三維運動平臺訓練對腦卒中偏癱患者膝過伸步態的影響研究

杜志偉，陳艷，王路，鄧怡平，吳立德

膝過伸又稱膝反張，是指在行走和站立過程中患側下肢在支撐期出現膝關節的過度伸展[1]。膝過伸現象廣泛存在于腦卒中后的偏癱患者。據報道，膝過伸在腦卒中偏癱患者中的發生率高達 50%[2]。膝過伸患者患側的步長變短，步頻減少，步行速度降低。膝過伸不僅嚴重制約患者步行能力的恢復，降低患者的生存質量，長期膝過伸還會引起膝關節退行性改變[3]。糾正膝過伸步態已成為偏癱患者步行訓練的重要課題。膝過伸與膝關節屈伸肌控制比例失調等因素密切相關[4]。目前關于膝過伸的治療方法多關注于對單一因素的治療，而缺乏多因素的綜合干預。三維運動平臺訓練能夠在訓練中為患者提供多樣化的刺激與訓練模式，能調整膝關節的運動控制。因此本研究采用三維運動平臺訓練系統對腦卒中膝過伸患者進行訓練，為改善偏癱患者異常步態提供指導。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選擇2017年4月～2018年6月在我院康復科治療腦卒中伴膝過伸患者64例，入選標準：均符合1995年全國第四次腦血管病學術會議通過的腦卒中診斷標準且經頭顱 MRI或CT檢查明確診斷[5]；初次發病且病程在6個月以內：意識清醒，無理解障礙，能正確執行指令；Holden 步行功能分級≥Ⅱ級；患者自愿參加，簽署知情同意書。在入組標準中并沒有提及患者是否有膝過伸。排除標準：伴有下肢肌肉關節疾病影響步行患者：如關節疼痛、關節畸形、骨質疏松、骨折等；伴有嚴重心、腦、腎等重要器官病變者。隨機將患者分為2組各32例。2組一般資料比較差異無統計學意義，具有可比性，見表1。

表1 2組治療前一般資料比較

1.2 方法 對照組給予常規康復訓練，觀察組在常規康復訓練基礎上進行三維運動平臺(型號：IMOOVE)訓練。常規康復訓練主要采用以 Bobath 法、運動再學習為主的運動功能訓練。包括坐站轉移、平衡訓練、步行訓練以及上下樓梯訓練、強化膝控制能力訓練。所有治療均為專業治療師進行訓練，每天1次，40 min/次，每周治療6次，持續4周訓練。三維運動平臺訓練：三維運動平臺是1種多功能訓練康復治療儀。其圓盤安裝在有外在支持的球體上，由幾個引擎控制，從而能夠采用螺旋形非線性的橢圓運動模式，實現全身肌肉鏈和關節的三維運動。通過改變運動平臺的擺動速度、幅度和傾斜度，需要患者肌肉和關節需要不斷地做出反應，以保持自身的平衡[6]。患者站立于三維運動平臺上，治療師通過三維運動平臺的自定義鍵對各個參數進行設定?；颊咴谥委煄煹膮f助下，在IMOOVE三維運動平臺上分別完成以下動作：①蹲起訓練[7]：患者雙足并靠，足跟并攏，前足稍分開，站立在運動平臺下方邊緣處，患者隨著運動平臺的橢圓運動做緩慢的屈伸膝關節活動。屈膝范圍由小到大，主要是0～15°的運動范圍。以患者能力為準，治療師在旁邊監督，輔助患者在治療過程中盡量避免出現軀干彎曲以及膝過伸動作。②重心轉移訓練[8]：雙足分別站立于運動平臺左右兩側，距離稍大于兩肩寬度，稍屈膝于0～15°，隨運動平臺的橢圓運動做雙下肢的重心移動，過程注意保持軀干直立，膝關節避免出現膝過伸動作。③弓步練習[9]：左足在運動平臺的左上方(或左下方)，右足站立于運動平臺的右下方(或右上方)，呈弓步，雙膝稍屈，隨運動平臺的橢圓運動做膝關節0～15°的屈伸活動，過程注意防止軀干代償及膝過伸動作。根據患者的情況選擇治療參數，速度0～50 r/min，幅度0～50，順/逆時針的旋轉變化周期 0.5～2 min，旋轉范圍 1～4 等級。1表示范圍最小，4表示范圍最大，順/逆時針的旋轉范圍可對稱或不對稱。速度值及幅度值越大，旋轉變化周期越短，旋轉范圍越大，患者在平臺上維持平衡及完成訓練動作越困難。以患者能在平臺上穩定完成動作為準，治療過程中要確保患者安全，無頭暈等不適?；颊咴谌S運動平臺完成20 min訓練，再由治療師完成20min的常規康復訓練。每天1次，每周治療6次，持續4周訓練。

1.3 評定標準 2組患者治療前及治療4周結束后均進行以下評定。①Fugl-Meyer下肢運動功能評定，共17項，滿分34分。②膝關節過伸：患者露出膝關節，在沒有干擾的情況下平視前方直走50m，2名治療師于患者兩旁與其一起行走，目測膝過伸次數，比較兩人計數，取兩人所測數據平均值。膝過伸的診斷依據為Loudon診斷方法：患者站立相負重時，出現膝關節過度伸展，身體重心向后移，有向后傾倒的征象，只能膝關節主動屈曲步行，而膝過伸的使用定義為膝關節過度伸展角度>5°[10]。③Gait Watch 三維步態分析及運動訓練系統步態分析，比較步行12 m過程中膝關節最大屈膝角度與最大伸膝角度變化。所有評定均由不知研究分組情況的治療師完成。

