研究表明，约80%的脑卒中患者有肢体功能障碍，40%的患者可以恢复独立行走[1]，20%的脑卒中后偏瘫患者会遗留足下垂、内翻症状[2]，导致患者步行周期中总是用足尖先接触地面，呈现出足下垂步态，影响站立和行走，并且容易造成关节损伤和摔倒[3]，严重影响患者的日常生活能力，给个人和社会带来负担。因此，探索安全有效、减少人力成本的方法来纠正脑卒中后足下垂，是临床康复工作者不断关注的问题。

功能性电刺激（functional electrical stimulation，FES）同步下肢康复机器人辅助步行训练是一种新的治疗方法。国内外一些研究者已证实该治疗方法对于改善脑卒中患者步行功能的可行性和有效性[4-6]。但是有待进一步探讨该治疗手段对于脑卒中后足下垂患者踝部功能的影响。基于上述背景，本研究选取福建中医药大学附属康复医院收治的40 例脑卒中患者作为研究对象，旨在观察FES 联合Lokomat 下肢康复机器人对脑卒中后足下垂患者踝部运动功能和步行的临床疗效，现报道如下。

选取2017年9月～2019年8月福建中医药大学附属康复医院收治的40 例脑卒中患者作为研究对象，按照入院顺序进行编号，然后选用随机数字表法将其分为对照组（n=20）和实验组（n=20）。两组患者的一般资料比较，差异无统计学意义（P＞0.05）（表1），具有可比性。本研究经福建中医药大学附属康复医院医学伦理委员会审核通过，全部患者签署知情同意书。

纳入标准：①所有患者均符合全国第四届脑血管病学术会议确定的脑卒中诊断标准[7]，且均符合脑卒中诊断标准，具有脑卒中所致的足下垂表现；②患者均为首次、单侧发病，生命体征稳定；③患者病程1～6 个月，年龄35～75 岁，体重＜135 kg，身高＜200 cm；④患者患侧下肢Brunnstrom 分期Ⅱ期或以上，下肢痉挛状态（modified ashworth，MAS）2 级或以下；⑤患者在拄拐或在监视下步行15 m 以上；⑥患者对低频电刺激敏感，可出现预期动作；⑦患者无认知功能障碍，能充分理解治疗并遵照执行。

排除标准：①非脑卒中（如外周神经疾病等）所致的足下垂患者；②足下垂伴有严重关节挛缩、畸形等关节损伤合关节疾病等不适合行走者；③脑卒中后伴有严重的并发症者，如严重心脏疾病、严重感染，严重糖尿病等不适合进行本研究者；④皮肤极度敏感的患者。

两组病例入院后均参照《中国脑卒中康复治疗指南（2011 完全版）》[7]进行常规康复治疗。主要方法包括：神经发育疗法（Bobath、Brunnstrom、Rood、神经肌肉本体感觉促进技术）、运动再学习、作业治疗、理疗、假肢与矫形器的应用、针灸治疗、心理治疗等。

1.2.1 实验组 实验组患者应用FES 同步Lokomat 全自动下肢康复机器人辅助进行脑卒中后足下垂患者的步行训练。

FES 采用江苏德长医疗科技有限公司的产品DC-L-500 智能助行仪。将电极座贴置于腓总神经出口及胫骨前肌上，治疗师设置合理的电刺激参数，调节到患足出现背伸、外翻动作，电刺强度以患者能耐受为度，正相矩形波，脉宽100～300 μs，脉冲频率20～45 Hz）。进行上述电刺激时，患者保持站立位，将患足垂直于地面。下肢机器人采用Lokomat 全自动下肢步行训练与评估系统（Hocoma、Volketswil、Switzerland）[9]，主要由外骨骼式矫正器、减重支持系统和运动跑台组成。在Lokomat 下肢机器人上先进行功能性电刺激仪参数设置（设置起步角、停止角和站立角）以达到Lokomat 下肢康复机器人上随着下肢摆动相和首次触地时进行刺激，支撑相时停止刺激，达到自然的步态。治疗强度为20%～50%的减重支持、30%～90%的引导力量、1.5～1.7 km/h 的步行速度[10]，30 min/次，3次/周，持续4 周。

