Walkbot机器人辅助步态训练对帕金森病患者步态时相特异性下肢力矩的影响:一项回顾性比较研究

《Brain Sciences》:Walkbot-Based Robot-Assisted Gait Training and Phase-Specific Lower-Limb Torque in Parkinson’s Disease: A Retrospective Comparative Study

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年09月19日 来源:Brain Sciences 3.4

编辑推荐:

  步态障碍、姿势不稳及冻结步态(Freezing of Gait, FOG)是帕金森病(Parkinson's Disease, PD)患者活动受限的主要因素。机器人辅助步态训练(Robot-Assisted Gait Training, RAGT)已成为一种颇

  
步态障碍、姿势不稳及冻结步态(Freezing of Gait, FOG)是帕金森病(Parkinson's Disease, PD)患者活动受限的主要因素。机器人辅助步态训练(Robot-Assisted Gait Training, RAGT)已成为一种颇具前景的康复策略;然而,其与时相特异性下肢动力学结局之间的关联尚未得到充分阐明,亟待深入研究。本研究在PD患者中比较了基于Walkbot的RAGT与常规康复治疗在Walkbot系统所测得的时相特异性下肢力矩、功能性平衡、自评冻结相关步态障碍以及健康相关生活质量方面的差异。本项回顾性比较研究纳入了60例特发性PD患者(Hoehn和Yahr分期II–III期),分别接受了基于Walkbot的RAGT(n=30)或常规康复治疗(n=30)。两组均在6周内完成了30次有监督的康复训练。生物力学结局指标包括Walkbot系统测得的临床受累较重侧及对侧下肢在支撑相(Stance Phase)和摆动相(Swing Phase)的力矩。临床结局指标包括Berg平衡量表(Berg Balance Scale, BBS)、冻结步态问卷(Freezing of Gait Questionnaire, FOG-Q)以及39项帕金森病问卷(Parkinson's Disease Questionnaire-39, PDQ-39)。采用协方差分析(Analysis of Covariance, ANCOVA)评估组间治疗后差异,并对每项结局指标的相应基线值进行校正。经基线校正后,RAGT组治疗后时相特异性下肢力矩在受累较重侧下肢的摆动相(校正后差异为0.057 Nm/kg;95% CI 0.019–0.096;p=0.004)和支撑相(0.145 Nm/kg;95% CI 0.098–0.193;p<0.001),以及对侧下肢的摆动相(0.051 Nm/kg;95% CI 0.006–0.096;p=0.027)和支撑相(0.205 Nm/kg;95% CI 0.088–0.321;p=0.001)均显著高于常规康复组。RAGT组经基线校正后的BBS评分亦更高(校正后差异为5.78分;95% CI 3.86–7.69;p<0.001),FOG-Q评分更低(?0.94分;95% CI ?1.27至?0.61;p<0.001)。PDQ-39评分组间差异无统计学意义(0.77分;95% CI ?0.16至1.69;p=0.102)。基于Walkbot的RAGT在经基线校正的时相特异性下肢力矩、功能性平衡及自评冻结步态障碍方面均优于常规康复,而疾病特异性生活质量在组间无显著差异。上述发现提示,将Walkbot系统测得的时相特异性动力学评估与临床结局相结合,可为PD患者康复相关的运动功能改变提供更量化的特征描述。未来需开展前瞻性随机对照研究以验证这些关联,并确立Walkbot系统测得的时相特异性下肢力矩作为结局指标的临床价值。
**论文解读**

**一、研究背景**

帕金森病(Parkinson's Disease, PD)是全球第二大常见的神经退行性疾病,以进行性多巴胺能神经变性及多神经通路功能障碍为特征。随着疾病进展,步态障碍和姿势不稳成为导致患者残疾、跌倒、住院及长期依赖的主要原因。其中步态功能障碍不仅表现为步行速度下降,还包括步幅缩短、步态变异性增大、双支撑相时间延长、姿势控制受损以及步行自动化能力的丧失。冻结步态(Freezing of Gait, FOG)——即尽管有行走意愿但下肢有效前向推进明显减少或缺失的短暂发作——随疾病进展而出现,与跌倒和活动受限密切相关,且对药物治疗反应往往不充分。因此,改善步态、平衡和功能性活动能力始终是PD康复的核心目标。

