基于人工智能的脑卒中后上肢运动功能评估与虚拟现实康复训练系统的随机对照试验研究

本研究针对脑卒中后上肢功能障碍康复需求，开发了基于FTHUE量表的智能评估与虚拟现实(VR)训练系统。福建中医药大学团队通过单盲随机对照试验(n=50)验证该系统疗效，结果显示VR组Fugl-Meyer上肢评估(FMA-UE)评分显著改善(p<0.05)，结合运动学与表面肌电(sEMG)分析证实其可促进神经肌肉功能重组，为智能化康复提供新方案。

　　

研究背景与意义
脑卒中作为全球致残首要病因，80%患者遗留上肢功能障碍，传统康复存在评估主观性强、治疗依从性差等瓶颈。尽管虚拟现实(VR)技术被美国心脏协会列为IIa级推荐疗法，但现有系统普遍缺乏与临床常用FTHUE(功能性上肢测试)量表的整合，且鲜少结合生物力学与神经电生理多维评估。福建中医药大学康复医院团队创新性地将Azure Kinect无标记运动捕捉与Leap Motion手部追踪技术融合，构建了首个基于FTHUE框架的智能康复系统，旨在实现"评估-训练"闭环管理。

关键技术方法
研究采用单盲随机对照设计，纳入50例发病2周-6个月的脑卒中患者，VR组(n=25)接受4周(20次)基于FTHUE量表的个性化VR训练，对照组(n=25)采用常规康复。主要终点为FMA-UE评分变化，次要终点包括Kinect运动学参数(关节角度、躯干代偿)和Noraxon sEMG系统采集的肌肉协同模式。所有数据通过SPSS 24.0进行混合线性模型分析。

研究结果

1. 临床疗效验证
   VR组FMA-UE评分提升幅度显著高于对照组(5.0±1.2 vs 4.2±0.78分，p<0.05)，Wolf运动功能测试(WMFT)显示复杂任务完成时间缩短23%。

2. 运动学分析
   Azure Kinect捕捉的肩关节三维欧拉角显示，VR组在屈/伸(+/-)、内收/外展(+/-)维度协调性改善，肘关节屈曲角度变异系数降低18%(p=0.03)。

3. 神经肌肉机制
   sEMG非负矩阵分解(NMF)揭示VR组患侧三角肌前束与桡侧腕伸肌协同激活模式更接近健侧，运动单位募集效率提升41%。

4. 安全性评估
   仅2例报告短暂眩晕(CTCAE 1级)，无严重不良事件，系统可用性评分达4.6/5分。

结论与展望
该研究首次证实基于FTHUE量表的VR康复系统能同步改善脑卒中患者上肢运动功能与神经控制策略，其创新性体现在：①突破传统FMA/Brunnstrom量表的局限，实现临床常用评估工具的数字化迁移；②通过Kinect+sEMG多模态数据量化康复进程；③开发包含10种日常任务场景的沉浸式训练模块。局限性包括样本地域单一性及缺乏长期随访数据，未来需开展多中心研究验证其普适性。论文发表于《Trials》为智能康复设备临床转化提供了Class Ib级证据。