1.2.2 对照组 对照组患者应用的FES 同步人工辅助步行训练。功能性电刺激的产品参数和刺激参数均同实验组。在平地上调节好FES，由1 名治疗师辅助患者在平地上进行步行训练，协助患者达到FES 刺激信号与步行周期同步。训练时间30 min/次，3 次/周，持续4 周。

于治疗前及治疗4 周后，采用胫骨前肌和腓肠肌的积分肌电图（intergrated EMG，iEMG）[8]、拮抗肌协同收缩率（EMG co-contraction ratio，CR）、综合痉挛量表（composite spasticity scale，CSS）[9]、功能性步行量表（functional ambulation category，FAC）[10]、10 m 最大步行速度（10MWT）[11]分别对两组患者的治疗效果进行评定。

1.3.1 胫骨前肌和腓肠肌的iEMG、CR 评估患侧踝背伸和踝跖屈时，两组患者胫前肌和腓肠肌的主动收缩能力和拮抗肌协同收缩能力，应用Biography 表面肌电图仪（加拿大）进行表面肌电测试。拮抗肌CR（%）＝（拮抗肌iEMG/主动肌iEMG+拮抗肌iEMG）×100%。

1.3.2 CSS 评分 评估两组患者的踝关节痉挛情况，包括肌张力（0～8 分）、跟腱反射（0～4 分）和踝阵挛（1～4分）3个方面。7 分以下为无痉挛，8～9 分为轻度痉挛，10～12 分为中度痉挛，13～16 分为重度痉挛。

1.3.3 FAC 评分 评估两组患者的步行能力，采用FAC分级进行考察，从患者不能步行到能独立步行到任何地方，共分为6 个等级评分（0～5 分），分级越高，表示患者的步行功能越好。0 分：患者不能走或需两个人帮助下行走；1 分：患者需在1 人持续不断地帮助减重及维持平衡下行走；2 分：患者在一人持续或间断扶持下行走；3 分：患者无需他人直接的身体扶持，但仍需要1 人监护或言语指导；4 分：可在平坦地面上独立行走，但在上下坡、楼梯等仍需他人帮助或扶持；5分：完全独立，可在任何地方都能独立行走。

1.3.4 10MWT 评估两组患者的最大步行速度。每例患者各测试3 次，每次步行测试间隔可以休息，最大步行速度评测值取患者评测3 次中最快一次的数值，并以m/s 方式来描述步行速度评测值。

采用SPSS 22.0 统计学软件进行数据分析，计量资料用均数±标准差（±s）表示，两组间比较采用独立样本t 检验，组内比较采用配对样本t 检验；计数资料采用率表示，组间比较采用χ2 检验，以P＜0.05 为差异有统计学意义。

治疗前，两组患者的踝背伸胫前肌iEMG、踝跖屈腓肠肌iEMG 比较，差异无统计学意义（P＞0.05）；治疗后，两组患者的踝背伸胫前肌iEMG、踝跖屈腓肠肌iEMG 均高于治疗前，差异有统计学意义（P＜0.05）；且治疗后，实验组患者的踝背伸胫前肌iEMG、踝跖屈腓肠肌iEMG 均高于对照组，差异有统计学意义（P＜0.05）（表2）。

治疗前，两组患者的踝背伸拮抗肌CR、踝跖屈拮抗肌CR 比较，差异无统计学意义（P＞0.05）；治疗后，两组患者的踝背伸拮抗肌CR 高于治疗前，踝跖屈拮抗肌CR 低于治疗前，差异有统计学意义（P＜0.05）；治疗后，实验组患者的踝背伸拮抗肌CR 高于对照组，踝跖屈拮抗肌CR 低于对照组，差异有统计学意义（P＜0.05）（表3）。

表1 两组患者一般临床资料比较（n）

表2 两组患者治疗前后踝背伸胫前肌iEMG、踝跖屈腓肠肌iEMG 的比较（mVs，±s）

治疗前，两组患者的CSS 评分比较，差异无统计学意义（P＞0.05）；两组患者治疗后的CSS 评分均低于本组治疗前，差异有统计学意义（P＜0.05）；且实验组患者治疗后的CSS 评分低于对照组，差异有统计学意义（P＜0.05）（表4）。