尽管基于运动的康复训练被推荐用于PD全病程管理,且常规物理治疗(如以高振幅、重复性、任务特异性运动为原则的LSVT BIG疗法)可改善患者的运动功能和活动表现,但单纯依靠治疗师辅助训练难以在精准控制负荷、辅助力和步态参数的同时提供大量可重复的步态周期。机器人辅助步态训练(Robot-Assisted Gait Training, RAGT)通过提供减重支持、标准化步态参数调节以及智能化辅助力调控,为上述难题提供了潜在解决方案。然而,既往大多数PD康复研究依赖临床量表和时空运动学指标评价疗效,对动力学改变——尤其是按步态周期时相(支撑相与摆动相)区分下肢力矩变化——的关注甚少。已有研究表明,轻中度PD患者步行时下肢动力学存在异常(如髋伸展冲量降低),但增加步行需求后可提高髋伸展力矩输出,提示时相特异性动力学评估可能揭示临床量表和时空参数无法捕捉的步行表现信息。正是基于这一研究空白,研究人员开展了此项回顾性比较研究,旨在从生物力学和临床双重视角,探讨基于Walkbot的RAGT与传统康复在Walkbot系统测得的时相特异性下肢力矩及功能结局方面的差异。

**二、研究概述**

研究人员开展了一项回顾性、非随机化的比较性临床研究,纳入60例Hoehn和Yahr分期II–III期的特发性PD患者,根据其接受的常规临床康复模式分为Walkbot-RAGT组(n=30)和基于LSVT BIG的常规康复组(n=30),两组均在6周内完成30次有监督的康复训练(每次60分钟)。研究同时采集了Walkbot系统测得的时相特异性下肢力矩(支撑相和摆动相,分受累较重侧与对侧)作为生物力学结局指标,以及Berg平衡量表(BBS)、冻结步态问卷(FOG-Q)和39项帕金森病问卷(PDQ-39)作为临床结局指标,采用协方差分析(ANCOVA)对各结局指标的基线值进行校正后比较组间差异。研究结果表明,经基线校正后,RAGT组在全部四项时相特异性下肢力矩指标、BBS评分以及FOG-Q评分方面均显著优于常规康复组,且上述结果在进一步校正年龄、性别、教育程度、病程、左旋多巴等效日剂量(Levodopa Equivalent Daily Dose, LEDD)及Hoehn和Yahr分期后基本保持不变,而PDQ-39组间差异未达统计学显著性。该研究首次将设备测得的时相特异性动力学指标与临床量表相结合,为PD机器人步态康复的疗效评估提供了更全面的量化视角。

**三、关键技术与方法**

本研究采用回顾性比较设计,数据来源于Medipol Ac?badem District Hospital神经康复单元在2025年9月至2026年5月期间完成标准化康复方案的PD患者病历资料。两组均接受每周5次、每次60分钟、共6周(30次)的监督康复。RAGT组使用Walkbot-G系统(P&S Mechanics,首尔,韩国),该系统为减重跑台式双侧下肢外骨骼机器人,可对髋、膝、踝关节提供协调驱动,训练按被动模式(Passive)、主动模式(Active)和阻力模式(Resistive)三阶段递进,减重支持初始设为30%–40%并逐步降低;常规康复组接受基于LSVT BIG原则的物理治疗,强调高振幅、重复性、任务特异性运动。所有受试者均在药物"开"期接受相同的Walkbot标准化步态分析评估,每次采集250个步态周期的力矩数据,并按支撑相和摆动相以及临床受累较重侧和对侧进行分类汇总,力矩值以体重标准化(Nm/kg)表示。主要统计方法为ANCOVA,辅以多变量ANCOVA敏感性分析。

**四、研究结果**

**(1)受试者基线特征**
两组在年龄、性别、教育程度、病程、LEDD及Hoehn和Yahr分期分布方面均无统计学显著差异(均p>0.05),辅助行走装置使用率均较低(RAGT组10.0%,常规康复组6.7%),表明两组基线人口学和临床特征具有可比性。

