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    穿戴式頭穴康復(fù)設(shè)備的設(shè)計與實現(xiàn)

    2020-09-08 02:31:22朱路文王艷阮野李宏玉李佳帥陳秋欣
    中國康復(fù)理論與實踐 2020年8期
    關(guān)鍵詞:穴區(qū)頭穴頭部

    朱路文,王艷,阮野,李宏玉,李佳帥,陳秋欣

    1.黑龍江中醫(yī)藥大學(xué)附屬第二醫(yī)院,黑龍江哈爾濱市 150001;2.黑龍江中醫(yī)藥大學(xué),黑龍江哈爾濱市 150040;3.黑龍江中醫(yī)藥大學(xué)附屬第一醫(yī)院,黑龍江哈爾濱市150040

    人體頭部經(jīng)絡(luò)穴位(穴區(qū))眾多,電針頭部穴位常用于治療腦源性疾病,臨床療效較好[1]。但電針頭穴治療常伴有疼痛,部分患者難以堅持而中斷治療。因此,需要設(shè)計一款既具有電針治療效應(yīng),又不給患者帶來疼痛的康復(fù)設(shè)備。

    可穿戴設(shè)備是指穿戴于人體的智能設(shè)備,在健康管理、實時健康監(jiān)護(hù)、遠(yuǎn)程診療等方面發(fā)揮著巨大作用,給健康醫(yī)療領(lǐng)域帶來巨大的變革[2]。經(jīng)顱電刺激(transcranial electric stimulation,TES)是一種無創(chuàng)、安全的大腦活動調(diào)控手段,可調(diào)節(jié)突觸可塑性、神經(jīng)元興奮性,對腦卒中后的運動功能康復(fù)具有積極的作用[3]。

    本研究基于頭部經(jīng)絡(luò)走行、可穿戴及TES 原理,融入頭穴、鍉針、低頻調(diào)制中頻電刺激,設(shè)計一種穿戴式頭穴治療設(shè)備,用于腦卒中的防治與康復(fù),并以缺血性腦卒中患者為研究對象,觀察該穿戴式頭穴治療設(shè)備的安全性及臨床療效。

    1 穿戴式頭穴治療設(shè)備樣機(jī)

    1.1 頭部穿戴裝置

    根據(jù)成年人頭部模型,設(shè)計頭部穿戴裝置。參照頭穴七區(qū)劃分法[4],將頭部穿戴裝置劃分為6 個刺激區(qū)(穴區(qū)):情志失調(diào)區(qū)、肌張力障礙區(qū)、運動感覺障礙區(qū)、言語聽力障礙區(qū)、平衡障礙區(qū)和視覺障礙區(qū)。每個區(qū)最多可固定5 根鍉針式治療棒,鍉針式治療棒可左右移動,連接電脈沖發(fā)射器。其立體圖見圖1。

    1.2 低頻調(diào)制中頻電脈沖發(fā)生器

    低頻調(diào)制中頻電脈沖發(fā)生器是一種用1~150 Hz低頻電流對2~8 kHz 中頻電流進(jìn)行幅度調(diào)制的電療儀[5]。采用單片機(jī)控制、變壓器隔離輸出等技術(shù),軟件編程疏密波、疏波、密波等。硬件電路由單片機(jī)89C55、兩路脈沖調(diào)制及輸出電路組成。

    1.3 操作方法

    根據(jù)患者疾病或功能障礙,選擇合適的刺激區(qū)(穴區(qū))?;颊咦换蚺P位,固定頭部穿戴裝置,將治療棒插入相應(yīng)治療穴區(qū),充分與頭皮接觸(不刺入皮下),指下感到阻力,接通低頻調(diào)制中頻電脈沖發(fā)生器,選擇適當(dāng)?shù)念l率,強(qiáng)度根據(jù)患者的耐受程度而定。

    圖1 頭部穿戴裝置立體圖

    2 資料與方法

    2.1 一般資料

    選取2015 年6 月至2018 年2 月黑龍江中醫(yī)藥大學(xué)附屬第二醫(yī)院康復(fù)科收治的缺血性腦卒中患者80 例,診斷符合《中國急性缺血性腦卒中診治指南2014》中的診斷標(biāo)準(zhǔn)[6],并由顱腦CT或MRI確診為腦梗死。