表3 两组患者治疗前后踝背伸拮抗肌CR、踝跖屈拮抗肌CR 的比较（%，±s）

表4 两组患者治疗前后CSS 评分的比较（分，±s）

治疗前，两组患者的FAC 评分比较，差异无统计学意义（P＞0.05）；两组患者治疗后的FAC 评分均高于本组治疗前，差异有统计学意义（P＜0.05）；实验组患者治疗后的FAC 评分高于对照组，差异有统计学意义（P＜0.05）（表5）。

表5 两组患者治疗前后FAC 评分的比较（分，±s）

治疗前，两组患者的10MWT 比较，差异无统计学意义（P＞0.05）；实验组患者治疗后的10MWT 均大于本组治疗前，差异有统计学意义（P＜0.05）；实验组患者治疗后的10MWT 大于对照组，差异有统计学意义（P＜0.05）（表6）。

表6 两组患者治疗前后10MWT 的比较（m/s，±s）

脑卒中后足下垂是影响步态及步行能力的重要因素之一，FES 对脑卒中足下垂内翻是实用的，具有长期较好的成本-效益[12-14]。且不断有研究者在探寻更多有效的联合方式以促进脑卒中患者的踝部功能和步行功能[15]。但是在使用FES 时，发现刺激信号与步行周期不同步，不能长期、稳定地给患者输入正确步态。除此之外，训练缺乏有趣性，降低患者积极性。

FES 结合下肢机器人训练是一种新的治疗方法，一方面应用FES 感应步行时小腿倾斜角度变化，刺激及唤醒腓总神经通路和突触，促进患者完成踝部活动，从而控制足部运动，矫正足下垂、内翻；另一方面同步下肢机器人辅助进行步行训练，刺激其“中枢模式发生器（center pattern generator，CPG）”，当特定感觉传入后，CPG 产生步行中屈肌和伸肌交替转换的神经节律冲动，产生迈步动作[16]。许多研究者已将下肢机器人辅助步行训练应用于脑卒中患者，结果发现可改善脑卒中后的平衡功能、步行能力、步行对称性、步速以及心肺耐力等，证实其有效性[17-18]。但是有学者发现单纯应用下肢机器人辅助步行训练时缺乏踝关节的主动活动[14，19]。因此，将FES 与下肢康复机器人同步进行治疗，可以弥补这两种方法单独使用时的不足，在步行训练时输入接近生理模式的步态，提供重复运动、长期、安全、稳定地定量运动输入，保证训练过程中的一致性和持续性，实时的反馈信息，提高患者积极性。

本研究应用表面肌电图来进行FES，结合下肢机器人训练对于踝部肌群肌电信号的改变，将iEMG 和CR 作为主要的结果指标。结果显示，治疗后，两组患者的踝背伸胫前肌iEMG、踝跖屈腓肠肌iEMG 均高于治疗前，差异有统计学意义（P＜0.05）；且治疗后，实验组患者的踝背伸胫前肌iEMG、踝跖屈腓肠肌iEMG 均高于对照组，差异有统计学意义（P＜0.05）；治疗后，两组患者的踝背伸拮抗肌CR 高于治疗前，踝跖屈拮抗肌CR 低于治疗前，差异有统计学意义（P＜0.05）；治疗后，实验组患者的踝背伸拮抗肌CR 高于对照组，踝跖屈拮抗肌CR 低于对照组，差异有统计学意义（P＜0.05）。提示FES 同步下肢康复机器人辅助步行训练，可以提高踝部背屈时的胫前iEMG，并且可以减低CR，尤其是降低踝部背屈时腓肠肌的CR。即FES 结合下肢机器人可以改善脑卒中后足下垂患者的踝部肌群主动收缩能力，效果优于对照组。实验组在步行时，一旦发生踝痉挛，将自动停止训练，这种保护机制可以有效防止痉挛的加重。下肢机器人包括减重支持系统，通过减少重力，延长患侧肢体支撑时间，提高胫前肌力量和降低小腿三头肌的张力，从而减少踝部跖屈痉挛，改善足下垂。另外，本研究结果显示，两组患者治疗后的FAC 评分均高于本组治疗前，差异有统计学意义（P＜0.05）；实验组患者治疗后的FAC评分高于对照组，差异有统计学意义（P＜0.05）。分析原因，一方面与步行训练相关，另一方面，与踝部背伸力量和主动活动改善相关。该研究结果与刘燕平等[6]将该方法应用于脑卒中步行功能障碍患者的研究结果一致，同时也分析两组治疗结果的差异是由踝部控制和踝部肌电信号相关。

