罕见病是发病率或患病率极低的一大类疾病^［1］，以累及神经和肌肉系统的病种较为常见^［2］，如不及时干预，疾病会快速发展，出现肌肉萎缩、无力、不自主运动、痉挛和畸形等，进而导致运动能力、生活能力和语言能力下降，甚至出现呼吸困难或吞咽困难等严重威胁生命的症状^［3］。值得注意的是，神经肌肉系统罕见病和常见病间没有严格的病种界限，多根据机体受累的范围、发病年龄或不同亚型进行区分，例如，全身型重症肌无力是罕见病，而重症肌无力却不属于罕见病^［4］；帕金森病是常见疾病，而在50岁前发病的早发型帕金森病却属于罕见病^［5］。然而，无论是罕见病还是常见病，其共同危害都是使神经和肌肉功能进行性减退，甚至丧失，因此，神经肌肉系统罕见病与常见病患者的治疗和康复需求基本一致，二者间的应用可相互借鉴。

当前，由于缺乏有效的治疗措施，医护人员主要通过康复治疗延缓神经肌肉系统疾病的进展，改善患者症状。例如，通过肢体和局部肌肉锻炼提升患者协调性^［6］和构音与吞咽功能^［7］；使用辅助支具提高患者特定的功能^［8］。然而，传统康复治疗的局限性极大限制了康复治疗的推广和应用。首先，康复过程复杂枯燥，患者依从性较低；其次，需依托特定场景和器械，降低了边远地区患者的康复可及性；第三，专业人员短缺使康复工作难以在社区或家庭内开展，而频繁往返专业机构显著增加了患者家庭的经济负担。

“数智化”是指在数字化基础上融合应用机器学习、人工智能等技术，形成新质生产力^［9］。“数智化”一词最早出现在2015年北京大学“知本财团”课题组提出的思索引擎课题报告中，其对“数智化”的定义为数字智慧化和智慧数字化的集合^［10-11］。近年来，数智化技术的迅猛发展，极大地推动了康复治疗的变革与创新，提高了方案的趣味性、场景的普适性和患者的可及性。例如，虚拟现实（virtual reality，VR）技术辅助脑瘫患儿在家庭完成康复训练^［12］；机器人辅助卒中患者康复训练，确保康复过程同质化与标准化^［13］；VR技术构建虚拟动画场景，帮助中风患者的上肢锻炼，增加了康复趣味性^［14］。但是，在康复治疗领域应用数智化技术仍处于起步和探索阶段，即使对于康复治疗需求极大的神经肌肉系统疾病患者，数智化康复技术的应用也较少。同时，对数智化康复治疗效果的报道多是观察性研究或案例报告，随机对照研究较少，更缺乏归纳与总结，使学界对数智化技术驱动的神经肌肉系统疾病康复治疗的效果缺乏系统的认识和了解。鉴于此，本文围绕神经肌肉系统疾病，系统梳理了国内外评价神经肌肉系统疾病数智化康复措施的随机对照研究，总结数智化康复治疗的现状与效果，提炼神经肌肉系统罕见病患者的特殊康复需求，以及面临的困难与挑战，为神经肌肉系统罕见病康复治疗工作的开展和质量提升提供证据支撑。

1资料与方法

1.1文献检索策略

计算机检索PubMed、Web of Science、Embase、中国知网、维普中文科技期刊数据库、万方数据知识服务平台，采用主题词和自由词结合的方式进行检索，检索范围为标题、摘要和关键词等常用字段，检索时间范围为自建库起至2024年6月。检索词围绕神经肌肉系统疾病、罕见病、数智化技术、康复治疗等进行设计。

1.2文献筛选

由2名研究者分别进行文献筛选。首先，将检索出的所有文献导入Endnote 20软件去重；其次，研究者阅读文献标题和摘要，根据纳入和排除标准剔除不符合要求的文献，完成初筛；最后，阅读文献全文，进行复筛，得到最终纳入研究的文献。如2名研究者对同一篇文献的意见不一致，交由第3名研究者独立评价，然后共同讨论决定。文献详细筛选流程如图1所示。



纳入标准：①研究对象罹患神经肌肉系统疾病；②研究设计为随机对照试验；③干预措施为数智化相关的康复措施；④研究结果包含对康复效果进行定量评价。排除标准：①非中、英文文献；②重复发表；③无法获取全文；④会议论文及摘要、学位论文、评论及书信、综述类、方案类文献；⑤研究对象患有其他并发症。

