JNER：Kickstart步行辅助系统改善脑卒中患者平衡和步行功能的可行性研究

近三分之一的中风发生在65岁以上的人群中，大多数中风患者都有行走障碍。肌肉质量和肌力的减少经常会阻碍他们的日常活动，限制他们在床上活动，反而更加速神经肌肉系统的退化。由治疗师为中风患者提供的常规步态疗法可以提高步态速度和耐力。结果取决于治疗师的专业水平，而治疗师的技能可能因经验和专业知识的不同而有很大差异。康复设备设备，如体重支持系统或机器人辅助步态训练设备，如Lokomat，还存在其他问题，如过于昂贵和笨重，可能需要高超的技术才能操作，因此可能不适合广泛使用。因此，近年来，轻便且易于操作的外骨骼已成为流行，它可以帮助无法独立站立的中风患者恢复站立和行走的能力。

Kickstart®步行辅助系统是一种康复设备，由一根皮带、一个外部支撑结构和一个外腱组成。外腱的作用类似于人工肌腱，它在站立阶段储存能量，在步态周期的摆动阶段释放能量。外腱机制的灵感来源于马后肢的解剖特征：在马后肢中，几个长肌腱跨越多个关节，在站立阶段，肌腱拉伸并储存能量，然后将储存的能量用于启动步态摆动，从而减少肌肉疲劳。与其他机器人下肢外骨骼系统相比，Kickstart步行系统重量更轻，更易于穿戴和起飞，而且价格低廉。Kickstart步行系统可以提高佩戴者的步行速度和耐力。与Lokomat等更严格控制的外骨骼系统不同，轻量级、弹簧加载的Kickstart步行系统可以更轻松地与环境交互，这将是一种更具探索性的方式。

本研究的目的是确定在中风幸存者样本中使用Kickstart步行系统的可行性，这些患者处于疾病的亚急性和慢性阶段，并在住院康复中心接受治疗。研究参与者在使用外骨骼行走5天后，在使用/不使用该装置的情况下进行了多项测试。结果测量包括：（a）步态测量，（b）平衡测量和（c）外骨骼使用反馈问卷。 本文发表在《Journal of NeuroEngineering and Rehabilitation》。

在本研究中，从同济大学医学院上海扬子康复医院（上海阳光康复中心）招募了30名中风患者、 每位参与者都必须签署医院审查委员会批准的知情同意书。参与实验的志愿者为2018年9月至12月期间入住住院康复中心的志愿者。研究参与者符合以下纳入标准：（1）第四届中国全国脑血管病会议制定的中风诊断标准，根据WHO中风标准定义进行修改；（2） 头颅CT/MRI证实；（3） 诊断原发性皮质下缺血性卒中，病程超过1个月；（4） 独行能力 > 20米，带或不带助行器。排除标准如下：（1）有严重心律失常史；（2） 周围神经损伤；（3） 高血压失控；（4） 严重的骨科疾病；（5） 慢性疼痛；严重认知障碍。

显示了患者在在a直立姿势和b下蹲姿势下进行负重下蹲试验的设置，图c显示了一名非研究参与者在步态实验室的一组力平台上行走

本研究中使用的被动步态辅助设备是Kickstart®步行辅助系统（Real Star康复中心，中国上海）。该装置是一种被动外骨骼装置，具有与腿部外侧平行的外腱，并穿过髋关节、膝关节和踝关节上的滑轮。在每次训练之前，将外骨骼装置连接到受试者受影响较大的肢体上。装置牢固连接后，使用连接在腰带侧面圆盘上的棘轮调整外腱的松紧度，直到受试者感觉到辅助，并能将脚从地面上移开。使用附在圆盘上的标签记录棘轮咔嗒声的次数。使用10-MWT和TUG试验进行评估。

使用NeuroCom平衡仪（NeuroCom International，Clackamas，OR）的负重/下蹲测试进行评估。在不使用外骨骼装置和使用外骨骼装置的情况下，测量每个患者各肢体的相对负重。每个参与者都进行了6米的地面行走试验，每个人都有和没有外骨骼。使用8摄像头3D运动捕捉系统（Vicon Motion Systems Ltd.UK）以100 Hz的采样频率，使用21个反光标记跟踪每位参与者的步态。这些标记被放置在特定的解剖标志处。研究参与者填写了一份1-5 Likert量表问卷，共有8个项目。包括：步态改善、速度改善、稳定性改善、佩戴设备的方便性、舒适度、信心水平、使用意愿和同行推荐。

对于负重下蹲试验、10-m步行试验的结果

与未佩戴该设备相比，当参与者佩戴Kickstart步行系统时，负重不对称性降低。10米步行测试所花费的时间也减少了，但在TUG测试中没有差异。步态分析数据显示步进时间和双支撑时间减少。中风患者对Kickstart步行系统改善平衡、速度和步态的能力持肯定态度。此外，他们的信心水平和使用该设备的意愿也是积极的。

当中风患者佩戴Kickstart步行系统时，外腱在步态的站立阶段储存能量，在步态的摆动阶段释放能量。这意味着瘫痪的一侧需要从其虚弱的肌肉获得较少的推进力。这导致了步行性能的改善，并减少了执行10MWT所需的时间。 穿戴Kickstart步行系统后，TUG试验没有明显改善。定时启动和启动测试为中风幸存者的功能性活动提供了一个简单而快速的评估。结果可能并不令人惊讶，因为TUG测试有从坐到站再到行走的过渡部分。虽然Kickstart步行系统对步行有明显的好处，但它在从坐姿过渡到站姿方面的作用可能有限，或者需要更多的练习才能掌握。

佩戴Kickstart步行系统后，瘫痪一侧和DST的步行时间缩短。这种情况发生时，步长没有明显缩短。再加上10MWT的结果，这意味着中风患者能够走得更快，而不会影响行走距离或步数。已知中风幸存者的步幅时间比对照组长，步幅短，这些可以通过训练得到改善。因此，Kickstart步行系统的协助有助于扭转这些中风症状。因此，使用被动装置进行长时间的训练在使这些急性观察更持久方面具有很大的潜力。此外，中风幸存者的DST持续时间也较长。

步态分析还表明，中风幸存者佩戴Kickstart步行系统后，步幅明显变宽。这可能与作为被动装置一部分的相对较大的训练鞋有关。与健康对照组相比，中风幸存者走路的步幅更宽，原因可能与设备有关，因为中风幸存者走路也很慢。该可行性研究的一个重要部分是确定中风幸存者是否对使用该设备改善其功能结果感到积极。结果好坏参半。一般来说，中风患者认为使用外骨骼可以提高稳定性、步态和行走速度。此外，中风患者认为他们对该装置有信心并愿意使用它。 

这些发现表明了使用Kickstart步行系统改善中风幸存者步行性能的可行性。未来的目标是在更大的中风患者样本中进行更长时间的研究，进行更全面的前后测试。

Yao, J., Sado, T., Wang, W. et al. The Kickstart Walk Assist System for improving balance and walking function in stroke survivors: a feasibility study. J NeuroEngineering Rehabil 18, 42 (2021). https://doi.org/10.1186/s12984-020-00795-y