综上所述，应用FES 与Lokomat 全自动下肢康复机器人相结合，不仅可以改善脑卒中后足下垂患者的后踝背屈力量和踝部痉挛情况，矫正踝部足下垂，还可以改善步行功能和步行速度，可在临床中推广应用。

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Efficacy study of functional electrical stimulation synchronous lower limb rehabilitation robot on ankle function in patients with foot droop after cerebral apoplexy

LIU Yan-ping1,2 LIN Qian1,2 CHEN Deng-zhong1,2 LI Zhong-yuan1,2 MA Qi-shou1,2 YANG Huang1,2
1.Department of Physical Therapy,Rehabilitation Hospital Affiliated to Fujian University of Traditional Chinese Medicine,Fujian Province,Fuzhou 350003,China;2.Fujian Provincial Key Laboratory of Rehabilitation Technology,Fuzhou 350003,China

[Abstract]Objective To explore the clinical effect of functional electrical stimulation(FES)synchronous Lokomat lower limb rehabilitation robot on ankle function in patients with foot droop after cerebral apoplexy.Methods A total of 40 patients with stroke admitted to the Rehabilitation Hospital Affiliated to Fujian University of Traditional Chinese Medicine from September 2017 to August 2019 were selected as the research objects,and they were divided into control group(n=20)and experimental group(n=20)by random number table method.Patients in the control group received FES synchronous artificial assisted walking training,and patients in the experimental group received FES synchronous Lokomat lower limb rehabilitation robot assisted walking training.Before treatment and 4 weeks after treatment,the integrated electromyography(iEMG),the EMG co-contraction ratio(CR)of the ankle-dorsal extensor tibialis anterior muscle and ankle-plantar flexor gastrocnemius muscle,composite spasticity scale(CSS),functional ambulation category(FAC),and 10 meter maximum walking speed(10MWT)were compared between the two groups.Results Before treatment,there were no significant differences in iEMG of ankle-dorsal extensor tibialis anterior muscle,iEMG of ankleplantar flexor gastrocnemius muscle,CR of ankle-dorsal extensor antagonist muscle,CR of ankle-plantar flexor gastrocnemius muscle,CSS score,FAC score and 10MWT between the two groups(P＞0.05).After treatment,the iEMG of ankle-dorsal extensor tibialis anterior muscle,iEMG of ankle-plantar flexor gastrocnemius muscle,FAC scores in the two groups were higher than those before treatment,with statistical significances(P＜0.05).After treatment,the CR of ankle-dorsal extensor antagonist muscle in the two groups were higher than those before treatment,CR of ankle-plantar flexor gastrocnemius muscle and CSS scores in the two groups were lower than those before treatment,10MWT in the two groups were all higher than those before treatment,with statistically significant differences(P＜0.05).After treatment,the iEMG of ankle-dorsal extensor tibialis anterior muscle,iEMG of ankle-plantar flexor gastrocnemius muscle,FAC scores in the experimental group were all higher than those in control group,and 10MWT in the experimental group was higher than that in control group,with statistically significant differences(P＜0.05).After treatment,the CR of ankle-dorsal extensor antagonist muscle in the two groups were higher than those before treatment,CR of ankle-plantar flexor gastrocnemius muscle and CSS scores in the experimental group were lower than those in the control group,10MWT in the experimental group was higher than that in the control group,with statistically significant differences(P＜0.05).Conclusion FES synchronous Lokomat lower limb rehabilitation robot assisted walking training,can significantly improve the ankle function and walking ability of patients with foot droop after cerebral apoplexy.

[Key words]Cerebral apoplexy;Lower limb rehabilitation robot;Functional electrical stimulation;Foot drop

[基金项目]中央引导地方科技发展专项（2018L3009）；福建省卫生计生青年科研课题（2017-2-53）

[作者简介]刘燕平（1989-），女，福建武平人，硕士，主管治疗师，研究方向：神经疾病康复和产后康复

（收稿日期：2020-11-24）