情景互動智能步行訓(xùn)練對痙攣型腦性癱瘓兒童下肢運(yùn)動功能的影響

張亞男,陳偉,劉鵬 ,鞏尊科 ,張明 ,周敬杰, 蘇春, 馬黎黎 ,邵磊, 丁文程

腦性癱瘓(簡稱腦癱)是一組持續(xù)存在的中樞性運(yùn)動和姿勢發(fā)育障礙、活動受限癥候群，這種癥候群是由于發(fā)育中的胎兒或嬰幼兒腦部非進(jìn)行性損傷所致。腦性癱瘓的運(yùn)動障礙常伴有感覺、知覺、認(rèn)知、交流和行為障礙，以及癲癇和繼發(fā)性肌肉骨骼問題[1]。腦性癱瘓發(fā)病率在世界范圍內(nèi)平均約為2‰，按照每年中國有2000萬左右新生兒出生計(jì)算，每年新增腦性癱瘓患兒4萬例，腦癱患兒中發(fā)病率最高的為痙攣型腦癱，約占總數(shù)的60%～70%[2]。他們通常下肢功能障礙重于上肢，多數(shù)能獲得步行功能，但在步行時下肢肌張力增高，足跟不能完全著地，步行耐力較差，導(dǎo)致步行穩(wěn)定性受限，從而影響其社會和學(xué)校的活動參與能力。如何改善痙攣型腦癱患兒的步行功能尚無統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。近年來情景互動智能步行訓(xùn)練系統(tǒng)已逐漸應(yīng)用于臨床康復(fù)治療中，但國內(nèi)外關(guān)于情景互動智能步行訓(xùn)練系統(tǒng)對痙攣型腦癱患兒下肢運(yùn)動功能影響的研究報(bào)道還很少。本文研究情景互動智能步行訓(xùn)練系統(tǒng)結(jié)合常規(guī)康復(fù)治療對痙攣型腦癱患兒下肢運(yùn)動功能的影響，并觀察療效。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取2017年9月～2018年9月在徐州市中心醫(yī)院兒童康復(fù)中心住院和門診治療的痙攣型腦癱患兒40例，年齡為3～6歲。納入標(biāo)準(zhǔn)：不伴有嚴(yán)重感覺障礙；粗大運(yùn)動功能分級系統(tǒng)(Gross Motor Function Classification System，GMFCS)的評定分為Ⅰ～Ⅲ級；下肢痙攣狀態(tài)基本保持在改良Ashworth(Modified Ashworth Scale,MAS)評定的Ⅲ級或以下；認(rèn)知良好，能聽懂簡單指令，可配合完成相關(guān)指令操作；患兒家屬均簽署治療知情同意書，并堅(jiān)持治療3個月以上者。排除標(biāo)準(zhǔn)：伴嚴(yán)重骨質(zhì)疏松或骨骼肌肉等器質(zhì)性病變的患者；有影響步行能力的其他疾病；不能配合康復(fù)治療的患者。用隨機(jī)數(shù)字表法將痙攣型腦癱患兒分為觀察組與對照組各20例。治療前2組患兒的一般資料差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，見表1。

1.2 方法 對照組患兒進(jìn)行常規(guī)康復(fù)，包括神經(jīng)發(fā)育促進(jìn)技術(shù)、MOTOmed下肢訓(xùn)練系統(tǒng)、低頻電療法。具體如下：按照粗大運(yùn)動功能的順序進(jìn)行肌力及耐力訓(xùn)練、核心穩(wěn)定性訓(xùn)練、平衡訓(xùn)練、步態(tài)行走功能訓(xùn)練，牽拉痙攣肌群，時間30min，每日1～2次；MOTOmed下肢訓(xùn)練系統(tǒng)，采用德國RECK公司生產(chǎn)的MOTOmed viva2型智能訓(xùn)練系統(tǒng)，主要是下肢的主動和被動騎行運(yùn)動，時間20min，每日1次；利用神經(jīng)肌肉功能性低頻電刺激儀器作用于雙下肢，降低雙下肢肌張力，時間20min，每日1次。所有訓(xùn)練項(xiàng)目均為每周5d，12周為1個療程。觀察組患兒在常規(guī)康復(fù)訓(xùn)練的基礎(chǔ)上采用KMC1虛擬情景運(yùn)動系統(tǒng)(丹麥INNOVAID公司生產(chǎn)，型號為HAPPY REHAB-C1)進(jìn)行治療。具體操作流程如下：①患兒取直立位，在電腦系統(tǒng)中設(shè)置雙側(cè)踝關(guān)節(jié)可活動范圍，包括腿部支撐最低/最高位置，腳踏板最小/最大旋轉(zhuǎn)度(腳背和腳底屈度)的信息，并包括最大速度和激活足底傳感器的能力。②點(diǎn)擊游戲訓(xùn)練，選擇符合患兒感興趣的包含在訓(xùn)練計(jì)劃中的游戲，根據(jù)游戲的進(jìn)程，患兒實(shí)時主動調(diào)整踝關(guān)節(jié)的活動度，直至游戲完成，從而提高踝關(guān)節(jié)的主動運(yùn)動能力。訓(xùn)練時的注意事項(xiàng)：首次治療時需向患兒講解踝關(guān)節(jié)主動屈曲的角度，這是游戲能否成功的關(guān)鍵；軀干需保持在直立位，避免出現(xiàn)髖關(guān)節(jié)、膝關(guān)節(jié)的屈曲或伸展代償；如果患兒幾次嘗試失敗，可將踝關(guān)節(jié)的活動范圍作適當(dāng)調(diào)整，游戲難度由簡入繁，以鼓勵患兒做到最好、次日不感到疼痛和疲勞為宜；逐步增強(qiáng)患兒的主動參與性與自信心。每次訓(xùn)練20min，每日1～2次。每周5d，12周為1個療程。

