困扰,比如走路不稳、关节稳定性差、肌肉力量和耐力下降等。这些问题不仅严重影响患者的日常生活,让他们难以像正常人一样自由活动,还会给患者的心理带来巨大压力,增加家庭的负担。而恢复下肢运动功能,尤其是行走能力,对患者来说至关重要。以往的研究表明,运动功能的恢复与大脑运动皮层及相关区域的神经可塑性密切相关。但传统的下肢运动功能训练方法,像分段训练单个肌肉群或关节,很难协调主动肌和拮抗肌的运动。虽然机器人辅助的下肢康复训练逐渐兴起,可多数研究只关注其对肢体运动功能的改善,却很少探究其对神经可塑性变化的影响。为了填补这一空白,南方医科大学珠江医院的研究人员开展了一项极具意义的研究,该研究成果发表在《BMC Neurology》上。
研究人员为了深入探究下肢外骨骼机器人行走训练对脑卒中患者神经可塑性和下肢运动功能的影响,采用了多种关键技术方法。他们招募了符合条件的患者,将其随机分为治疗组和对照组。治疗组使用双侧外骨骼辅助机器人 H1(BEAR-H1)进行行走训练,对照组则接受传统的行走训练。同时,研究人员运用经颅磁刺激(TMS)技术评估神经可塑性,通过测量静息运动阈值(rMT)、运动诱发电位(MEP)振幅、募集曲线(RC)斜率和中枢运动传导时间(CMCT)等参数来分析;还利用表面肌电图(sEMG)、智能可穿戴步态分析、功能性步行分级(FAC)量表和 Fugl-Meyer 评估(FMA)量表等对下肢运动功能进行全面评估。

在研究结果方面,主要分为以下几个部分:

  • 一般信息:对两组患者基线数据进行分析,发现年龄、性别、体重、身高、偏瘫侧、卒中类型、发病时间、教育程度和 Brunnstrom 分期等方面均无显著差异,这为后续研究结果的可靠性提供了保障。
  • 主要结果:治疗 4 周后,两组患者的 rMT、pMEPamp、RC 斜率和 CMCT 等神经可塑性参数均有显著改善。但治疗组的 rMT 和 pMEPamp 下降更明显,RC 斜率增加更显著,这表明 BEAR-H1 训练对神经可塑性的影响更为突出。
  • 次要结果:两组患者在 6 分钟步行试验(6-MWT)、FAC、FMA-LE 等下肢运动功能评估指标上均有所改善,且治疗组在 6-MWT 和降低膝关节屈曲共收缩比(CR)方面比对照组更有效,说明 BEAR-H1 训练能更好地提升患者的步行能力和改善肌肉协同运动。
  • 相关性分析:研究发现 rMT、pMEPamp、RC 斜率与 6-MWT、踝关节背屈 CR、胫骨前肌、股二头肌和内侧腓肠肌的均方根(RMS)显著相关,进一步揭示了神经可塑性变化与下肢运动功能恢复之间的紧密联系。

在研究结论和讨论部分,研究表明 BEAR-H1 行走训练能够改善脑卒中患者的大脑皮质兴奋性,促进神经可塑性变化,进而增强下肢运动功能。rMT 的降低、pMEPamp 和 RC 斜率的增加,都反映了皮质兴奋性的提高和神经可塑性的增强。同时,CMCT 缩短,间接表明了神经传导的改善和神经可塑性的变化。此外,机器人行走训练提供的对称训练模式和稳定平衡,对下肢运动功能恢复起到了重要作用。不过,该研究也存在一定局限性,比如只纳入了亚急性期有一定行走能力的患者,样本量较小,且未对脑出血和脑梗死患者进行分类研究。但总体而言,这项研究为脑卒中患者的康复治疗提供了新的思路和理论依据,让我们看到了外骨骼康复机器人在临床应用中的潜力,有望为更多脑卒中患者带来更好的康复效果,帮助他们重新恢复正常生活。

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