脑机接口技术在脑卒中偏瘫患者上肢运动功能康复治疗中的疗效观察
来源:用户上传
作者:
【摘要】 目的 探讨脑机接口（Brain-Computer Interface， BCI）技术在脑卒中偏瘫患者上肢运动功能康复治疗中的疗效。方法 60例脑卒中偏瘫患者， 根据随机数字表法分为对照组和观察组， 各30例。对照组进行常规康复治疗， 观察组在常规康复治疗基础上加脑机接口技术治疗。比较两组患者治疗前后上肢Fugl-Meyer运动功能（FMA）评分、Wolf运动功能评定量表（WMFT）评分及改良Barthel指数（MBI）评分。结果 治疗后， 观察组的上肢FMA评分、WMFT评分、MBI评分分别为（31.63±6.60）、（34.13±6.15）、（62.27±10.81）分， 对照组分别为（26.50±7.55）、（29.50±8.87）、（51.63±7.16）分;两组患者上肢FMA评分、WMF评分、MBI评分均较本组治疗前提高， 且观察组高于对照组， 差异均有统计学意义（P<0.05）。结论 应用脑机接口治疗技术能有效促进脑卒中偏瘫患者上肢功能的恢复， 并能提高患者的日常生活能力。
【关键词】 脑卒中;偏瘫;脑机接口;康复
DOI：10.14163/j.cnki.11-5547/r.2020.10.081
【Abstract】 Objective To discuss the efficacy of brain-computer interface （BCI） teqinique on rehabilitation of upper limb motor function in hemiplegic stroke patients. Methods A total of 60 hemiplegic stroke patients were divided into control group and observation group， with 30 cases in each group. The control group received conventional rehabilitation， and the observation group received brain-computer interface therapy on the basis of the control group. The Fugl-Meyer assessment （FMA） score of the upper extremity， Wolf motor function test （WMFT） score， and modified Barthel index （MBI） score before and after treatment were compared between the two groups. Results After treatment， FMA score， WMFT score and MBI score of the observation group were （31.63±6.60）， （34.13±6.15） and （62.27±10.81） points， which were （26.50±7.55）， （29.50±8.87） and （51.63±7.16） points of the control group. FMA score， WMFT score and MBI score of the two groups were higher than those before treatment， and the observation group was higher than the control group. The difference was statistically significant （P<0.05）. Conclusion The application of brain-computer interface therapy can effectively promote the recovery of upper limb function of hemiplegic stroke patients， and improve the abilities of daily living of patients.
【Key words】 Stroke; Hemiplegia; Brain-computer interface therapy; Rehabilitation
