综述:机器人辅助步态训练对帕金森病平衡、移动能力及步态的影响:系统评价与Meta分析

《Frontiers in Neurology》:Robot-assisted gait training for balance, mobility, and gait in Parkinson’s disease: a systematic review and meta-analysis

【字体: 时间:2026年09月09日 来源:Frontiers in Neurology 3.3

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  目的:本系统评价与Meta分析评估了机器人辅助步态训练(robot-assisted gait training, RAGT)对帕金森病(Parkinson's disease, PD)患者平衡功能、功能性移动能力、步行耐力及步态时空参数的影响。 方法:研究人

  
目的:本系统评价与Meta分析评估了机器人辅助步态训练(robot-assisted gait training, RAGT)对帕金森病(Parkinson's disease, PD)患者平衡功能、功能性移动能力、步行耐力及步态时空参数的影响。 方法:研究人员检索了PubMed、Embase、Web of Science、Cochrane Library、CNKI、试验注册库及补充检索来源,检索时间从建库至最终检索日期。该研究方案在稿件修订期间于开放科学框架(Open Science Framework, OSF; https://osf.io/njp39/)进行回顾性注册。纳入比较RAGT与常规康复训练、跑步机训练、平衡训练、药物治疗或常规护理的随机对照试验(randomized controlled trials, RCTs)。共两名研究人员独立筛选文献、提取数据并评估偏倚风险。采用随机效应模型计算Hedges' g值,并同时计算以原始临床单位表示的治疗后均数差(mean differences, MDs)。在数据允许的情况下进行了亚组分析、敏感性分析、发表偏倚分析及GRADE评估;由于每项结局纳入的研究均少于10项,Meta回归分析被视为探索性分析,仅在补充附录中报告。 结果:共纳入12项RCTs。RAGT与更高的Berg平衡量表(Berg Balance Scale, BBS)评分相关(Hedges' g = 1.08, 95% CI: 0.55至1.62; MD = 3.49分, 95% CI: 1.85至5.12),更短的起立-行走计时测试(Timed Up and Go, TUG)时间(Hedges' g = ?0.47, 95% CI: ?0.77至?0.16; MD = ?1.82秒, 95% CI: ?2.67至?0.96),以及更长的6分钟步行距离(6-minute walk distance, 6MWD)(Hedges' g = 2.21, 95% CI: 0.53至3.90; MD = 35.82米, 95% CI: ?0.94至72.58)。步频增加4.14步/分钟(95% CI: 1.83至6.46),步长增加5.70厘米(95% CI: 0.25至11.15)。然而,BBS、6MWD和步长显示出显著异质性,Egger检验提示多项结局可能存在小样本研究效应或发表偏倚。 结论:RAGT可能是PD康复的一种有前景的辅助手段,但其获益程度尚不确定,真实效应可能小于合并估计值。由于试验规模较小、设备和对照组异质性较大、安全性结局报告不足、存在偏倚风险及可能的发表偏倚,当前证据应谨慎解读。 系统评价注册:https://osf.io/njp39/,标识符(njp39)。
方法
研究设计与报告
本系统评价与Meta分析遵循Cochrane干预系统评价手册,并参照PRISMA声明进行报告。研究方案在原始稿件提交后于开放科学框架(OSF; https://osf.io/njp39/)进行回顾性注册。注册文件记录了最终确定的方法及修订期间的修正内容,不应被视为前瞻性注册。纳入标准采用PICOS框架制定,涵盖研究对象、干预措施、对照措施、结局指标及研究设计。
