随着人口老龄化进程的加快，脑卒中的发病率也逐年上升。虽然随着医疗水平的提高，死亡率有所下降，但患者都留下了不同程度的功能障碍，严重影响了患者的生活质量。脑卒中患者行走模式不对称，偏瘫侧下肢僵硬，站立和转移能力受损，最终限制了其运动功能[1]。为了改善偏瘫患者的运动能力，康复治疗的主要目标之一是提高步行功能。近年来，使用下肢外骨骼康复机器人对脑卒中患者进行步行训练越来越多，并取得了一定的效果。
1 下肢外骨骼康复机器人研究现状
下肢外骨骼康复机器人是多领域结合的康复训练设备，包括康复医学、生物力学、运动学、计算机科学、人工智能等，能通过模拟正常的步行，恢复神经系统对下肢的控制能力，达到恢复运动功能的目的。目前，下肢外骨骼康复机器人作为康复训练的一项突破性技术正在迅速发展，常用的下肢外骨骼康复机器人有Lokomat，由外骨骼矫正器、减重支持系统和运动跑台构成，多用于脑卒中、颅脑损伤、脊髓损伤等疾病的康复治疗[2]。下肢外骨骼康复机器人具有感知系统、控制系统、驱动系统、人机交互系统、能源系统等关键技术。感知系统包括压力传感器、角度传感器、肌电传感器等，应用各类传感器收集各关节的运动、步态信息。控制系统主要负责制定决策，在当外部信息和使用者步态信息给予机器的反馈复杂难辨时，控制系统做出决策。驱动系统是下肢外骨骼康复机器人的核心动力，可分为电机驱动、气压驱动和液压驱动，当前使用最广泛的是电机驱动。人机交互系统是双向通信系统，可将使用者预定的运动信息传输到骨骼转化为动力进行运动，同时也将外骨骼的动力运动信息反馈给使用者。下肢外骨骼康复机器人采用人机交互技术，帮助患者在康复训练中建立灵活、精确的意识反应，增加康复的趣味性，提高患者主动参与的能力[3]。
2 步行功能
步行周期指一侧足跟着地至同侧足跟再次着地所经过的时间，分为支撑期和摆动期。支撑期约占步行周期的 60%，摆动期约占步行周期的 40%。正常步行时，人体重心产生移位，身体平衡和协调控制，各关节肌肉的协同运动。脑卒中患者出现偏瘫，严重影响了生活活动能力，特别是步行功能。脑卒中发生后的前11周是步行康复的关键时期，具有较好的神经可塑性。一般来说，大约65%-85%的脑卒中幸存者的步行功能可以在一定程度上恢复，但步态障碍仍会伴随整个残疾期。步行障碍主要表现为平衡性差，身体耐力不足，步态模式不对称，行走速度降低，步幅增加。传统的步行康复治疗策略是恢复步行模式，提高平衡功能和加耐力，包括自下而上和以患者为导向的方法[4]。脑卒中患者出血或梗塞部位损害到运动中枢或负责传导运动的纤维束而出现偏瘫，使肌群间协调运动受损，肌力下降，进而导致患者下肢运动功能障碍。由于大脑具有可塑性，可以通过重复性的运动训练增强肌力，模拟及储存正确的运动模式，加快下肢运动功能恢复[5]。因此，为建立脑卒中患者正常的步态模式，需要进行重复性的步行能力训练。
3 下肢康复机器人在脑卒中患者步行训练中的应用
下肢外骨骼康复机器人的能源容量大、续航时间长，同时具有便携、环保、可持续利用等特性[6],可进行多种模式的运动训练，帮助患者提高步行功能。基于运动学习理论，下肢外骨骼康复机器人可以诱发强烈的、重复的和任务导向的运动活动，让患者尽最大努力进行主动运动。下肢外骨骼康复机器人可以帮助患者进行被动、辅助和主动运动，同时也可以联合虚拟现实、视觉反馈等技术进行康复训练[4]。龙建军等[7]研究运用下肢外骨骼康复机器人训练对偏瘫患者步态参数的影响，发现运用下肢外骨骼康复机器人训练后，患者的肌力明显增强，步频和步速均提高，支撑相时长与摆动相时长均减少，患者支撑相占整个步行周期的比值提升，步行功能得到改善。包译等[8]对缺血性脑卒中患者恢复期步行功能进行研究，发现下肢康复机器人可显著改善脑卒中后偏瘫患者的步行稳定性和步行速度。Choi Wonho[9]对脑卒中患者进行机器人辅助的减重支持步行训练进行研究，结果显示使用机器人辅助的减重支持步行训练的患者10米步行时间和起立-行走测试时间短于没有使用机器人的患者，可以改善脑卒中患者的步态。
4 小结
使用下肢外骨骼康复机器人为脑卒中患者进行步行训练是一种新兴的康复手段，可设置多种模式进行康复训练，帮助患者改善异常步态，提高生存质量，同时也减轻了康复治疗师的负担，为脑卒中患者的步行训练提供了新思路。
参考文献
[1]Vaishnavi Warutkar , Ragini Dadgal , Utkarsha R. Mangulkar. Use of robotics in gait rehabilitation following stroke: a review[J].Cureus,2022,14(11).
[2]程雪，白定群，彭晓华.下肢外骨骼康复机器人在脑卒中康复中的应用和研究进展[J].中国康复医学杂志，2021，36(10):1327-1332.
[3]汪宗保,周玲玲,王从振.下肢外骨骼康复机器人在脑卒中病人中的临床应用研究[J].赤峰学院学报（自然科学版）, 2021(007):037.
[4]Yang JC, Gong Y, Yu L et al. Effect of exoskeleton robot-assisted training on gait function in chronic stroke survivors: a systematic review of randomised controlled trials[J]. BMJ Open,2023(13).
[5]王艳艳.下肢外骨骼康复机器人应用于脑卒中偏瘫下肢运动功能障碍患者的效果[J].中外医学研究, 2023, 21(6):132-135.
[6]韩稷钰,王衍鸿,万大千.下肢外骨骼康复机器人的研究进展及发展趋势[J].上海交通大学学报（医学版）, 2022，2（42):241-246.
[7]龙建军,王玉龙,王同,等.下肢外骨骼康复机器人对偏瘫患者步态参数的影响[J].中国康复医学杂志, 2021，36（9）：1107-1117.
[8]包译,朵强,张源芮,等.下肢康复机器人对缺血性脑卒中恢复期患者步行功能的影响[J].中国康复医学杂志, 2022，37(8):1079-1083.
[9]Choi Wonho.Effects of robot-assisted gait training with body weight support on gait and balance in stroke patients[J]. International Journal of Environmental Research and Public Health,2022,19(10):5814.
