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探究:缺血性脑卒中的运动训练和神经重塑有何关联?

探究:缺血性脑卒中的运动训练和神经重塑有何关联? 程天科技
2021-02-26
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导读:缺血性脑卒中又称脑梗死


缺血性脑卒中又称脑梗死,包括脑动脉血栓形成和脑栓塞。脑动脉血栓形成是由于脑动脉粥样硬化,造成脑组织缺血、缺氧,局部软化坏死,使管腔狭窄或闭塞,占我国脑卒中发病类型的69.6%~70.8%【1】,发病后1年内的致死/残疾率33.4%~33.8%【2】。尽管急性缺血性脑卒中死亡率和残疾调整生命年均有所下降,但过去十年中,它仍是世界范围内的第三大死因,也是导致患者永久性残疾的主要罪魁祸首。






2020年11月,美国学者发表在《Stroke》上发表一项对急性缺血性卒中患者进行的研究,文章指出,超过一半的急性缺血性卒中患者及时治疗后还是会遗留有轻度神经功能受损。那么神经损伤后是否能进行自我修复呢?按照流行的“神经可塑性”原理,当缺血区的神经元死亡时,它们的轴突和突触在大脑区域广泛退化,通过激发再生反应,促进存活神经元之间新连接的产生。







在这一过程中出现的新连接,对于之后运动功能、模式方面具有巨大的潜力【3】。其中,特别是缺血性卒中与大脑重构关系更为密切。近期在《Molecular neurobiology》发表一篇以“A Review of Exercise-Induced Neuroplasticity in Ischemic Stroke: Pathology and Mechanisms”为题的综述,主要讨论缺血性卒中后运动疗法改善运动和认知功能在神经可塑性方面的机制【4】,包括树突和轴突功能、突触可塑性、神经再生、非梗死区域的神经代偿等方面。同时,作者还总结了基础和临床上常用的运动疗法以及临床上的新型运动疗法,并探讨了这些运动疗法对脑卒中后运动和认知功能恢复的影响。






综述中提到,尽管缺血性卒中后会出现自发性重塑变化,但这些变化不足以产生明显的功能恢复【5】,而康复可以促进神经系统的动态过程。大量的临床动物实验表明,运动被认为是一种有效的康复策略,能够通过增加同侧损伤脑区的激活,增强大脑两个半球之前的兴奋性连接,从而促进神经可塑性来改善认知和运动功能。

当下,机器人辅助运动训练也越来越多地应用于卒中后患者的康复,作者认为机器人辅助训练在未来会被广泛应用于临床,逐渐成为一种新型的可靠的康复治疗方式。文中提到,使用可穿戴机器人设备结合主动和被动运动训练的早期康复,有助于提高运动控制能力和促进神经可塑性【6】。






尽管学界普遍认为神经恢复是缺血性卒中后突触修复的基础,但对神经可塑性机制的理解和调控仍然有部分争议,是需要持续研究的一个重要领域。缺血型卒中患者作为主要的患病群体,了解神经损伤和重塑的机制将有助于探索神经可塑性和运动康复之间的关系,对脑梗死预后有极其重要的临床意义。




程天科技悠行外骨骼机器人为用户提供标准的步态输入、高质量的步行训练,并将主、被动模式相结合,激发患者的运动潜能。其康复效用基于 “神经可塑性” 原理,为脊髓损伤,脑卒中,下肢肌无力或其他神经系统疾病导致的下肢运动功能障碍的用户提供康复训练与评估,目前已为数百名的脑卒中患者提供了运动训练,且经临床验证,在穿戴悠行外骨骼机器人进行多次训练后,对患者的平衡能力、肌张力、步行耐力等方面均有显著的提升。未来,程天科技将会在神经重塑领域中,进一步探索悠行外骨骼机器人是否针对不同类型的卒中患者有明显差异,如何制定更精确的康复疗程来有效提高预后疗效。




文献来源

【1】Wang W, Jiang B, Sun H, et al. Prevalence,incidence, and mortality of stroke in China: results from a nationwidepopulation⁃based survey of 480 687 adults[J].Circulation, 2017, 135(8): 759⁃771.

【2】Huang Y, Wang JG, Wei JW, et al. Age andgender variations in the management of ischaemic stroke in China[J]. Int JStroke, 2010, 5(5): 351⁃359.

【3】Jones T A , Adkins D A L . Motor SystemReorganization After Stroke: Stimulating and Training Toward Perfection.[J].Physiology, 2015, 30(5):358.

【4】Xing Y , Bai Y . A Review ofExercise-Induced Neuroplasticity in Ischemic Stroke: Pathology andMechanisms[J]. Molecular Neurobiology, 2020, 57(1).

【5】Tennant K A , Taylor S L , White E R , etal. Optogenetic rewiring of thalamocortical circuits to restore function in thestroke injured brain[J]. Nature Communications, 2017, 8:15879.

【6】Caimmi M , Chiavenna A , Scano A , et al.Using robot fully assisted functional movements in upper-limb rehabilitation ofchronic stroke patients: preliminary results[J]. European Journal of Physical& Rehabilitation Medicine, 2017, 53(3):390.





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杭州程天科技致力于外骨骼机器人技术、智能医疗器械、特种机器人技术与其周边应用软件数据平台开发等领域。
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