中文摘要：

早期脑卒中康复干预后患者的三维步态分析显示步速、躯体侧方运动和垂直运动异常、骨盆旋转运动异常有改善。而减重步行训练（BWST）和虚拟现实（VR）系统训练作为早期脑卒中康复干预手段，其三维运动分析数据等数字化的客观依据很少，不能确定干预的靶点，与偏瘫步行能力相关脑区功能影像的关系及重建机制也不清楚。为此，我们设计采用VR环境同步BWST干预早期脑梗死患者，采用实验室运动分析系统检测方法与血氧水平依赖的功能性磁共振（BOLD-fMRI）、弥散张量成像（DTI）脑功能成像扫描等检测手段，同步观测和分析患者下肢步态的动态三维运动学（步速、躯体侧方和垂直运动、骨盆旋转）变化、运动矢量力学变化、下肢肌群动态肌电变化，以及与相关脑区BOLD-fMRI和DTI影像变化之间的关系，寻找和明确干预的靶点，以及探讨脑卒中患者下肢运动功能重建的神经运动学机制。

结论摘要：

本项目利用虚拟现实（VR）环境下同步减重平板运动（BWST）对脑卒中后患者进行干预，探讨步行能力恢复的神经运动学重建机制。项目基于神经功能影像学和运动生物力学分析技术，结合综合功能评定项目，围绕亚急性期脑卒中运动功能康复重建的机制进行了一系列研究。主要开展了四个方面的工作1）脑卒中亚急性期的下肢运动学、动力学改变的特征。结果表明时空参数，如步长等是脑卒中偏瘫患者步态异常的重要参考；患者步行速度、膝关节最大屈曲角度和髋关节最大后伸角度低于正常组，膝关节最大屈曲角度不对称性、步长不对称性、单腿支撑时间不对称性高于正常组。患侧髋关节和膝关节伸展，踝关节背伸和跖屈是步态异常的重要表现；下肢髋关节和膝关节屈伸肌群和踝关节背伸肌群的力量是影响步行能力的重要因素。 2）减重平板训练对早期脑卒中下肢运动学和动力学的影响机制。研究结果表明，BWST能促进患者下肢运动功能恢复，提高偏瘫侧下肢地面反作用力，增强患者肢体负重能力及地面推进力，同时还能改善脑卒中偏瘫患者下肢异常运动模式。3）虚拟现实技术联合减重平板干预亚急性期脑卒中患者下肢体功能恢复和脑功能重构机制。患者三周训练后与训练前的功能性磁共振显示患侧踝关节主动背伸在患侧辅助运动区域及患侧中央前回体素激活强度增强，患侧次级躯体感觉皮层体素激活强度减弱。训练后患侧踝关节主动背伸所激活的患侧和健侧SMC的范围与患者步行速度线性相关。提示VR+BWSTT可能是通过脑卒中患者大脑皮层、小脑等神经网络功能重组从而改善脑卒中患者的步态。4）虚拟现实的体感游戏训练技术对上肢运动功能的恢复机制。结果表明VR组和对照组在训练后上肢功能均得到改善，VR组对侧感觉运动皮质区被激活，上肢功能提高幅度较对照组明显。KinectVR虚拟训练增强了患者主动训练的积极性，可能是通过感觉运动皮层的重组来改善患者的运动功能。本项目成果，共发表SCI论文3篇，中文核心期刊6篇；录用待发表核心期刊2篇；研究成果发表在Neural Regeneration Research、JASA等国际权威杂志上，并获得另一项国家自然科学基金面上项目的资助。综上，本项目的各项内容顺利完成，实现预期的研究目标。结果揭示虚拟现实同步减重步态训练促进脑卒中患者步态运生物力学重建及神经网络可塑性机制，为有针对性设计干预策略和康复功能促进提供科学依据，提高脑卒中患者的运动功能和康复实效。