实时听觉反馈助力中风患者步态康复：角度策略与功能关联

为探究实时听觉反馈对中风患者步态影响，研究人员开展相关研究，发现聚焦腿部伸展角的反馈可改善步态，对低体能患者更有效。

　　

一、研究背景：中风患者的步态困境与康复探索

在日常生活中，行走是人们最基本的活动之一。然而，对于中风患者来说，恢复正常的步态却成为一项艰巨的任务。中风会导致患者下肢运动功能受损，进而影响他们的行走能力，这不仅降低了患者的生活质量，还限制了他们参与日常活动的范围。

提高中风患者的步态能力是康复治疗的重要目标。已有研究表明，步态速度和下肢运动是改善步态能力的关键因素，其中小腿伸展角和脚踝跖屈角在步态推进力中发挥着重要作用。为了帮助中风患者改善步态，研究人员尝试利用实时反馈技术，在步态训练中为患者提供实时信息，以增强下肢运动和推进力。虽然此前的研究已证明这种方法在特定环境下有一定效果，但这些反馈设备往往依赖于实验室设备，如跑步机、三维运动分析系统或力平台，这极大地限制了其在临床中的广泛应用。

同时，虽然跑步机步态训练对改善步态功能有一定作用，但它与实际的地面行走存在差异。相比之下，地面行走在提高步态耐力、患者参与度和生活质量方面更具优势，对慢性中风患者维持社区活动水平至关重要。因此，开发一种能在地面行走中使用的实时反馈设备，并明确哪种反馈参数最有益，以及哪些患者群体能从中获得最大收益，成为了亟待解决的问题。

在这样的背景下，来自日本东北福祉大学、熊本健康科学大学等多个机构的研究人员开展了一项研究，旨在评估不同实时听觉反馈条件对中风患者地面行走的影响，并确定基于身体功能可能从听觉反馈中受益的患者，研究成果发表在《Scientific Reports》。

二、研究方法：多维度评估与创新反馈设计

研究人员采用了多种技术方法来开展此项研究。在参与者方面，选取了 20 名慢性中风患者，这些患者需具备独立行走至少 14 米且能持续行走 6 分钟的能力 。

在反馈设备设计上，研究使用笔记本电脑和惯性测量单元（IMU）来实现步态过程中关节角度的实时听觉反馈。IMU 通过 3D 速率陀螺仪、3D 加速度计和 3D 磁力计计算欧拉角，其数据具有较高的有效性。IMU 被固定在患者的骨盆、大腿、小腿和脚的背侧，通过测量和调整，确保传感器位置准确。当关节角度超过预设阈值时，电脑会发出蜂鸣声，同时关节角度会显示在电脑屏幕上，不过参与者在试验过程中不允许查看屏幕。

研究采用随机交叉设计，设置了三种听觉反馈条件：无反馈的对照试验、以增加脚踝跖屈为目标的脚踝试验和以增加小腿伸展角为目标的腿部试验。每个试验持续 6 分钟，且在 1 分钟开启、1 分钟关闭的间歇模式下提供听觉反馈。试验之间间隔 48 小时，且试验顺序通过随机数表随机确定。

在测量和分析环节，研究人员使用了多种评估工具。下肢运动功能通过日本版下肢 Fugl - Meyer 评估（FMA - LE）进行测量；身体性能采用简短身体性能电池测试（SPPB），该测试包含平衡、步态和站立测试；步行独立性通过功能性步行分类（FAC）评估；步态性能则通过 10 米步行测试进行评价。同时，研究人员利用 IMU 数据计算关节角度、均方根（RMS）值和步幅对称性等参数，并通过计算长度 - 时间差（LTD）来研究步态策略的变化。最后，使用统计分析方法，如双向重复测量方差分析、单向重复测量方差分析等，对数据进行处理和分析。

三、研究结果：反馈影响显著，体能关联受益

研究结果显示，时间对步态速度、步幅长度、脚踝跖屈和腿部伸展角有显著的主效应。具体来说，步态速度（F=14.130，P=0.001）、步幅长度（F=21.296，P<0.001）在试验后均有显著提高；脚踝跖屈在患侧（F=7.336，P=0.014）和健侧（F=14.165，P=0.001）的角度也有所变化；腿部伸展角在患侧（F=6.457，P=0.020）和健侧（F=11.107，P=0.003）同样出现显著改变。

在不同反馈试验的比较中，发现步幅长度（P=0.012）、LTD（P=0.003）和腿部伸展角（P=0.008）在腿部试验中相比对照试验有显著增加。同时，在脚踝试验中，健侧的腿部伸展角显著高于其他试验。

为了确定实时听觉反馈的适用人群，研究人员根据患者在对照试验和腿部试验后的步态速度，将参与者分为反应者组和非反应者组。结果发现，SPPB 评分与从腿部试验中受益的情况独立相关（优势比：2.217，95% 置信区间：1.152 - 4.266，P=0.017），且 SPPB 评分的截断点为 9 分。这表明，SPPB 评分较低（小于 9 分）的患者，即身体功能较差的患者，更有可能从聚焦腿部伸展角的实时听觉反馈中受益。

四、研究结论与讨论：康复新方向与待解之谜

这项研究表明，在中风患者地面行走时，聚焦腿部伸展角的实时听觉反馈能够增加腿部伸展角，改变患侧的步态策略，进而提高步态速度。这种反馈方式通过改善腿部伸展和优化空间步态策略，为中风患者的步态康复提供了一种新的有效方法。

研究还发现，实时听觉反馈对身体功能较低的患者更为有效，这与之前认为反馈对高身体功能患者更有效的假设相反。这一结果提示，对于身体功能较差的中风患者，在康复治疗中可以优先考虑采用聚焦腿部伸展角的实时听觉反馈训练。

然而，该研究也存在一些局限性。首先，步态试验时间较短，仅为 6 分钟，虽然观察到了步态速度和关节角度的变化，但可能无法完全反映长期效果。其次，研究仅评估了即时效应，未考察保留效应，未来需要进行长期干预研究来确定步态训练的持久效果。此外，研究没有评估步态变化对患者活动和参与度的影响，这也是后续研究需要关注的方向。

总的来说，这项研究为中风患者的步态康复提供了新的思路和方法，证明了基于 IMU 的实时听觉反馈在改善中风患者步态策略方面的潜力。尽管还存在一些问题有待解决，但它为进一步研究长期实时听觉反馈干预对中风患者的影响奠定了基础，有望在未来为中风康复治疗带来更多的突破和进展。