    納入標(biāo)準(zhǔn):①首次發(fā)病,病程1~6 個月;②年齡50~75 歲;③Brunnstrom Ⅱ~Ⅳ期;④生命體征平穩(wěn);⑤簽署知情同意書。

    排除標(biāo)準(zhǔn):①有認(rèn)知障礙或嚴(yán)重失語;②有精神異常史或癲癇及癲癇家族史;③既往有其他神經(jīng)系統(tǒng)疾病,影響患側(cè)肢體運動功能;④有腦外傷或者嚴(yán)重心臟病史。

    剔除與脫落標(biāo)準(zhǔn):由于其他原因未完成治療或評估,或中途退出。

    采用隨機(jī)數(shù)字表法將80 例患者隨機(jī)分為對照組(n=40)和觀察組(n=40)。兩組在性別、年齡、病程和病變部位等方面無顯著性差異(P>0.05)。見表1。

    表1 兩組一般資料比較

    本研究已通過黑龍江中醫(yī)藥大學(xué)附屬第二醫(yī)院倫理委員會批準(zhǔn)(中醫(yī)大二院倫[2015]21號)。

    2.2 方法

    對照組僅接受常規(guī)康復(fù)治療,觀察組在常規(guī)康復(fù)治療的基礎(chǔ)上接受穿戴式頭穴康復(fù)設(shè)備治療。

    2.2.1常規(guī)康復(fù)治療

    訓(xùn)練內(nèi)容包括關(guān)節(jié)活動訓(xùn)練、肌力訓(xùn)練、肌肉牽張訓(xùn)練、作業(yè)治療和體針??祻?fù)訓(xùn)練每次30 min,體針每次30 min,每周6 d,共4周。

    2.2.2穿戴式頭穴康復(fù)設(shè)備治療

    患者取端坐位,將頭部穿戴裝置固定在頭部,取肌張力障礙區(qū)、運動感覺障礙區(qū),每區(qū)安放3~5 根鍉針式治療棒。選擇疏密波,50 Hz,每次30 min,每周6 d,共4周。

    2.3 康復(fù)評定

    治療前和治療4 周后采用Fugl-Meyer 評定量表(Fugl-Meyer Assessment,FMA)、改 良Barthel 指 數(shù)(modified Barthel Index,MBI)對兩組分別評定1次。評估由4 名有豐富經(jīng)驗的康復(fù)醫(yī)師完成,康復(fù)醫(yī)師對分組情況不知情,評估前進(jìn)行相關(guān)培訓(xùn)與指導(dǎo)。

    2.3.1FMA

    主要圍繞肌力、肌張力、反射、手精細(xì)動作及分離動作的評分,分為上肢功能評分和下肢功能評分,總分100 分。評分越高,運動功能越好。FMA 評分與患者日常生活的活動功能密切相關(guān),能夠直觀反映患者的異常運動模式變化[7]。

    2.3.2MBI

    主要包括大小便、進(jìn)食、修飾、穿衣、轉(zhuǎn)移等,總分100 分。分值越高,獨立性越強(qiáng),反映日常生活能力越好[8]。

    2.4 安全性評價

    使用穿戴式頭穴康復(fù)設(shè)備治療過程中,對患者的體溫、脈搏、呼吸、血壓進(jìn)行檢測。

    2.5 統(tǒng)計學(xué)分析

    采用SPSS 21.0 軟件進(jìn)行統(tǒng)計分析。計量資料符合正態(tài)分布和方差齊性,以(±s)表示。組內(nèi)比較采用配對t檢驗,組間比較采用獨立樣本t檢驗。計數(shù)資料比較采用χ2檢驗。顯著性水平α=0.05。

    3 結(jié)果

    3.1 FMA評分

    治療前,兩組FMA 評分無顯著性差異(P>0.05)。治療后,兩組FAM 評分較治療前均提高(P<0.05),觀察組高于對照組(P<0.05)。見表2。

    表2 各組治療前后FMA評分比較

    3.2 MBI評分

    治療前,兩組MBI 評分無顯著性差異(P>0.05)。治療后,兩組MBI 評分較治療前均顯著提高(P<0.001),觀察組顯著高于對照組(P<0.001)。見表3。