腦卒中又称脑血管意外， 是危害人类健康的重大疾病， 具有发病率高、复发率高、致残率高、死亡率高的特点。幸存者约有85%患者伴有上肢功能障碍 [1]， 其中>60%的患者经过治疗后仍然存在手功能障碍而不能独立生活[2]， 给家庭和社会造成沉重的负担。目前， 上肢和手功能康复仍是康复中的重点和难点。一方面， 手部位于大脑皮层的投射区域相对较大， 人类手功能约占全身功能的54%[3]。另一方面， 手及手指的精细操作和协调配合极具复杂性， 使得其恢复较身体其他部分更为困难[4]。目前， 脑机接口技术应用于脑卒中， 运动功能尤其是恢复上肢和手的功能成为研究的热点。本院自2018年6月开展此项技术以来， 在脑卒中偏瘫患者手功能的康复方面取得了一定疗效， 具体内容报告如下。
1 资料与方法
1. 1 一般资料 选取2018年6～11月深圳龙城医院收治的60例脑卒中偏瘫患者作为研究对象， 根据随机数字表法分为对照组和观察组， 各30例。入选标准：①年龄18～75岁;②符合1995年全国第四次脑血管病学术会议制定的脑卒中诊断标准[5];③首次脑卒中， 单侧偏瘫患者， 病程4周～6个月;④伴有中、重度手功能障碍[2级≤Brunnstrom≤4级， 改良Ashworth痉挛量表（MAS）<3级];⑤自愿参加并签署知情同意书的患者。排除标准：①发病前即存在其他原因所导致的肢体功能障碍者;②合并有严重心肺肾疾病和精神障碍的患者;③其他神经系统疾病、不能配合训练或治疗依从性差的患者;④有认知理解功能障碍[简易智力状态检查量表（MMSE）<21 分]、视觉或听觉障碍者;⑤言语有障碍不能配合的患者;⑥患侧手合并不稳定性骨折、感染、活动性出血的患者;⑦不能独坐≥1 h的患者。脱落标准：①治疗过程中因病情变化， 不能继续康复治疗者;②治疗时间和治疗次数未达到要求者。观察组男18例， 女12例;年龄34～59岁， 平均年龄（41.77±8.65）岁;平均病程（32.85±4.99）d。对照组男20例， 女10例;年龄30～58岁， 平均年龄（40.7±8.15）岁;平均病程（33.85±3.73）d。两组患者一般资料比较差异无统计学意义（P>0.05）， 具有可比性。 1. 2 方法 对照组患者给予常规康复训练， 包括上肢的分离运动训练、手功能训练， 日常生活能力训练。1次/d， 时间30 min/次， 5 d/周， 共治疗4周。观察组患者在常规康复训练基础上增加脑机接口技术治疗， 治疗40 min/次， 治疗1次/d， 治疗5次/周， 20次为1个疗程， 共治疗4周。本实验用奥地利的16导g.tec主动式干电极系统采集脑电信号、睿瀚医疗的脑机接口（由西安交通大学研发）康复训练系统和机械手。脑机接口康复训练的主要方法如下。①训练技巧及注意事项告知：在开始脑机接口康复治疗前， 要对患者进行详细的指导。首先让患者面向显示器、采取舒适的坐姿， 平静下来并保持躯干四肢不动， 告知患者集中注意力去听任务提示和观察任务视频， 同时同步想象患手去执行相应的任务。②采集脑电图基线：待患者脑电信号平稳后， 采集30 s安静状态下的脑电图， 作为康复治疗过程中评分的基础。③脑机接口康复训练：患者按照听到和看到的提示去想象患手拿起物品或者放下物品， 每组任务有10个训练， 每个训练有3次机会， 每个训练之间休息10 s， 若想象正确则显示器显示完成的分数， 同时给予机械辅助下进行相应的被动运动， 形成一个想象、分析、反馈的闭环。
1. 3 观察指标及判定标准 比较两组患者治疗前后上肢FMA评分、WMFT评分、MBI评分。治疗前及治疗4周后观察两组患者上肢功能相关评分：①上肢FMA评分， 总分为66分， 分数越高， 患者上肢功能越好;②手臂动作测试上肢WMFT评分， 该量表包括15个项目， 包含简单关节运动及复合功能动作， 每项为6个维度， 最高分为75分， 均为正向计分， 分数越高， 患者的上肢功能越高;③MBI评分， 总分100分， 分数越高， 患者自理能力越好。所有评定均由一个经过培训的康复治疗师完成。
1. 4 统计学方法 统计学方法 采用SPSS22.0统计学软件处理数据。计量资料以均数±标准差（ x-±s）表示， 采用t检验;计数资料以率（%）表示， 采用χ2检验。P<0.05表示差异有统计学意义。
2 结果
治疗前， 两组患者上肢FMA评分、WMF评分、MBI评分比较， 差异无统计学意义（P>0.05）。治疗后， 观察组的上肢FMA评分、WMFT评分、MBI评分分别为（31.63±6.60）、（34.13±6.15）、（62.27±10.81）分， 对照组分别为（26.50±7.55）、（29.50±8.87）、（51.63±7.16）分;两组患者上肢FMA评分、WMF评分、MBI评分均较本组治疗前提高， 且观察组高于对照组， 差异均有统计学意义（P<0.05）。见表1。
3 讨论
