尹慧梅，全鳳英

(重慶醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院，重慶)

0 引言

帕金森病(Parkinson’s Disease PD)：是一種以運動和非運動癥狀為特征的神經(jīng)退行性疾病，常見于中老年人，我國65 歲以上人群總體患病率為1700/10 萬[1]，是第二常見的神經(jīng)系統(tǒng)變性疾病，僅次于阿爾茨海默病。由于帕金森病沒有確切的治療方法，PD 的治療是基于對癥治療，如藥物治療(左旋多巴)和外科手術(shù)治療(如深部腦電刺激)，然而，即使采用最佳的醫(yī)療和外科治療，PD 患者的自主神經(jīng)功能仍在不斷惡化，并伴有越來越嚴(yán)重的殘疾，這在很大程度上與步態(tài)、平衡和姿勢等非多巴胺能特征相關(guān)，因此有學(xué)者提出康復(fù)物理治療，且越來越多的實驗表明：康復(fù)物理治療能在一定程度上改善患者功能狀況，提高日常生活活動能力。

目前，康復(fù)治療的方法有很多，如感覺提示、運動訓(xùn)練、器械輔助、虛擬現(xiàn)實、運動想象等。而隨著近年來智能技術(shù)和機(jī)械化的快速發(fā)展，以及具有高劑量、高強(qiáng)度的規(guī)范化訓(xùn)練優(yōu)勢，器械輔助康復(fù)在帕金森病領(lǐng)域應(yīng)用越來越廣泛，其中，以跑步機(jī)、康復(fù)機(jī)器人以及自行車為主要輔助器械，現(xiàn)就其在帕金森病患者運動功能康復(fù)中的應(yīng)用綜述如下。

1 跑步機(jī)

帕金森病是一種進(jìn)行性神經(jīng)退行性疾病，主要運動癥狀表現(xiàn)為運動遲緩、靜止性震顫、姿勢異常以及肌張力增高，患者往往表現(xiàn)為低步幅、慌張步態(tài)甚至凍結(jié)步態(tài)(Frozen gait，F(xiàn)OG)，嚴(yán)重影響了患者的運動狀態(tài)、生活質(zhì)量甚至易引起跌倒。而既往的研究表明：對于帕金森的步態(tài)訓(xùn)練，跑步機(jī)訓(xùn)練已成為一種常用的方法。跑步機(jī)訓(xùn)練能提高PD 患者的步速與步幅，增加其步態(tài)穩(wěn)定性，改善步行能力，同時還能降低FOG 發(fā)作次數(shù)[2-3]?？赡軝C(jī)制：(1) 增加多巴胺能神經(jīng)遞質(zhì)水平：Hood 等[4]對帕金森病模型動物進(jìn)行跑步機(jī)訓(xùn)練，可使運動皮質(zhì)中TH 表達(dá)增加，提高TH 活性，促進(jìn)多巴胺能神經(jīng)生長，提高帕金森病患者運動能力。Arnold 等[5]的研究表明，跑步機(jī)訓(xùn)練可促使囊泡釋放，多巴胺增加，突觸數(shù)目增多，多巴胺清除減少，多巴胺轉(zhuǎn)運體表達(dá)上調(diào)，從而升高多巴胺能神經(jīng)遞質(zhì)水平。(2) 促進(jìn)神經(jīng)突觸的可塑性：Fisher 等[6]研究發(fā)現(xiàn)，帕金森病小鼠模型進(jìn)行強(qiáng)化跑步機(jī)運動可增加多巴胺D2 受體的數(shù)量，促進(jìn)神經(jīng)重塑。(3)促進(jìn)免疫系統(tǒng)激活：跑步機(jī)訓(xùn)練通過抑制小膠質(zhì)細(xì)胞活化，制延緩多巴胺能神經(jīng)元變性缺失，從而緩解帕金森病的癥狀[7]。

Bello 等[8]探索在跑步機(jī)上行走和在地面上行走兩種方案對PD 患者的效果的研究中，結(jié)果顯示，跑步機(jī)訓(xùn)練對帕金森的步態(tài)和平衡有特殊的治療作用，且步態(tài)參數(shù)改變可以維持在訓(xùn)練后一個月。且該研究第一次清楚的表明，與跑步機(jī)訓(xùn)練相關(guān)的影響和跑步機(jī)本身有關(guān)，而不是由于步行的數(shù)量，因為在地面組沒有發(fā)現(xiàn)類似影響。而其中的原因可能是跑步機(jī)訓(xùn)練后患者的平衡功能顯著改善，從而引起步幅增長，也有可能是跑步機(jī)訓(xùn)練能夠改善步幅的內(nèi)部調(diào)節(jié)機(jī)制[9]，但具體的機(jī)制目前仍不清楚，有待進(jìn)一步研究。