检索策略与数据来源
研究人员检索了PubMed、Web of Science、Embase、Cochrane Library和CNKI,检索时间从建库至最终检索日期。同时筛选了纳入文献及相关综述的参考文献列表,以识别其他符合条件的研究。此外,还核查了试验注册库及补充来源,包括ClinicalTrials.gov、世界卫生组织国际临床试验注册平台、Google Scholar和ResearchGate,以降低遗漏未发表或难以索引研究的风险。
检索策略结合了受控词汇和自由词,涵盖PD与RAGT相关术语。疾病术语包括"Parkinson disease"、"Parkinson's disease"、"idiopathic Parkinson disease"及"PD"。干预术语扩展至"robot-assisted gait training"、"robotic gait training"、"robotic rehabilitation"、"robot-assisted therapy"、"gait robot"、"Lokomat"、"end-effector"、"exoskeleton"、"exoskeleton-assisted walking"、"body-weight-supported treadmill training"、"electromechanical-assisted gait training"、"automated gait training"及"rehabilitation robot"。各术语通过布尔运算符组合,并根据各数据库特点进行调整。
研究筛选与纳入标准
共两名研究人员独立筛选文献。使用EndNote X9进行去重,筛选和提取决定记录在标准化的Microsoft Excel文件中。首先评估标题和摘要,随后依据预设纳入标准进行全文审查。分歧通过讨论解决,无法达成共识时咨询第三名研究人员。研究筛选过程以修正后的PRISMA流程图总结。
研究纳入需满足以下PICOS标准:研究对象为年龄18岁及以上、经临床确诊为特发性PD且病情稳定可进行步态康复的成人。以非典型帕金森综合征或混合神经系统人群为对象的研究予以排除,除非可提取PD特异性数据。干预措施为RAGT,可单独实施或与常规康复或常规治疗联合实施。符合条件的设备包括外骨骼系统、末端效应器系统、跑台机器人系统、提示或反馈辅助机器人步态系统及其他设计用于辅助步态的机器人设备。对照措施包括常规康复、跑台或步态训练、平衡训练、物理治疗、药物治疗、常规护理或其他非机器人干预。结局指标须至少包含一项具有足够定量数据可供效应量计算的运动功能指标,包括BBS、TUG、6MWD、步频或步长。仅纳入以英文或中文发表的随机对照试验(RCTs)。
数据提取
共两名研究人员独立提取数据并交叉核对所有条目。提取信息包括第一作者、发表年份、国家或地区、样本量、年龄、性别、Hoehn和Yahr分期、用药或ON/OFF评估状态、冻结步态或跌倒史信息、机器人设备类型、反馈或提示模式、干预方式、训练频率、单次训练时长、干预总时长、体重支持、跑台速度、引导设置、对照干预、随访时间、不良事件、耐受性、退出率及结局数据。当信息未报告或无法可靠提取时,以"NR"标注。对于定量合成,提取组间均值、标准差及样本量。若研究报告多个治疗后时间点,采用干预后即刻评估作为主要时间点。若报告多个符合条件的研究组,在可能情况下按照Cochrane方法合并各组,确保每项研究每项结局仅贡献一个效应量。
偏倚风险评估
共两名研究人员使用Cochrane随机试验偏倚风险评估工具2(Risk of Bias 2)独立评估偏倚风险。评估涵盖随机化过程产生的偏倚、偏离预期干预措施的偏倚、结局数据缺失的偏倚、结局测量的偏倚及选择性报告的偏倚。每个领域及总体判断均评定为低风险、存在一定问题或高风险。
统计分析
