JNER：慢性中风患者的机器人双手运动技能学习，轻度受损和中度受损患者与健康人之间的比较

中风是全世界长期残疾的主要原因，最常见的损伤之一是偏瘫，其特征是虚弱、缺乏控制、对侧上肢（UL）和下肢或半身肌肉张力增加，以及日常生活活动（ADL）的独立性恶化，尤其是行走、穿衣或进食。重要的是，其他损伤（如躯体感觉、视觉和认知）无论是单独的还是合并的，也会显著恶化ADL。大多数日常生活能力都需要熟练的双手协调，这可能会因中风而受损，从而导致失去独立性，进而导致生活质量下降50%。尽管在中风急性期提供了康复护理，但四年后仍有30%的患者受到参与限制。有人建议，神经康复不应只集中于损伤的手臂或手，而应考虑更多的双手动作和活动。单侧中风后，对侧UL的损伤会恶化双手行为，因此支持训练两个ULs以实现更好的（双手）ADL功能恢复的重要性。

有趣的是，在双侧合作运动期间（例如，打开瓶子），大多数中风患者的同侧与对侧（受损）UL之间的神经联合保持不变，这表明支持ADL手部合作运动的双侧训练的相关性。在双手训练期间，可以利用各种任务来促进ULs的密集和重复协调运动。针对不同的双手行为，提出了双手任务的分类。大体上，可以区分两种类型的任务：对称运动与同源肌肉（例如，双手同时拿起一个盒子）的任务和不对称运动与非同源肌肉（例如，切一块牛排）的任务。类似地，可以区分两种类型的任务目标：独立目标（例如，一只手同时举起杯子，另一只手同时举起杯子）和共同目标（例如，双手共同完成一项共同任务）。然而，在最熟练的日常生活能力中，双手动作是通过不对称的动作来完成的，这些动作相互配合以实现一个共同的目标，例如，扣上裙子或在驾驶汽车时换档。这种复杂的双手、合作、不对称的技能需要学习。大多数日常生活活动（ADL）需要双手合作运动。单侧中风可能严重损害双手ADL。中风（re）患者如何学会协调上肢（ULs）在很大程度上尚不清楚。目的是确定慢性幕上卒中患者是否能够实现双手运动技能学习（bim MSkL），并比较患者和健康人（HIs）之间的bim MSkL。本文发表在《J NeuroEngineering Rehabil》。

24名患者和10名HI连续3天接受不对称双手协调任务（回路）训练，该任务在REAplan®机器人中作为一项严肃的游戏实施。通过机器人手柄控制ULs的协调运动来控制一个共同的光标，他们在赛道上尽可能多地跑几圈（速度限制），同时将光标保持在轨迹内（精度限制）。主要结果是双手速度/准确性权衡（biSAT），我们使用双手协调系数（biCO）和双手力量（biFOP）作为次要结果。一些临床量表被用来评估运动和认知功能。根据国际功能、残疾和健康分类（ICF），使用了几种临床量表和测试来评估运动和认知功能。我们用Fugl-Meyer上肢测试（FMA-UE）]评估了UL的运动损伤，用方块测试（BBT）评估了手的灵巧度，用Jamar测功机评估了握力，用蒙特利尔认知评估（MoCA）评估了认知损伤。ADL的双手活动限制采用Abilihand问卷进行评估，参与限制采用中风影响量表（SIS）进行测量。

REAplan®上的双手任务

在连续三天的时间里，参与者在双手神经康复机器人上接受评估和训练。在第1天（D1），经过临床评估和短暂的REAplan®熟悉期后，参与者执行了双手接触任务。接下来，他们开始双手回路任务，基线评估包括三个1分钟的区块（休息时间间隔为30秒），然后是20个1分钟的训练区块（休息时间间隔为30秒）。在第2天（D2），重复相同的训练。在最后一天（D3），再次完成相同的训练后，参与者执行新的双手回路，以评估bim MSkL的泛化（3次：1分钟训练/30秒休息），并在D1进行BBT和GF，以评估单手操作的转移。在训练和泛化（NC）评估后，在D3上对双手触碰进行评估，以评估在同一机器人环境中但执行不同任务时的泛化能力。

改进biSAT、biCO、biFOP的回路任务

患者在biSAT和biCO上表现出改善。根据biSAT进展情况，HI患者的bim MSkL大于轻中度损伤患者（Fugl-Meyer评估上肢（FMA-UE）：28–55，n = 15） 但与轻度运动损伤患者无显著差异（FMA-UE:66，n = 9). biSAT进化与FMA-UE和中风影响量表之间存在显著正相关。HIs患者与第1组和第2组患者之间的基线biSAT没有显著差异。第2组biSAT的总体改善程度明显低于HIs(− 0.5 [− 0.8; − 0.2]，p = 0.0003），进展较慢。第一组（FMA-UE） = 66）在HIs和第2组之间表现出中等进展。在HIs和患者中，biSAT的每日进展反映了速度的增加。在HIs和患者中，biCO与biSAT大体上遵循相同的趋势，尽管第2组的基线双手协调性比HIs差。中风慢性期的患者能够学习并保留复杂的双手技能，并将性能改进推广到其他双手或单手任务。HIs的表现优于更严重损伤的患者（第2组，FMA-UE:28–65），他们在bim MSkL的大小和轨迹上都表现出很大的个体间差异。轻度损伤的患者（第1组，FMA-UE:66）在HIs和第2组之间表现为中度进展。

鉴于9名中风慢性期患者的FMA-UE评分正常，我们决定将患者分为两组。第1组（FMA-UE） = 66，n = 9） 和HIs相比，biSAT的总体进展并没有显著差异。第2组（FMA-UE） < 66，n = 15） biSAT的总体进展明显低于HIs。然而，第2组的患者达到了bim MSkL，包括保留和泛化，并且似乎没有达到上限；然而，在进一步的训练后，他们的能力是否最终能与第一组相匹配还没有确定。

总之，HI患者和在机器人设备上接受慢性中风训练的患者都达到了bim MSkL，尽管受损程度越高的患者效率越低。

Gerardin, E., Bontemps, D., Babuin, NT. et al. Bimanual motor skill learning with robotics in chronic stroke: comparison between minimally impaired and moderately impaired patients, and healthy individuals. J NeuroEngineering Rehabil 19, 28 (2022). https://doi.org/10.1186/s12984-022-01009-3