Trigueiro 等[10]研究也證實，跑步機(jī)訓(xùn)練能有效改善患者的運動障礙和平衡功能，同時，還提示額外增加身體負(fù)荷(5%或10%)對結(jié)果沒有影響。相反，近年來越來越多專家提倡減重支持訓(xùn)練。減重步行系統(tǒng)通過減重吊帶將人體懸吊， 使患者步行時髖部和雙下肢的負(fù)重減輕，提高患者步行穩(wěn)定性；同時減少了步行中下肢相關(guān)肌群的收縮負(fù)荷，改善和加大下肢關(guān)節(jié)的活動范圍，步幅相應(yīng)加大，從而提高了步行速度[11]。減重支持可以提高患者的運動穩(wěn)定性，增強(qiáng)訓(xùn)練效果，減輕看護(hù)者負(fù)擔(dān)，降低患者在康復(fù)訓(xùn)練中因身體平衡障礙而出現(xiàn)的意外風(fēng)險，同時減輕患者恐懼心理[12]。Miyai 等[13]研究了減重平板步行訓(xùn)練對PD 患者步態(tài)及癥狀的影響，減重步行訓(xùn)練與傳統(tǒng)的康復(fù)練習(xí)相比，運動功能改善更大，有減重支持的運動平板練習(xí)比沒有減重支持的練習(xí)更有效。還有研究表明跑步機(jī)訓(xùn)練結(jié)合外部反饋效果更優(yōu)化，比如視覺提示和音樂干預(yù)結(jié)合跑步機(jī)訓(xùn)練對帕金森病患者凍結(jié)步態(tài)和步幅改善更明顯[14-16]。

2 康復(fù)機(jī)器人

康復(fù)機(jī)器人(Rehabilitation robots) 作為一種新型機(jī)器人，它貫穿了康復(fù)醫(yī)學(xué)、 生物力學(xué)、 機(jī)械學(xué)、電子學(xué)、材料學(xué)、計算機(jī)科學(xué)及機(jī)器人等眾多領(lǐng)域，是一種自動化程度很高又有效的康復(fù)訓(xùn)練[17]。臨床上多采用瑞士Hocoma 公司研究開發(fā)的Lokomat 下肢機(jī)器人步態(tài)訓(xùn)練系統(tǒng)。該系統(tǒng)由外骨骼式矯正器 、減重支持系統(tǒng)和運動跑臺構(gòu)成，基于“重復(fù)、集中、任務(wù)導(dǎo)向”的理念，幫助患者模擬正常的生理步態(tài)模式進(jìn)行步行訓(xùn)練[18]。

在過去十幾年里，將機(jī)器人技術(shù)引入帕金森康復(fù)環(huán)境已經(jīng)從概念發(fā)展到現(xiàn)實，多項研究顯示，機(jī)器人訓(xùn)練是一種安全、可行、有效的康復(fù)方式，特別是PD 患者的步態(tài)恢復(fù)[19-21]。近幾年國內(nèi)也掀起了康復(fù)機(jī)器人的熱潮，劉燕平等[22]在常規(guī)康復(fù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行Lokomat 下肢康復(fù)機(jī)器人步行訓(xùn)練，結(jié)果顯示：治療組在訓(xùn)練Berg平衡量表(Berg Balance Scale，BBS)、即時起立行走測試(Timed Up and Go Test，TUGT) 和6min 步 行 試 驗(SixMinites Walking Test，6MWT)與治療前比較有顯著性提高(P＜0.05)，提示Lokomat下肢康復(fù)機(jī)器人可提高PD 患者平衡能力、步行能力和步行耐力。治療組訓(xùn)練后與對照組相比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P＜0.05)，提示Lokomat 下肢康復(fù)機(jī)器聯(lián)合常規(guī)康復(fù)訓(xùn)練方法治療PD 比單用常規(guī)治療效果較好。與陳登鐘等[23]的實驗結(jié)果基本一致，在 TUGT、步長、步速這些反應(yīng)行走功能的指標(biāo)上，機(jī)器人步行訓(xùn)練組效果較常規(guī)康復(fù)訓(xùn)練組更明顯，差異有顯著意義；對于BBS 得分的改善，兩組方法無顯著差異。對于平衡功能，兩組研究結(jié)果存在差異性，原因可能是兩組研究的實驗對象H-Y 分期不同以及參數(shù)設(shè)置不統(tǒng)一有關(guān)。