1.3 評定標(biāo)準(zhǔn) 治療前及治療12周后分別對所有患兒進(jìn)行療效評定。①下肢運(yùn)動功能評定：測量足背屈角，即踝關(guān)節(jié)被動背屈的角度，采用的儀器是量角器。②粗大運(yùn)動功能評定：粗大運(yùn)動功能量表88項(xiàng)(Gross motor function measure,GMFM-88)中的D區(qū)(站立)及E區(qū)(走、跑、跳)[3]。評分越高，運(yùn)動功能越好。③三維步態(tài)分析：主要測量步長、步速、支撐相及擺動相。采用Optogait設(shè)備，該設(shè)備是一套由接收端和發(fā)射端組成的光學(xué)檢測系統(tǒng)。每端有96個發(fā)光二極管通過紅外線和另一端光學(xué)相連。當(dāng)安裝到平地或跑步機(jī)上后，系統(tǒng)可以檢測由測試者的運(yùn)動造成的光學(xué)通訊中斷，并計(jì)算出時間和方位。

2 結(jié)果

2.1 足背屈角和GMFM-88評分 治療前2組患兒足背屈角及GMFM-88評分D區(qū)、E區(qū)比較無顯著性差異。治療12周后，2組患兒足背屈角均較治療前明顯增加(均P<0.05)，且觀察組高于對照組(P<0.05)；2組患兒GMFM評分D、E區(qū)明顯高于治療前(P<0.05)，且觀察組明顯高于對照組(P<0.05)。見表2。

表1 2組患兒一般資料比較

表2 2組患兒治療前后足背屈角及GMFM-88評分比較

與治療前比較，aP<0.05；與對照組比較，bP<0.05

2.3 三維步態(tài)分析 治療前2組患兒步長、步速、支撐相、擺動相無顯著性差異。治療12周后，2組患兒步長較治療前明顯變長、步速更快(均P<0.05)，支撐相明顯縮短、擺動相增加(均P<0.05)，且觀察組的步速、支撐相和擺動相優(yōu)于對照組(P<0.05)。見表3。

3 討論

痙攣型腦癱患兒經(jīng)歷時間推移或康復(fù)治療多數(shù)可獲得步行功能，這讓家長在患兒的入學(xué)教育、生活自理、參與正常的社交方面有較高的期待。但由于通常伴有不同程度的步行功能障礙(如步行活動受限、步行耗能增加等)，嚴(yán)重影響患兒在家庭和社會中的活動和參與能力以及個人的身心健康[4]。踝關(guān)節(jié)是人體步行姿勢及穩(wěn)定性的1個微調(diào)樞紐，踝關(guān)節(jié)背屈能否出現(xiàn)，對下肢運(yùn)動功能、步態(tài)改善有著極其重要的意義[5]。康復(fù)治療的機(jī)制包括重復(fù)、反饋和動機(jī)3個關(guān)鍵環(huán)節(jié)[6]，根據(jù)腦神經(jīng)可塑性理論[7]，腦功能重組的恢復(fù)訓(xùn)練應(yīng)該強(qiáng)調(diào)患者的主動參與。傳統(tǒng)的康復(fù)訓(xùn)練以重復(fù)性為主，即使有目標(biāo)設(shè)定，也存在反饋機(jī)制較少，趣味性不足，患兒運(yùn)動動機(jī)不強(qiáng)，不能最大程度地調(diào)動患兒的主動性與適應(yīng)性。目前應(yīng)用較多的能促進(jìn)患者主動運(yùn)動的訓(xùn)練系統(tǒng)的有虛擬情景訓(xùn)練、動態(tài)平衡訓(xùn)練及智能運(yùn)動控制訓(xùn)練等[8]。