分析使用R软件进行。由于结局为连续变量且单位和测量尺度不同,采用Hedges' g及95%置信区间(CIs)作为主要效应量。为增强临床可解释性,同时以原始单位进行平行随机效应分析,计算治疗后均数差(MDs):BBS以分计、TUG以秒计、6MWD以米计、步频以步/分钟计、步长以厘米计。采用干预后即刻值进行分析,因为基线的变化值及计算变化分数方差所需的相关性数据并非始终可获得。统计显著性设定为p < 0.05。异质性通过I2和tau2量化。I2值低于50%、50%至75%及至少75%分别解释为低度、中度和显著异质性。由于预期在参与者、机器人系统、反馈模式、对照措施及训练方案方面存在临床和方法学异质性,采用随机效应模型。在数据允许的情况下,通过亚组分析探索训练频率、干预方式、干预时长及对照类型的影响。通过逐项剔除的敏感性分析评估稳健性。采用漏斗图、Egger检验及剪补法检验发表偏倚和小样本研究效应。
证据确定性评估
采用GRADE框架评估主要结局的证据确定性。证据从偏倚风险、不一致性、间接性、不精确性及发表偏倚方面进行评估,评定为高、中、低或极低确定性。由于多项结局显示显著异质性和显著的Egger检验结果,降级决定中明确考虑不一致性和发表偏倚。
结果
研究筛选
数据库及补充检索共识别1,515条记录,其中数据库记录1,505条,其他途径识别10条。去除1,244条重复记录后,筛选261篇标题和摘要,并对154篇报告进行全文资格评估。数据库检索新增9项研究,补充来源新增2项研究,另有1项纳入先前版本综述的研究,最终定量合成纳入12项RCTs。
研究特征
共纳入12项RCTs。研究主要在中国和意大利开展,另有来自韩国的研究。所有参与者均为PD患者,多数研究纳入轻至中度疾病阶段患者,常见Hoehn和Yahr分期为2至3期。样本量普遍较小。评估期间的用药状态、冻结步态、跌倒史、认知状态及脑深部电刺激状态报告不一致,限制了对患者层面效应修饰因素的评估。主要结局为BBS、TUG、6MWD、步频和步长,可评估平衡功能、功能性移动能力、步行耐力及步态时空表现。
所有试验组均接受RAGT,但干预类别并非同质。多数研究使用跑台式或体重支持式机器人步态系统,部分研究使用提示或反馈辅助的机器人步态训练。各方案在体重支持、跑台速度、引导强度、单次训练时长及干预总时长方面存在差异。反馈模式包括部分试验中的视觉、听觉及足底压力反馈。对照组接受跑台训练、常规步态或平衡训练、常规康复或药物/常规护理。因此,合并估计值应解释为RAGT类康复的类别层面估计值,而非特定设备的效应。
安全性与耐受性报告
不良事件、耐受性及退出原因在纳入的RCTs中报告不一致。多项报告未提供可提取的不良事件计数,多数未说明是否系统监测了短暂疲劳、疼痛、近似跌倒、跌倒、头晕或肌肉骨骼症状。由于事件定义和报告不一致,不适合进行定量安全性合成。现有证据无法就相对安全性得出确切结论。
偏倚风险
总体研究质量有限。多项试验在随机化、分配隐藏、偏离预期干预措施、缺失数据或结局报告方面存在担忧。由于康复干预的性质,参与者和治疗师盲法通常不可行,因此分配隐藏、标准化联合干预管理及盲法结局评估尤为重要。当这些要素不明确时,治疗效果可能被高估。
对平衡功能的影响
共8项研究报告了BBS数据,RAGT组170名参与者,对照组171名参与者。异质性显著(I2 = 80.9%),采用随机效应模型。与对照干预相比,RAGT与更高的BBS评分相关(Hedges' g = 1.08, 95% CI: 0.55至1.62)。以原始量表计,合并治疗后MD为3.49分(95% CI: 1.85至5.12),单项研究终点差异范围为0.55至6.17分。合并方向有利于RAGT,但由于研究间异质性高、预测区间宽,且各研究在设备类型、反馈模式、对照强度及参与者特征方面存在差异,效应量应谨慎解读。