綜合康復(fù)訓(xùn)練結(jié)合機(jī)器人步態(tài)訓(xùn)練較單純的綜合康復(fù)訓(xùn)練在改善帕金森患者步行能力方面效果更顯著，這可能與以下的原因相關(guān)：可能是：(1)機(jī)器人系統(tǒng)輔助訓(xùn)練在一定時間內(nèi)進(jìn)行高密度的重復(fù)運動可以降低痙攣[24]，同時可以強(qiáng)化外周深淺感覺輸入[25]；(2)機(jī)器人輔助訓(xùn)練系統(tǒng)可以設(shè)定相應(yīng)的關(guān)節(jié)角度，糾正“小步態(tài)”，其強(qiáng)迫性運動以及平板速度的逐步增加，促使患者努力向前邁步；(3)機(jī)器人訓(xùn)練系統(tǒng)提供了充分的感覺反饋，屏幕上可以顯示患者的用力程度，同時控制患者進(jìn)行節(jié)律性步行；(4)帕金森疾病伴隨焦慮、抑郁等非運動癥狀，機(jī)器人訓(xùn)練系統(tǒng)較常規(guī)康復(fù)訓(xùn)練提供了安全的環(huán)境和充分的保護(hù)，利于恢復(fù)步行功能。

Lokomat 下肢康復(fù)機(jī)器人步態(tài)訓(xùn)練，可幫助患者進(jìn)行運動再學(xué)習(xí)，具備許多人工所無法比擬的特點，如長期、穩(wěn)定地定量運動輸入，并實時反饋，保證訓(xùn)練的一致性和持續(xù)性，實現(xiàn)訓(xùn)練方案及康復(fù)評估參數(shù)化，但是具體參數(shù)的設(shè)置還待進(jìn)一步規(guī)范，比如患者髖、膝關(guān)節(jié)屈伸角度的設(shè)定、步行的速度、減重程度等；同時由于樣本數(shù)量相對較少且缺乏長期的隨訪觀察，因此，對于下肢康復(fù)機(jī)器人的輔助治療，還有待更深入的研究。

3 自行車

近幾年，有研究表明，騎自行車的能力在PD 患者中驚人地保留下來。在關(guān)于這一現(xiàn)象的第一份報告中，有一段視頻顯示了一名58 歲的男子，他有10 年的PD 病史，患有嚴(yán)重的凍結(jié)步態(tài)，經(jīng)常摔倒在地，當(dāng)提供視覺提示時，也只能完成幾個步驟，根本不可能進(jìn)行轉(zhuǎn)彎，然而，患者在騎自行車和控制自行車方面沒有明顯的問題，跳下自行車，凍結(jié)步態(tài)又出現(xiàn)了[26]。這一現(xiàn)象激起了研究者通過模擬自行車訓(xùn)練可能改善帕金森患者步態(tài)異常，尤其是凍結(jié)步態(tài)的研究興趣。

