中风后感觉运动功能中，由自主运动努力驱动的手腕-手部机器人所产生的神经调节作用

《Journal of NeuroEngineering and Rehabilitation》：Neuromodulatory effects of voluntary-motor-effort-driven wrist-hand robot in sensorimotor dynamics after stroke

　　

摘要

背景

与纯机械系统相比，由自主运动努力驱动的神经肌肉电刺激机器人，在中风后手腕和手部功能恢复方面展现出更佳的康复效果。不过，其神经调节机制仍不明确。本研究旨在探讨肌电图驱动的神经肌肉电刺激机器人在辅助慢性中风患者手腕和手部运动时所引发的皮质反应，并利用肌电图检测自主运动努力，进而评估机器人与神经系统之间的相互作用。

方法

采用功能性近红外光谱技术，记录了慢性中风患者（n?=?18）和正常对照组（n?=?20）在手腕和手部伸展动作时的皮质反应。该肌电图驱动的神经肌肉电刺激机器人会向目标关节施加机械刺激，同时向前臂肌肉施加神经肌肉电刺激，这些刺激可单独使用，也可结合自主运动努力一起使用。

结果

在两组中，机械刺激与神经肌肉电刺激联合使用能激活比单独使用任一方式更广泛的皮质区域。与正常对照组相比，中风组在接收到神经肌肉电刺激时，同侧脑区的激活程度更高（p?<?0.05）；而机械刺激则在两组中都会在受刺激肢体的对侧脑区引发类似的激活反应（p?<?0.05）。当需要自主运动努力时，中风组在仅使用机械刺激时，对侧脑区的激活范围更广（p?<?0.05），而在仅使用神经肌肉电刺激时，对侧脑区的激活范围则较联合使用时要小（p?<?0.05）。此外，机械刺激与神经肌肉电刺激联合使用后，中风组与正常对照组之间的功能连接模式较为相似。

结论

当残余肌肉能够产生自主运动努力时，对受影响的手腕和手部同时施加机械刺激和神经肌肉电刺激，可引发广泛的皮质激活，其激活模式接近正常水平。

试验注册信息

该试验已在中国临床试验注册平台注册，编号为ChiCTR2200057839。