    表3 各組治療前后MBI評分比較

    3.3 安全性評價結(jié)果

    治療過程中80例患者體溫、脈搏、呼吸均未發(fā)生變化,血壓未見升高,但觀察組中有21例患者治療結(jié)束后收縮壓較治療前平均下降5.26 mmHg。我們推測可能是該設(shè)備擴(kuò)張頭部血管,改善植物神經(jīng)功能導(dǎo)致。

    4 討論

    可穿戴式設(shè)備研發(fā)與設(shè)計時,應(yīng)考慮人體結(jié)構(gòu)、穿戴的部位與設(shè)備的物理形狀和功能[9]。常用于設(shè)計可穿戴設(shè)備的支撐部位為手部、頭部、軀干、下肢等??纱┐魇筋^部設(shè)備主要是智能眼鏡、頭盔等,還常見于腦電檢測和理療設(shè)備中[10]。頭為諸陽之會,精明之府,氣血皆上聚于頭部,頭部腧穴眾多,且與全身經(jīng)絡(luò)腧穴緊密相聯(lián),對全身疾病均有調(diào)控作用[11]?;卺槾填^部腧穴治療腦源性疾病實踐經(jīng)驗和臨床數(shù)據(jù),與可穿戴技術(shù)緊密結(jié)合,實時監(jiān)測、防治疾病[12-13]。

    本研究設(shè)計并實現(xiàn)一種穿戴式頭穴治療設(shè)備,屬于TES 設(shè)備的范疇。設(shè)備基于頭部經(jīng)絡(luò)走行、頭穴分布設(shè)計出固定裝置,便于精準(zhǔn)選擇治療穴區(qū),可移動式治療。TES 電極位置的選定一般基于國際10-20 系統(tǒng)電極坐標(biāo),定位和固定精準(zhǔn)度較低[14],且與電極面積相關(guān)性較大。本設(shè)備參照頭穴七區(qū)劃分法分為六個刺激區(qū)(穴區(qū)),定位精準(zhǔn)且有中醫(yī)特色。TES 治療過程中將陽極置于靶區(qū),陰極放在參考區(qū)域,一般選擇1~2 個陽極電極。本設(shè)備電極模仿鍉針,設(shè)計可移動治療棒,內(nèi)通低頻調(diào)制中頻脈沖電流。根據(jù)患者癥狀不同,選擇頭部相應(yīng)穴區(qū)3~5 個可移動治療棒治療;鍉針式可移動治療棒與頭部皮膚的接觸性較好,按壓在經(jīng)脈及穴位(穴區(qū))表面,無創(chuàng)、無痛[15]。與普通TES 設(shè)備比較,本裝置固定牢固、定位精準(zhǔn)、中醫(yī)康復(fù)特色突出,臨床可操作性強(qiáng),具有較好的推廣前景。

    低頻調(diào)制中頻脈沖電刺激含有1~150 Hz低頻電流和2~8 kHz中頻電流,刺激血管舒縮,促進(jìn)頭部血流,調(diào)節(jié)植物神經(jīng)功能[16-17]。刺激電流一般為1~2 mA,可從0 mA 緩慢到達(dá)設(shè)定值。低頻電穴位刺激治療偏頭痛,可減輕頭痛程度和發(fā)作頻率[18]。雙乳突頭部低頻電刺激可改善腦癱患兒顱內(nèi)血流速度,促進(jìn)其運動功能重建[19]。本設(shè)備在治療過程中,患者體溫、脈搏、呼吸均未發(fā)生變化,血壓未見升高,但有21例患者治療結(jié)束后血壓較治療前明顯下降,推測該設(shè)備能增加大腦血流速度和血流量,改善植物神經(jīng)功能[20]。

    本研究顯示,穿戴式頭穴治療設(shè)備能夠改善腦卒中患者的運動功能和日常生活能力,但還需要進(jìn)一步驗證。另外,低頻脈沖刺激頭部穴區(qū)除了可以治療腦卒中外,對腦癱、失眠、抑郁也有效果[21]。值得深入研究。

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