1.3数据提取

由两名研究者分别对纳入研究的43篇文献进行信息提取，包括文献基本信息（第一作者、发表时间、发表国家、发表期刊等）和研究相关信息（研究方法、研究人群、样本量、干预措施、对照组、干预效果等）。采用定性分析法汇总分析提取的信息，文献特征信息见表1。





2结果

2.1纳入文献基本特征

本研究共纳入43篇文献^［15-57］，均为英文，分别来自意大利、中国、美国等14个国家，研究对象年龄在30～80岁之间，研究疾病包括帕金森病 （26篇）、多发性硬化（14篇）、肌萎缩侧索硬化（1篇）、腓骨肌萎缩症（1篇），以及脊髓性肌萎缩症、脊髓延髓肌萎缩症、肌营养不良、远端肌病、散发性包涵体肌炎等神经肌肉系统疾病（1篇）。涉及的数智化技术包括虚拟现实（virtual reality，VR）游戏（23篇）、智能辅助跑步机（13篇）、辅助步态训练机器人（7篇）、远程康复（tele-rehabilitation，TR）系统（5篇）、传感器（2篇）、可穿戴式半机械人混合辅助肢体（hybrid assistive limb，HAL）（1篇）。9篇文献报道了多种数智化康复技术联合使用的效果。康复场所为患者家庭（5篇）和康复服务中心（38篇）。

2.2数智化康复技术的应用

2.2.1VR

基于VR的康复技术包括意大利BTS-Nirvana系统和虚拟现实康复系统（virtual reality rehabilitation system，VRRS）、美国微软Xbox Kinect系统和跳跃运动控制（leap motion controller，LMC）系统、日本Nintendo Wii系统、荷兰计算机辅助虚拟康复环境（computer assisted rehabilitation environment，CAREN）系统，以及中国台湾Virtools 3.5*系统，主体思路都是构建虚拟游戏场景，患者通过完成游戏动作实现康复锻炼。

Nintendo Wii系统构建不同难度的游戏，患者通过“积分过关”的形式完成不同阶段的康复治疗。与传统康复组相比，每周使用该系统3次，每次30～60 min，持续6～12周后，帕金森病和多发性硬化患者平衡功能、抗疲劳能力和生活质量显著改善^［15-19］。此外，使用该系统的所有患者均完成了全部训练，依从性高于常规康复组^［19］。

Xbox Kinect系统和CAREN系统均模拟抵达固定目标、移动目标和障碍躲避等游戏，帮助帕金森病和多发性硬化患者锻炼平衡功能和姿势稳定性。与传统康复组相比，每周使用Xbox Kinect系统2～3次，每次50 min，持续6～8周，或每周使用CAREN系统2次，每次30 min，持续6周后，患者的动、静态姿势稳定性改善，运动和抗疲劳能力也显著提升^［20-23］，其中，VR康复患者（98%）的依从性高于常规康复患者（93%）^［21］。

LMC系统提供钢琴游戏、抓握游戏等上肢功能训练为主的严肃游戏。与传统康复组相比，每周使用该系统2次，每次60 min，持续10周后，多发性硬化患者手部灵活性和协调性明显改善，且依从性（100%）和满意度显著高于常规康复患者^［24］。与Nintendo Wii系统相比，严肃游戏对多发性硬化患者各方面的改善更为明显^［25］。

VRRS构建单腿平衡、原地行进、垫脚站立等虚拟动作，协助帕金森病和多发性硬化患者的康复锻炼。与传统康复组相比，每周使用VRRS 3～5次，每次30 min，持续6～8周后，患者的心理、认知评估测试结果明显改善^［26-28］。此外，VRRS与TR联合应用^{［26，28］}，可提高患者动、静态平衡功能，且康复完成率（86.7%）较传统康复组高（80.0%）。

BTS-Nirvana系统模拟现实生活场景，以半沉浸式多感官交互式刺激，改善多发性硬化患者的认知功能，与传统康复组相比，每周使用该系统3次，每次60 min，持续8周后，患者视觉感知、短期视觉记忆、工作记忆和执行功能和信息处理速度等功能均显著改善^［29］；此外，BTS-Nirvana系统还能以视听感官完全沉浸式训练，帮助帕金森病患者改善肢体运动功能^［30］。