自行車訓(xùn)練可以改善PD 患者的步態(tài)異常，特別是凍結(jié)步態(tài)，可能的原因是：(1)高強(qiáng)度的運動可以促進(jìn)神經(jīng)可塑性和神經(jīng)保護(hù)，防止多巴胺能細(xì)胞的丟失[27]。(2)高頻率的被迫踏板運動，可以激活大腦皮層和皮層下活動，功能MRI 的影像數(shù)據(jù)支持了這一機(jī)制。(3)自行車的旋轉(zhuǎn)踏板可以作為腿部的外部節(jié)奏提示[28]。(4)騎自行車的特殊條件，例如踏板的連續(xù)阻力和角動量可能會提供與步行不同的反饋[29]。根據(jù)幾項研究表明，被迫運動可以顯著改善運動癥狀[30-32]。一種新的方法被引入PD 患者的運動康復(fù)，這種方法使用一個固定的雙人自行車和一個健全的自行車教練，教練來幫助PD 患者以80-90 轉(zhuǎn)/分之間的節(jié)奏踏板，這個速度比他們自己騎行速度快了30%，根據(jù)測試，高頻率的串聯(lián)自行車顯著降低了PD患者的運動癥狀，特別是，震顫和運動遲緩明顯減少，而且這種改善是全身性的，上肢運動癥狀也得到了改善。但是每次康復(fù)都需要教練陪同，在現(xiàn)實康復(fù)中是不現(xiàn)實的，基于以上結(jié)果，研究者設(shè)計和開發(fā)了一款單騎智能運動自行車，基本框架是一個商用自行車底盤，同時配備了電機(jī)和控制設(shè)備，實時記錄騎手的心率、速度、能量等數(shù)據(jù)，自行車可支持兩種運動模式：靜態(tài)和動態(tài)騎行。在靜態(tài)模式下，電機(jī)通過反饋控制運行，車手控制自行車的踏板速度，在動態(tài)模式下，電機(jī)保持一個設(shè)定值的功率，同時保持一個指定速度。經(jīng)過實驗驗證，動態(tài)騎行較靜態(tài)騎行癥狀明顯改善[33]。Angea 等[34]的研究也證實了這一點，在動態(tài)模式下，電機(jī)保持75-85 轉(zhuǎn)/分，在靜態(tài)模式下，騎手決定踏板的節(jié)奏，經(jīng)過4 次訓(xùn)練后，結(jié)果顯示UPDRS評分在動態(tài)組有13.9%的改善，而在靜態(tài)組中又有0.9%的改善，動態(tài)組的TUG 也有16.5%的改善，而靜態(tài)組只有8%的改善。同時，由于低輸出功率和強(qiáng)迫運動，也降低了患者受傷、過度疲勞和不服從的風(fēng)險。Angea 等[35]還做了另一個實驗，將實驗分為騎車組和拉伸組，騎車組采用高頻率循環(huán)，拉伸組采用全身拉伸運動，干預(yù)2周過后，PD 患者的運動遲緩、僵硬和活動能力持續(xù)改善，效益在48小時內(nèi)得以維持，雖然沒有直接回答關(guān)于最佳訓(xùn)練頻率的問題，但它提供了有關(guān)的比較數(shù)據(jù)。

Nadeau A[36]等對PD 患者和健康人群都采用為期12 周的固定自行車有氧運動，結(jié)果兩組在有氧能力、執(zhí)行力和認(rèn)知能力都有明顯改善，只有PD 患者的步行速度和步頻有所改善，且訓(xùn)練相關(guān)的有氧能力改善和步行速度改善呈正相關(guān)，由于其穩(wěn)定舒適的坐姿，使用固定自行車進(jìn)行有氧運動對于PD 患者是可行的，也是安全的，但由于固定自行車所帶來的物理局限性(平衡障礙)和長久效益仍有待研究。

4 小結(jié)

對于PD 患者的步態(tài)康復(fù)，器械輔助康復(fù)訓(xùn)練越來越成熟，其中跑步機(jī)訓(xùn)練已成為一種常用的方法，其康復(fù)效果也比較明確。同時越來越多的研究將機(jī)器人和自行車作為PD 患者康復(fù)運動新方法，其效果也較顯著，并與跑步機(jī)訓(xùn)練做了一些對比。Picelli[37]等做了隨機(jī)對照試驗，將機(jī)器人輔助步態(tài)訓(xùn)練與同等強(qiáng)度的跑步機(jī)訓(xùn)練應(yīng)用于輕到中度PD 患者，結(jié)果兩組步態(tài)參數(shù)改善無差別，但在平衡功能方面，前者較后者改善明顯，可能與外骨骼式矯正器和體重支持系統(tǒng)有關(guān)。I.Arcolin[38]等將自行車訓(xùn)練和跑步機(jī)訓(xùn)練也進(jìn)行了對比，結(jié)果在6MWT、TUGT、UPDRS 測評中，取得了一樣的成績，但自行車較平板更方便更安全。

康復(fù)治療是帕金森病患者治療過程中重要的方法之一，是藥物治療和外科手術(shù)治療之外的補(bǔ)充，器械輔助康復(fù)訓(xùn)練能夠保證長期、穩(wěn)定地定量運動輸入，提供實時的反饋信息，保證訓(xùn)練過程中的一致性和持續(xù)性，實現(xiàn)訓(xùn)練方案及康復(fù)評估參數(shù)化，但是這些方法的作用機(jī)制以及效果長久性目前仍不明確，以及康復(fù)訓(xùn)練的頻率、強(qiáng)度、參數(shù)都還沒有具體的參考指南，仍需進(jìn)一步的研究。