亚组分析显示,每周3次训练(Hedges' g = 0.891, 95% CI: 0.409至1.372, p < 0.001)和每周5次训练(Hedges' g = 1.295, 95% CI: 0.198至2.392, p = 0.021)均有利于RAGT,但每周5次亚组仍存在高度异质性(I2 = 89.6%)。单纯RAGT(Hedges' g = 0.731, 95% CI: 0.250至1.212, p = 0.003)及RAGT联合常规治疗(Hedges' g = 1.712, 95% CI: 0.559至2.866, p = 0.004)均有利于RAGT。在主动对照亚组中效应仍显著(Hedges' g = 0.997, 95% CI: 0.426至1.569, p = 0.001)。常规护理/药物亚组也达到显著(Hedges' g = 1.707, 95% CI: 0.978至2.436, p < 0.001),但该估计值仅来自单项研究。干预持续至少4周(Hedges' g = 1.164, 95% CI: 0.394至1.934, p = 0.003)及不足4周(Hedges' g = 0.766, 95% CI: 0.227至1.305, p = 0.005)均有利于RAGT,但异质性和重叠的置信区间排除了确切的剂量-时长结论。
对动态平衡与功能性移动能力的影响
共8项研究报告了TUG数据,RAGT组193名参与者,对照组194名参与者。异质性为中度(tau2 = 0.098, I2 = 52.4%),采用随机效应模型。RAGT与更短的TUG完成时间相关(Hedges' g = ?0.47, 95% CI: ?0.77至?0.16)。相应的合并治疗后MD为?1.82秒(95% CI: ?2.67至?0.96),单项研究终点差异范围为?3.30至?0.18秒。由于TUG时间越短表示表现越好,负向效应有利于RAGT,提示动态平衡和功能性移动能力改善。
亚组分析显示,每周3次训练未明显改善TUG表现(Hedges' g = ?0.298, 95% CI: ?0.601至0.005, p = 0.054),而每周5次训练与更短的TUG时间相关(Hedges' g = ?0.622, 95% CI: ?1.186至?0.058, p = 0.031)。单纯RAGT(Hedges' g = ?0.270, 95% CI: ?0.500至?0.040, p = 0.022)及RAGT联合常规治疗(Hedges' g = ?0.960, 95% CI: ?1.809至?0.111, p = 0.027)均有利于RAGT。
对步态相关结局的影响
共5项研究报告了6MWD,每组126名参与者。异质性极高(I2 = 96.2%),采用随机效应模型。RAGT与更长的6MWD相关(Hedges' g = 2.21, 95% CI: 0.53至3.90)。以原始单位计,合并治疗后MD为35.82米(95% CI: ?0.94至72.58),单项研究终点差异范围为?26.50至85.95米。原始单位置信区间跨越零值。
共5项研究报告了步频,每组83名参与者。异质性可忽略(I2 = 0.0%)。RAGT增加了步频(Hedges' g = 0.46, 95% CI: 0.15至0.77)。合并治疗后MD为4.14步/分钟(95% CI: 1.83至6.46),单项研究终点差异范围为2.60至18.49步/分钟。
共5项研究报告了步长,每组93名参与者。异质性显著(tau2 = 0.367, I2 = 74.1%),采用随机效应模型。RAGT与步长增加相关(Hedges' g = 1.07, 95% CI: 0.45至1.69)。合并治疗后MD为5.70厘米(95% CI: 0.25至11.15),单项研究终点差异范围为?2.34至13.60厘米。
敏感性分析
对BBS、6MWD、TUG、步频和步长进行了逐项剔除的敏感性分析。剔除单项研究未改变任何结局合并效应的方向。步频是最稳定的结局(g最大绝对变化 = 0.053),而6MWD波动较大(g最大绝对变化 = 0.678)。
发表偏倚与小样本研究效应