Virtools 3.5*系统由患者控制重量转移来操作模拟板，完成由易到难的虚拟游戏，改善帕金森病患者姿势控制的感觉统合能力，与传统康复组相比，每周使用该系统2次，每次30 min，持续6周后，患者不靠视觉和躯体感觉利用前庭信息控制姿势的能力显著提高^［31］。

2.2.2智能辅助跑步机

智能辅助跑步机在传统跑步机的功能基础上，可根据患者的康复需求搭配不同模块，例如，锻炼转弯能力的新型转弯跑步机、减轻患者体重负荷的体重支持跑步机；还可与TR或VR整合，形成联合康复系统。智能辅助跑步机还可接入机体指标监测系统和安全辅助系统，保证训练安全，消除患者的跌倒恐惧。

跑步机训练能实现帕金森病、多发性硬化和腓骨肌萎缩症患者的认知、运动双任务改善，与对照组相比，每周跑步训练2～4次，每次20～60 min，持续4～12周后，患者步行能力和速度明显提升^［32-36］。采用渐进式速度依赖跑步机训练，每周3次，每次30 min，持续6周后，患者动态平衡功能显著改善^［37］。

研究表明^［38-39］，帕金森病患者每周3～5次体重支持跑步机训练，每次45～60 min，持续4～6周后，步态障碍、短步步态速度和步幅显著改善。新型转弯跑步机“强迫”患者执行转弯动作，与传统康复组相比，每周训练2～3次，每次30 min，持续4～6周后，帕金森病患者跌倒频次降低，转身和转弯能力显著改善^［40］。

2.2.3可穿戴设备与TR系统

本文提到的可穿戴设备是指通过外骨骼或支具支撑患者体重，减轻训练负荷的可穿戴康复训练机器人，其支撑度随患者适应度提高而减小。与传统康复患者相比，每周训练2～5次，每次40～90 min，持续4～6周后，患者平衡能力显著改善，步行速度和步幅明显提高^［41-43］。HAL将人的神经系统与机器人在功能和物理上动态连接，可根据佩戴者的运动意图发挥作用。研究发现，每周干预4次，每次40 min，3个月内完成9次训练后，患者行走能力明显优于传统康复患者^［44］。

传感器和TR系统一般辅助虚拟现实康复系统提高康复精确度和可及性，不针对特定疾病症状^{［15，20，45-47］}。

3讨论

应用数智化技术提高了康复治疗的趣味性、普适性和可及性，突破了“专业场地要求”和“专业技术人员不足”两大限制。与传统康复模式相比，数智化康复技术在获得相同效果，甚至更优效果的同时，患者依从率和康复完成率也较高^{［19，21，24］}。

VR技术在当前应用较为广泛，Nintendo Wii系统和Xbox Kinect系统主要改善患者动静态平衡功能、四肢姿势控制和认知功能，通过运动姿态捕捉系统获取训练实时信息，反馈校正康复动作^［20］，且成本低、易携带、易安装^［58］。Virtools 3.5*系统是实时3D环境虚拟实境编辑软件，操作简单，虚拟场景多样，可显著改善患者姿势控制的感觉统合能力^［31］。CAREN、VRRS、BTS-Nirvana和LMC系统是4款专业医疗VR设备， CAREN系统可构建多种虚拟场景，适应不同阶段的康复需求，帮助患者增强姿势控制能力，但其对应用环境要求较高，难以在社区或患者家庭中布置^［23］；VRRS易操作、成本低、可在患者家中实现远程训练^{［26，28］}，主要用于治疗认知和心理焦虑，提高患者动、静态平衡功能；BTS-Nirvana系统可适配沉浸式和半沉浸式两种模式，分别用于患者认知能力^［29］和肢体功能^［30］的康复；LMC系统成本较低，对上肢精细运动康复效果显著^［24］。VR康复技术最主要的特点是可构建轻松愉悦的康复场景，减少患者紧张和焦虑；通过游戏动作指导患者规范锻炼；利用关卡式游戏模式提升患者成就感。

智能辅助跑步机主要用于改善患者普通或特定的步态障碍，调节步频和步幅。例如，利用支撑系统减轻患者训练时的体重负荷^［38］，实现转弯、后退等特定训练^［40］，联合视频投影、音乐治疗实现认知、运动双任务改善^［56-57］。此外，其搭载机体指标监测系统和摄像系统，还能实时监控患者步态，指导康复方案调整。机器人辅助步态训练技术主要用于改善患者下肢运动能力、姿势稳定性和步态障碍，通过改变体重支撑度，调节患者康复训练强度，以适应不同阶段的康复需求或针对不同患者制订个性化的康复训练方案^［49］。