**(2)生物力学结局**
经基线力矩值校正后,RAGT组治疗后全部四项时相特异性下肢力矩指标均显著高于常规康复组。受累较重侧下肢:摆动相校正后组间差异为0.057 Nm/kg(95% CI 0.019–0.096,p=0.004),支撑相为0.145 Nm/kg(95% CI 0.098–0.193,p<0.001);对侧下肢:摆动相为0.051 Nm/kg(95% CI 0.006–0.096,p=0.027),支撑相为0.205 Nm/kg(95% CI 0.088–0.321,p=0.001)。支撑相的组间差异在数值上大于摆动相,且双侧均有体现,提示RAGT相关的力矩提升在负重支撑阶段尤为突出。

**(3)临床结局**
经基线校正后,RAGT组BBS评分较常规康复组高5.78分(95% CI 3.86–7.69,p<0.001),FOG-Q评分低0.94分(95% CI ?1.27至?0.61,p<0.001),表明RAGT组功能性平衡更优且自评冻结相关步态障碍更轻。而PDQ-39评分的校正后组间差异为0.77分(95% CI ?0.16至1.69,p=0.102),未达统计学显著性,提示疾病特异性生活质量在两组间无显著差异。

**(4)敏感性分析**
在进一步校正年龄、性别、教育程度、病程、LEDD和Hoehn和Yahr分期的多变量ANCOVA敏感性分析中,所有四项力矩指标的组间差异仍保持统计学显著性(受累较重侧摆动相p=0.003,支撑相p<0.001;对侧摆动相p=0.047,支撑相p=0.002),BBS和FOG-Q的组间差异亦依然显著(均p<0.001),PDQ-39仍不显著(p=0.105),表明主要结论对已测量的基线混杂因素具有较好的稳健性。

**五、讨论总结与研究结论**

支撑相与摆动相的区分对理解PD步态障碍具有重要意义。支撑相要求下肢完成承重、支撑身体重心前移并推动进入下一步态,而摆动相则需要充分的肢体缩短、足部离地间隙及合适的初始着地准备,这两个阶段分别对应PD步态中典型的双支撑延长、推进力降低以及摆动时间缩短、矢状面关节活动度减小等异常。本研究中RAGT组治疗后支撑相力矩提升更为突出,且在临床受累较重侧与对侧均观察到一致改善,呈现出一种双侧性、时相依赖性的动力学响应模式。这一模式与Walkbot-G提供的双侧髋、膝、踝驱动以及被动-主动-阻力递进训练方案——通过不断变化的训练条件促进患者在步态周期不同阶段的主动参与——密切相关。同时,BBS的改善与支撑相力矩的较大差异并存,提示下肢支撑功能与姿势控制之间存在功能关联,但由于Walkbot-G主要在矢状面引导下肢运动且未测量骨盆运动学,该关联尚不能确立为因果关系。FOG-Q评分的降低表明RAGT后自评冻结相关障碍减轻,与重复节律性踏步和持续感觉运动输入可能有助于改善步态时相组织有关,但FOG-Q为主观报告指标,无法客观量化冻结事件。PDQ-39组间无差异则可能反映了生活质量受情绪、认知、疲劳、睡眠、疼痛及社会参与等多维因素影响,短期内难以随步态指标的改善而同步改变。

综上,在轻中度PD步行患者中,基于Walkbot的RAGT在经基线校正的Walkbot系统测得时相特异性下肢力矩、功能性平衡及自评冻结相关步态障碍方面均优于常规康复,且疾病特异性生活质量组间无显著差异。将设备测得的时相特异性动力学指标与临床结局相结合,为监测机器人步态康复的治疗反应提供了更全面的量化评估方法,支持RAGT作为PD综合神经康复的重要组成部分,同时强调了前瞻性随机对照研究在验证上述关联、明确该指标的临床意义及评估长期效应方面的必要性。
相关新闻
生物通微信公众号
微信
新浪微博

热点排行

    今日动态 | 人才市场 | 新技术专栏 | 中国科学人 | 云展台 | BioHot | 云讲堂直播 | 会展中心 | 特价专栏 | 技术快讯 | 免费试用

    版权所有 生物通

    Copyright© eBiotrade.com, All Rights Reserved

    联系信箱:

    粤ICP备09063491号