BBS(Egger p = 0.004)、6MWD(p < 0.001)、TUG(p = 0.001)和步长(p = 0.009)检测到漏斗图不对称,提示可能存在发表偏倚、选择性报告或小样本研究效应。步频未显示漏斗图不对称证据(Egger p = 0.998)。探索性剪补法为BBS、6MWD、TUG、步频和步长分别插补了0、1、2、1和3项研究。
证据确定性
BBS、TUG和步频的证据确定性评定为低,6MWD和步长评定为极低。降级由偏倚风险、不一致性、不精确性及发表偏倚/小样本研究效应驱动。6MWD和步长的降级加强,因为两者均显示显著异质性和显著的Egger检验结果。
讨论
对平衡功能的影响
本Meta分析发现RAGT与PD患者平衡功能改善相关。合并BBS效应具有统计学显著性;平行的原始单位分析对应3.49分(95% CI: 1.85至5.12)的终点差异。平衡改善具有临床相关性,因为平衡受损与PD患者跌倒风险和独立性降低密切相关。然而,该发现的确定性受显著异质性、小规模试验及可能的小样本研究效应限制。
对步行能力的影响
RAGT还与更好的步行相关结局相关。平行的终点分析对应TUG时间缩短1.82秒(95% CI: 缩短0.96至2.67秒)和6MWD延长35.82米(95% CI: ?0.94至72.58米)。然而,6MWD原始单位置信区间跨越零值,标准化估计值高度异质,且存在强烈的小样本研究信号,因此真实耐力获益可能远小于合并估计值。
对步态参数的影响
RAGT与步频和步长改善相关,提示对PD步态时空缺陷具有潜在效应。以原始单位计,合并终点差异为步频4.14步/分钟(95% CI: 1.83至6.46)和步长5.70厘米(95% CI: 0.25至11.15)。短步长和步态节律紊乱是运动迟缓、步行效率低下和社区移动能力受损的常见促成因素。步频效应相对一致,而步长显示显著异质性和发表偏倚信号。
设备特异性与反馈模式
纳入试验使用了不同的RAGT配置,包括带体重支持的跑台式机器人步态系统、带可调支持或引导的下肢康复机器人,以及整合视觉、听觉或足底压力反馈的系统。外骨骼或跑台式系统可能主要标准化步态练习并减轻治疗师负担,而视觉、听觉或足底压力反馈可能增加对PD尤为相关的提示和运动学习成分。由于每种设备或反馈类型的试验数量较少,本综述无法确定最优设备。
临床意义
从临床角度看,RAGT应被视为辅助手段而非替代治疗师主导的康复。支持更高频率和联合治疗的亚组模式提示,机器人设备在与常规平衡、力量、提示和功能性移动训练整合时可能最为有用。然而,由于亚组分析效能不足,不应将其作为确切的剂量处方。
局限性
本综述存在若干局限性。第一,方案在稿件修订期间回顾性注册,OSF记录无法证明所有综述决定均为前瞻性制定。第二,纳入RCTs数量较少,多数试验样本量适中,降低了精确性。第三,临床和方法学变异显著,包括年龄、疾病分期、用药状态、设备类型、反馈模式、体重支持、引导设置、训练频率、干预时长、随访时间及对照强度方面的差异。第四,偏倚风险评估识别出多项试验的重要局限性。第五,多项结局显示发表偏倚或小样本研究效应证据,真实效应可能小于观察到的合并估计值。第六,Meta回归分析效能不足。第七,不良事件、耐受性、疲劳、疼痛、跌倒及退出原因报告不佳且不一致,无法进行可靠的安全性合成。第八,原始单位分析使用干预后即刻终点均值而非基线变化值。最后,本综述仅纳入中英文文献,无法排除语言偏倚。
结论
RAGT作为康复辅助手段,可能改善PD患者的平衡功能、动态移动能力、步行耐力、步频和步长。以原始单位计,合并终点差异约为BBS 3.5分、TUG 1.8秒、6MWD 35.8米、步频4.1步/分钟及步长5.7厘米;然而,6MWD的MD不精确且跨越零值。多项结局的证据确定性为低或极低,由于样本量小、设备和对照组异质性大、偏倚风险及可能的发表偏倚,观察到的合并效应应谨慎解读。当前证据支持RAGT作为PD康复的一种有前景但非确定性的辅助手段。需要更高质量RCTs来确定最优设备类型、反馈模式、训练剂量、患者选择、临床意义获益及安全性。
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