智能有氧踏车训练对不同病程脑梗死患者的效果

韩凯月，刘光亮，苏文龙,4，唐芷晴，张皓,4,5

1.首都医科大学康复医学院，北京市 100068；2.中国康复研究中心北京博爱医院，北京市 100068；3.良乡医院，北京市 102401；4.康复大学，山东青岛市 266000；5.山东大学齐鲁医学院，山东济南市 250100

0 引言

脑卒中是国内致死率和致残率很高的疾病之一[1]，其中脑梗死占70%[2]，患者常伴下肢运动功能和心肺功能障碍[3]，严重影响生活质量。有氧踏车训练是一种重复性运动学习任务，可通过激活脑网络和诱导神经重塑促进患者功能恢复[4]。但目前临床应用的常规有氧踏车实用性不佳[5]。

本研究采用智能有氧踏车训练系统，集监测、训练和生物反馈功能为一体，可实时监测患者生理指标，并结合功能情况制定和调整训练方案，实现训练数据的自动保存和对比分析。本文研究智能有氧踏车训练对不同病程脑梗死患者下肢运动功能、心肺功能和日常生活活动(activities of daily living,ADL)能力的影响，探讨其最佳介入时间。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取2019 年11 月至2021 年11 月北京博爱医院收治的脑梗死患者138 例，符合“中国脑血管疾病分类2015”脑梗死分类标准[6]，并经颅脑CT或MRI证实。

纳入标准：①年龄51～80 岁；②首次发病，单侧肢体瘫痪；③病程≤6 个月，生命体征稳定；④下肢Brunnstrom分期≥Ⅲ期；⑤签署知情同意书。

排除标准：①进展型脑卒中；②短暂性脑缺血发作；③血压不稳定；④严重心肺疾病或其他神经系统疾病；⑤严重认知障碍、理解性失语；⑥患侧下肢严重痉挛或关节活动范围严重受限等，无法配合评定或治疗。

剔除与脱落标准：①因病情加重或出现严重并发症等各种原因无法继续训练；②患者或家属主动退出。

采用分层随机方法，将患者按照病程＜1 个月(n=46)、1～3个月(n=46)、＞3～6个月(n=46)进行分层，各病程下采用SPSS 26.0 生成随机数，分为试验组(n=23)和对照组(n=23)。两组一般资料无显著性差异(P＞0.05)。见表1。

表1 两组一般资料比较

本研究经中国康复研究中心医学伦理委员会审查批准(No.2019-126-1)。

1.2 方法

所有患者均接受降压、降脂、控制血糖、抗血小板、营养神经等药物治疗和常规康复训练，试验组在对照组治疗的基础上加智能有氧踏车训练。

1.2.1 常规康复训练

包括物理治疗和作业治疗。物理治疗以Bobath法为主，包括关节活动度训练、肌力训练、坐位平衡训练、坐站转移训练和步行能力训练等；作业治疗包括磨砂板、滚筒、木钉和ADL训练等。每次30 min，每天1次，每周5 d，共8周。

1.2.2 智能有氧踏车训练

采用智能有氧踏车(德国ERGOLINE 公司)，主动训练模式，以心率为强度指标：

靶心率=(最大心率-静息心率)×(60%～80%)+静息心率[7-8]

患者全程佩戴心电监护仪实时监测心率，每5 分钟记录1 次血压。①准备期：调整座椅前后距离和靠背角度，患者双侧膝关节微曲，束带固定患足。②热身期：启动治疗，嘱患者双下肢用力踩踏板进行无阻力踏车训练，50～60 r/min，运动5 min。③运动期：以10 W/min递增功率升至患者靶心率，之后通过调整转速使患者心率维持于靶心率范围，运动20 min。④放松期：恢复无阻力踏车训练，运动5 min。

训练过程中，设置靶心率、血压等监测参数，超出设定值时设备自动报警提醒，应降低训练强度，必要时停止训练并给予对症处理[9-10]。

1.3 评定指标

治疗前、治疗4 周和8 周后的2 d 内，由同一位康复治疗师完成评定。治疗师对分组情况不知情。

1.3.1 运动功能评定

采用Fugl-Meyer 评定量表下肢部分(Fugl-Meyer Assessment-Lower Extremities,FMA-LE)评定患者下肢感觉运动功能，满分34分，评分越高表示下肢感觉运动功能越好[11]。

1.3.2 心肺功能评定

采用心肺运动试验测试峰值摄氧量(peak oxygen uptake,VO2peak)[12]。患者坐位，佩戴面罩和呼气采集管，首先行无阻力踏车运动2 min，以10～30 W/min递增功率至患者最大耐受量，检测呼气采集管气体，测定VO2peak。患者全程佩戴心电监护仪，若出现高危生命体征时，终止测试。

6 分钟步行试验(6 Minute Walk Test,6MWT)：嘱患者在平直走廊里尽可能快地行走，记录6 min 的步行距离，步行距离越长，代表心肺功能越好[13]。