脑机接口技术是指在大脑与计算机或其他电子设备之间建立的直接交流与控制通道， 通过大脑来实现对外部设备的操縱， 使卒中后遗留运动功能障碍的患者重获运动功能。目前脑卒中后导致上肢和手运动功能障碍患者的功能提高， 只能依靠常规的手功能康复方法， 依靠治疗师的运动治疗和作业治疗及传统中医等手段进行康复[6-8]， 尤其对于上肢处于Brunnstromd第Ⅰ～Ⅱ期的患者来说， 只能通过被动训练， 患者主动参与的积极性不高， 甚至有些家属因为患者不配合训练， 只能放弃手功能训练。与常规康复手段相比， 脑机接口可以将大脑的电信号经过外源输出设备分析后转变为相应的指令， 从而实现大脑外部环境之间的交互作用[9]， 实现偏瘫患者的脑-肢联动， 大大地提高了患者的积极性， 变常规康复的被动接受为主动参与训练， 提高了康复疗效。而且也有研究表明， 利用脑机接口结合外骨骼或FES所形成的“闭环通路”能促进患者手功能更好地康复[10， 11]。
本研究显示， 治疗后， 两组上肢FMA评分、WMFT评分、MBI评分均较本组治疗前提高， 差异有统计学意义（P<0.05）;表明常规的康复训练及脑机接口训练均能有效提高脑卒中患者上肢运动功能和日常生活能力。观察组治疗后上肢FMA 评分、WMFT评分、MBI评分均高于对照组， 差异有统计学意义（P<0.05）;表明配合脑机接口训练较单纯常规康复训练在提高上肢运动功能、手功能方面效果更明显， 对提高患者的日常生活能力更显著。
脑机接口技术应用于脑卒中偏瘫患者上肢和手功能的康复恢复中， 不仅节省人力、更具安全性， 还能使患者主动参与康复训练并促进其中枢神经的重塑[12]， 不但能使手功能康复效果明显， 还能提高患者的日常生活能力[13]， 为康复机构脑卒中偏瘫患者上肢和手功能的康复提供了一项全新的康复治疗技术。
综上所述， 应用脑机接口治疗技术对脑卒中偏瘫患者进行上肢和手的康复训练是有效的。
参考文献
[1] Broke JG， Lankhorst JG， Rumping K， et al. The long term out-come of arm function after stroke： results of a follow-up study. Disabil Rehabil， 1999， 21（8）：357-364.
[2] Plantin J， Laurencikas E， Lindberg P， et al. Biomarkers for prediction of hand function after stroke： The ProHand study protocol. J Neurologic Sci， 2013， 333（1）：555-556.
[3] 逄锦熙， 倪克锋. 脑卒中后手功能障碍的康复治疗进展. 中国现代医生， 2015， 53（13）：143-146.
[4] 周冰， 刘佳， 郭玉玲. 针刺疗法与运动想象联合治疗脑卒中致上肢功能障碍临床观察. 中西医结合心脑血管病杂志， 2012， 10（5）：555-556. [5] 王新德. 各类脑血管疾病诊断要点. 中华神经科杂志， 1996， 29（6）：379-380.
[6] 夏隽晖， 夏文广， 郑婵娟， 等. 作业治疗对脑卒中后肩手综合征的疗效观察. 中国康复， 2013， 28（6）：454-455.
[7] 彭宪星， 亓云玲， 刘芹. 运动疗法对脑卒中患者肌张力的影响作用. 中国实用医刊， 2016， 43（5）：20-21.
[8] 苏志源. 中医治疗脑卒中. 中国中医药咨询， 2012， 4（1）：243.
[9] Daly JJ， Huggins JE. Brain-computer interface：current and emer- ging rehabilitation applications. Arch Phys Med Rehabil， 2015， 96（3）：1-7.
[10] Remsik A， Young B， Vermilyea R， et al. A review of the progression and future implications of brain-computer interface therapies for restoration of distal upper extremity motor function after stroke. Expert Rev Med Devices， 2016， 13（5）：445-454.
[11] 陳树耿， 贾杰. 脑机接口在脑卒中手功能康复中的应用进展. 中国康复理论与实践， 2017， 23（1）：23-25.
[12] Birbaumer N. Breaking the silence： brain-computer interfaces （BCI） for communication and motor control. Psychophysiology， 2006， 43（6）：517-532.
[13] 方文盎， 刘昊. 脑机接口技术在脑卒中偏瘫患者下肢运动功能康复治疗中的应用. 山东医药， 2018， 58（10）：66-68.
[收稿日期：2019-09-11]
转载注明来源:https://www.xzbu.com/6/view-15194525.htm