3 結果

2組治療前下肢FMA評分、膝過伸次數、最大屈膝角度與最大伸膝角度差異均無統計學意義。治療后2組下肢FMA評分、最大屈膝角度均較治療前明顯提高(P<0.05)，且觀察組更高于對照組(P<0.05)；觀察組膝過伸次數、與最大伸膝角度均低于治療前(P<0.05)，且觀察組更低于對照組(P<0.05)。見表2。

表2 2組治療前后各評價指標比較

與治療前比較，aP<0.05；與對照組比較，bP<0.05

4 討論

膝過伸一旦發生，嚴重影響患者的步行效率，給患者身體和心理帶來巨大的負擔。研究表明，造成膝過伸的原因是多種多樣的：①膝關節控制能力低下，偏癱患者下肢負重能力不足，而過早讓患者站立、行走，可導致膝過伸的發生[11]。②下肢伸肌張力增高、小腿三頭肌痙攣、股四頭肌高度痙攣是導致膝過伸原因[12]。③患者膝關節處本體感覺喪失、膝關節感知所受擠壓刺激減少、髂脛束緊張度減弱、維持關節穩定度下降、肌肉收縮不協調，導致膝關節生物力學失衡，加上重力及向前沖力的作用，容易誘發膝過伸步態[13]。以上綜合因素導致患者不能在0～15°范圍內控制膝的隨意屈伸。為了獲取步行能力，患者只能采取更穩定的“鎖膝”動作，把膝關節固定在伸直位[14]。

本研究中所采用的在三維運動平臺上進行蹲起訓練、重心轉移訓練、弓步練習。主要讓患者在不穩定的、做橢圓運動的平臺上做膝關節0～15°范圍內的屈伸訓練，并在此過程中做下肢的重心轉移訓練，以達到提高膝關節控制能力的目的。本研究觀察組在治療后其FMA評分及膝過伸次數比對照組明顯改善，且觀察組改善程度優于對照組，說明三維運動平臺訓練能明顯改善腦卒中患者膝過伸步態。其作用機制有：不穩定的運動訓練平臺能為患者下肢關節提供各個位置、多方向的本體感覺刺激，充分激活患者本體神經控制，減少膝關節代償。國外文獻也表明：負重訓練[15]、下肢閉鏈運動[16-17]、“晃動訓練”(不穩定平面上的站立練習)等可利于本體感覺的恢復[18-19]。而三維運動平臺訓練結合了以上3個訓練方法，促進了膝關節及周圍關節的本體感覺恢復。通過本體感覺訓練也可增強腘繩肌的收縮反射，以此保證膝關節的動力性穩定[20]。同時通過在訓練平臺上改變站立訓練的姿勢，可在膝關節運動過程中對下肢痙攣的股四頭肌和腓腸肌進行有效的牽伸，調節肌肉張力，防止膝關節在改變運動位置下誘發肌肉強烈的痙攣而產生膝過伸。再者三維運動平臺所產生的橢圓運動，對患者的平衡能力以及軀干核心控制有促進作用[21]。而良好的腰腹骨盆控制能力，也有利于下肢分離運動的出現，提高下肢運動功能，增強對膝關節的控制能力[22]，從而改善膝過伸步態。

本研究采用的Gait Watch步態分析系統可定量及定性測量腦卒中患者偏癱步態的特征，特別是下肢的關節運動學參數，對于腦卒中患者的步行能力的評估具有較高敏感度[23]。文獻分析顯示，膝過伸患者在步行過程中其膝關節最大屈曲角度顯著減少，膝關節最大伸展角度顯著增加[24]。而在本研究中通過對偏癱患者步行過程中膝關節的最大屈曲角度與最大伸展角度的測量，發現治療后觀察組的患者膝關節最大屈曲角度明顯增大，與對照組相比也明顯改善，表明患者膝關節屈曲能力增強；而膝關節最大伸展角度明顯減少，與對照組相比也明顯改善，說明患者膝關節過伸情況明顯好轉，而且觀察組的改善程度較對照組明顯，說明三維運動平臺訓練更有利于糾正膝過伸步態。

當然本研究也存在不足之處。排除了多次發病及病程超過6個月患者，這可能增加了膝過伸的糾正率；正常人步行時，上肢及軀干相應的進行活動，髖關節、膝關節和踝關節間相互協調屈伸，互相影響；研究中缺乏對髖關節及踝關節活動范圍的變化進行觀察。在今后的研究工作中要對它們三者之間的聯系進行更深入的探究。

綜上所述，膝過伸步態的形成因素復雜，常常需要多種干預措施的綜合應用。三維運動平臺能夠提供更全面以及多樣化的訓練模式，從而改善膝過伸步態。而三維步態分析系統能準確反饋步行中關節變化的程度，在偏癱患者下肢步行過程中評估關節運動參數、改善步態等有較好的應用前景。