1.3.3 ADL评定

采用改良Barthel 指数(modified Barthel Index,MBI)评定患者的ADL能力，满分100分，评分越高代表ADL越好[14]。

1.4 统计学分析

采用Excel 软件记录数据，采用R Studio 软件进行统计学分析。计数资料以频数表示，组间比较采用χ2检验。计量资料符合正态分布，以()或(95%CI)表示，采用lmerTest 软件包[15]建立线性混合模型，利用EMMEANs包进行简单效应分析。最终建模为：

模型＜-lmer(得分-时间+治疗+病程+治疗*时间+病程*治疗+(1|个体),数据)。

显著性水平α=0.05。

2 结果

2.1 总体疗效

两组治疗后各时间点FMA-LE 评分、6MWT、VO2peak 和MBI 评分均较前一时间点显著改善(P ＜0.001)。治疗4 周和8 周后，试验组FMA-LE 评分、6MWT、VO2peak 和MBI 评分均优于对照组(P ＜0.05)。见表2～表5。

表2 两组治疗前后FMA-LE评分比较

表3 两组治疗前后VO2peak比较 单位：mL·kg-1·min-1

表4 两组治疗前后6MWT比较 单位：m

表5 两组治疗前后MBI评分比较

2.2 不同病程患者的疗效比较

病程＜1 个月的患者中，试验组FMA-LE 评分、VO2peak 和6MWT 优于对照组(P＜0.05)；病程1～3 个月的患者中，试验组6MWT 和MBI 评分均优于对照组(P＜0.05)。病程＞3～6 个月的患者中，各项测试均无显著性差异(P＞0.05)。见表6～表9。

表6 两组不同病程FMA-LE评分比较

表7 两组不同病程VO2peak比较 单位：mL·kg-1·min-1

表8 两组不同病程6MWT比较 单位：m

表9 两组不同病程MBI评分比较

3 讨论

脑卒中是全球最常见的致残性疾病之一[16]，有氧踏车训练可打破体力活动不足和功能衰退的恶性循环，促进患者康复[17]。本研究采用的智能有氧踏车训练系统，集训练、监测和生物反馈功能为一体，打破常规有氧踏车应用的局限[18-19]，以功率为单位设置训练方案，并对心率、心电图、血压等重要生理指标进行实时监测和预警提示，还可提供关于力量对称性的视觉生物反馈，实现训练数据的自动保存和对比分析。

目前关于有氧踏车的临床研究存在一定局限性，如未区分卒中类型[20]和卒中病程[21]。本研究显示，针对双下肢任务重复性训练的智能有氧踏车，显著改善病程＜1 个月脑梗死患者的下肢运动功能、心肺功能和ADL，训练时间越长，康复效果越好。这与Da Ro‐sa Pinheiro 等[22]的研究结果一致。任务重复性训练可诱导适应性神经重塑[23]，有利于患者的运动感知和运动再学习，系统恢复肌肉协同作用[24]。Raimundo 等[25]提出，有氧踏车训练不仅可提高运动功能，还能通过提高交感神经的驱动力影响脑卒中患者的心肺适能。袁建容等[26]和范星月[5]也发现，有氧踏车训练显著改善脑卒中患者心肺功能、ADL和生活质量。可能的机制为：①减少肌萎缩，改善骨骼肌功能[27]；②促进心肌细胞重塑，增强舒张功能，进而改善泵血功能[28]；③增加患者肺部气体交换量，提高血氧含量，改善心肺功能[29]；④促进血管内皮细胞再生，刺激分泌血管紧张素，改善血管形态，提高血管适应性[30]。

Tang 等[31]发现，亚急性期脑卒中患者长期坚持有氧踏车训练有助于提高运动能力和步行能力。有氧踏车训练是一种交替性屈伸运动，脑卒中偏瘫患者患侧下肢多在健侧不同程度辅助下参与运动，故短时间有氧踏车训练可能并不能明显改善患侧下肢的运动功能。Vanroy 等[32]发现，3 个月有氧踏车训练改善亚急性期脑卒中患者的下肢力量、步速和有氧运动能力，但在6 个月和12 个月随访中未发现有显著性差异。本研究显示，有氧踏车训练时间越长，康复效果越好。但本研究未进行随访，无法确定长期疗效。

脑卒中患者在发病后最初几周存在一定程度自发恢复[33]。Cramer[34]发现，在自发恢复的基础上进行康复干预可有效促进患者功能恢复。为降低自发恢复等其他因素影响，本研究将不同病程的脑卒中患者随机分为试验组和对照组，采用线性混合模型进行统计分析，结果表明智能有氧踏车训练尤其改善病程＜1 个月脑梗死患者的下肢运动功能和心肺功能。

本次研究仅针对脑梗死患者，且未随访。后续可针对不同卒中类型进行长期随访研究。此外，本研究的训练强度依据患者靶心率制定，未来可进一步探讨个性化训练方案，为临床提供更多参考。

利益冲突声明：所有作者声明不存在利益冲突。