虽然神经肌肉系统常见病和罕见病没有明确的类别界限，在检索文献中也发现，数智化技术的应用场景在两类病种间并无特别的差异。但是，罕见病的疾病特征、流行病学特征及相应医疗服务资源配置现状使罕见病患者对康复治疗具有更特殊的要求（表2），例如，需要更多外部支持和针对性训练，方便可及、可持续的服务，可随患者机体功能变化进行动态调节的技术，以及轻松、愉悦的康复场景和过程。研究发现，应用数智化技术可有效解决上述问题^{［20，29，41］}。与传统康复器械相比，数智化康复工具具有小型化、便携式、低成本的特点，有利于其在基层医疗机构、城市社区和农村乡镇进行布置，极大提高了康复治疗的覆盖面和患者的可及性^［19］。专业康复治疗机构和人员通过远程接入，同步指导和实时监测基层卫生服务人员难以独立完成的、难度较高的康复治疗^{［15，26，28］}。



为了更好地满足神经肌肉系统罕见病患者特殊的康复需求，推动康复治疗资源的有效配置和流动，在宏观层面也需要设计配套的机制框架。为此，笔者提出以数智化技术为驱动，以信息平台为核心，通过整合多层级医院与多种类技术，为罕见病患者提供可及，可负担的防、诊、治、康全周期医疗照护服务的罕见病分级诊疗理论框架。根据所含元素名称的组合，将该框架命名为DI-HEALTH（Digital Intelligence-driven，multilevel hospital，accessible，affordable，collaboration，full-cycle health care）。围绕神经肌肉系统罕见病患者的康复需求，在该框架的指导下，应充分利用已有信息化平台，以数智化康复治疗工具和信息终端为触手，将康复治疗服务向基层社区和乡镇延伸，保证患者能就近获得标准、规范、有效的康复治疗服务。利用移动终端实现患者信息和康复数据的采集、存储与管理，并通过实时监测，远程指导、即时优化矫正康复治疗。

数智化驱动的康复治疗也面临新的问题和挑战：①技术还需不断发展创新，结合患者需求完善功能；②数智化康复涉及患者隐私信息的有效保护；③需逐步探索多种类技术在神经肌肉系统罕见病康复治疗中的应用，充分借鉴常见病康复治疗的经验，例如，建立大数据平台，利用互联网远程服务改善康复资源分布不均衡的现状^［59］；利用机器学习等技术构建康复效果预测模型，实时反馈康复进度，为个性化方案制订提供依据^［60］。

本研究存在一些局限性：①只纳入随机对照研究，研究结果需在真实世界研究中验证；②纳入文献多数认为数智化康复全面优于传统康复，可能存在发表偏倚；③本研究只检索了常用文献数据库和以中英文发表的文献，受限于数据库权限，未纳入其他语种和其他数据库的文献；④本研究纳入较多意大利的文献，可能会给研究的结果带来偏倚。意大利人口老龄化严重，对神经肌肉系统疾病康复治疗需求庞大，且政府和全社会大力支持康复技术的应用和创新，国家康复治疗体制和机制完备，致使在意大利开展的康复相关研究较多，这可能也是本研究检索到较多意大利学者发表文献的主要原因之一。

综上，数智化技术驱动的神经肌肉系统疾病患者康复治疗已展现出巨大的价值和潜力，数智化技术在应用中展现的优势和特点与罕见病康复面临的多种需求高度契合。国内专业康复机构和基层卫生服务机构，应围绕神经肌肉系统罕见病康复的迫切需求，积极探索构建分级协作的康复治疗服务体系，充分结合“数”与“智”各自的优势，使罕见病患者可就近获得标准统一、科学规范、方便可及、经济可负担的康复服务。

作者贡献：郭懿萱负责撰写初稿、筛选文献、提取文献信息；高怡负责文献筛选和提取信息核查、审阅和修订论文；姚懿洋和秦卓越负责筛选文献、提取文献信息；秦卓越和谢静负责筛选相关文献；张瑶方和景佳奇负责文献检索；郭健和张抒扬负责酝酿和设计实验、论文审阅和修改。

利益冲突：所有作者均声明不存在利益冲突。

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