基于fNIRS-QEEG多模态神经影像的机器人辅助步态训练促进卒中患者运动功能重塑的神经机制研究

本研究针对卒中后下肢运动功能障碍康复的神经机制不明问题，通过随机对照试验探究机器人辅助步态训练(RAGT)对运动皮层神经活动的影响。研究人员采用功能性近红外光谱(fNIRS)和定量脑电图(QEEG)技术，发现RAGT组在辅助运动区(SMA)和初级运动皮层(M1)激活显著增强，功率比指数(PRI)和δ/α比值(DAR)显著降低，且与Fugl-Meyer评分(FMA)改善呈负相关。该研究首次揭示RAGT通过调节运动规划相关脑区神经可塑性促进功能恢复，为精准康复提供神经电生理依据。

　　

卒中作为全球致残率最高的神经系统疾病，约三分之一患者遗留永久性运动障碍，其中下肢功能障碍严重影响行走能力和生活质量。传统康复训练虽能改善症状，但其神经重塑机制尚未明确。近年来，机器人辅助步态训练(Robot-Assisted Gait Training, RAGT)凭借精准化、高强度重复训练等优势，在临床显示出优于传统训练的疗效，然而其调节运动皮层神经活动的具体机制仍是未解之谜。这一科学问题的突破，对开发靶向性康复策略具有重要价值。

浙江中医药大学附属第三医院联合多家机构的研究团队在《Journal of NeuroEngineering and Rehabilitation》发表创新性研究。该团队采用多模态神经影像技术，首次将功能性近红外光谱(fNIRS)与定量脑电图(QEEG)联用，系统评估RAGT对卒中患者运动皮层功能重组的影响。研究发现，经过4周RAGT干预后，患者不仅下肢Fugl-Meyer评分(FMA)和功能性行走分类(FAC)显著提升，更在神经机制层面揭示：辅助运动区(SMA)和初级运动皮层(M1)的氧合血红蛋白浓度变化(△beta)显著增强，反映神经激活水平提高；同时运动相关皮层的慢波活动指标——功率比指数PRI(delta+theta)/(alpha+beta)和δ/α比值DAR显著降低，这些电生理指标与运动功能改善程度呈显著负相关。该研究为RAGT促进神经可塑性提供了客观证据，确立PRI作为评估运动功能恢复的敏感生物标志物。

研究采用随机对照试验设计，纳入42例亚急性期卒中患者随机分为RAGT组(采用GR-A1康复机器人)和常规训练组。通过fNIRS监测行走时皮层氧合血红蛋白变化，QEEG采集静息态脑电信号计算PRI和DAR，结合FMA、FAC量表评估临床疗效。三维数字化定位确保fNIRS通道精准对应SMA(FCz)、M1(C3/C4)等靶区。

fNIRS结果显示：RAGT组在通道1、8、9、11、12(对应SMA和PMC)的△beta值显著高于对照组(P<0.05)，其中通道21(M1区)激活增强最具统计学意义(P=0.023)。

QEEG分析发现：RAGT组在M1、PMC和SMA的PRI降幅(△PRI=-4.361~-10.426)显著大于对照组(P<0.05)，其中PMC区差异最显著(P=0.007)；DAR在M1和PMC的改善同样具有组间差异(P<0.05)。

临床量表验证：RAGT组FMA评分从21.61±4.41提升至26.06±3.72(P=0.001)，显著优于对照组(P<0.001)；FAC评分改善幅度(4.11±0.68 vs 3.28±0.75)同样更具优势(P=0.002)。

相关性分析：PMC区△PRI与△FMA相关性最强(r=-0.919，P<0.01)，显著优于DAR指标，提示PRI可能更适合作为运动功能恢复的预测指标。

该研究的突破性发现在于：首次证实RAGT通过双重机制促进功能恢复——既增强SMA等高级运动规划区的神经激活，又改善M1区电生理紊乱状态。特别值得注意的是，PRI指标与临床改善的高度相关性，为康复疗效预测提供了客观量化工具。研究存在的局限性包括样本量较小(最终36例完成试验)和未按卒中类型分层，未来需开展多中心大样本研究验证结论。这些发现为理解RAGT的神经重塑机制提供了新视角，对开发基于神经电生理标志物的个体化康复方案具有重要指导意义。