本研究應(yīng)用情景互動智能步行訓(xùn)練技術(shù)結(jié)合常規(guī)的腦癱康復(fù)訓(xùn)練方法，全面利用視覺、聽覺、觸覺、本體感覺等的輸入[9]，使患兒處在直立位模擬步行運(yùn)動，在步行時根據(jù)患兒的踝關(guān)節(jié)運(yùn)動功能設(shè)置相應(yīng)難度的虛擬情景游戲，豐富多彩的游戲畫面，美妙動聽的提示音樂，充分調(diào)動患兒的積極性，挖掘患兒下肢運(yùn)動控制的潛能，系統(tǒng)根據(jù)足底觸覺傳感器的輸入實(shí)時反饋患兒的運(yùn)動情況，使患兒最大程度地調(diào)整踝關(guān)節(jié)的活動范圍，模擬步行運(yùn)動中踝關(guān)節(jié)的運(yùn)動來完成步行目標(biāo)(游戲設(shè)置)，從而提高步行活動中下肢運(yùn)動功能的穩(wěn)定性，使其更加接近正常的運(yùn)動功能狀態(tài)，這對患兒的踝關(guān)節(jié)控制能力及立位平衡、步態(tài)的穩(wěn)定性均有較滿意的康復(fù)效果。

本研究結(jié)果表明，無論對照組還是觀察組，經(jīng)過12周的康復(fù)治療，在踝背屈角、GMFM-88的D區(qū)和E區(qū)及三維步態(tài)分析獲取的步行參數(shù)均較治療前有所改善，且觀察組的足背屈角、GMFM-88的D區(qū)和E區(qū)、步速、支撐相、擺動相的改變較對照組更明顯，步長的改變比較無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。可能的原因有：①情景互動智能步行訓(xùn)練直接作用于踝關(guān)節(jié)，使得踝關(guān)節(jié)的活動范圍直接得到改善，主動運(yùn)動控制能力增強(qiáng)，進(jìn)而使下肢的支撐能力得到提高，穩(wěn)定性增加，進(jìn)一步促進(jìn)粗大運(yùn)動功能(GMFM-88的D區(qū)和E區(qū))的發(fā)育，從而與治療后的對照組比較易獲得統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。②步行速度是體現(xiàn)步行穩(wěn)定性和獨(dú)立性重要的指標(biāo)[10]，且步行速度和步行過程中的能量消耗呈負(fù)相關(guān)，當(dāng)能量消耗減少時，步行速度明顯增加[11]。當(dāng)患兒的踝關(guān)節(jié)運(yùn)動控制能力增強(qiáng)時，對于其步行功能來說，無論是支撐相還是擺動相，功能都更趨向于穩(wěn)定，從而使步速提高，步速的提高意味著耗能的減少，這對患兒節(jié)省體力有很大的益處。③步長的改變不僅需要踝關(guān)節(jié)活動度的改善，同時也需要骨盆、膝關(guān)節(jié)的協(xié)同運(yùn)動，本次研究只關(guān)注了踝關(guān)節(jié)方面對于下肢運(yùn)動功能的影響，若想進(jìn)一步研究步態(tài)功能的改善，則患兒的軀干、骨盆、膝關(guān)節(jié)在情景互動環(huán)境中的運(yùn)動控制也是不可忽略的。因?yàn)橛行У牟叫杏?xùn)練要求步行過程中重復(fù)正確的運(yùn)動模式和適當(dāng)?shù)谋倔w感覺輸入及視覺輸入[12-13]。該套設(shè)備中骨盆為固定位，無法設(shè)置運(yùn)動，當(dāng)患兒同時接受膝關(guān)節(jié)和踝關(guān)節(jié)的運(yùn)動時，由于年齡偏小，多為被動運(yùn)動。這也提示以后可納入年齡稍大的腦癱兒童進(jìn)行研究。且本次研究的樣本數(shù)偏小，這有待于以后大樣本、多因素的研究分析。

表3 2組患兒治療前后步態(tài)參數(shù)比較

治療前比較，aP<0.05；與對照組比較，bP<0.05

綜上所述，情景互動智能步行訓(xùn)練技術(shù)結(jié)合常規(guī)的腦癱康復(fù)訓(xùn)練方法能有效改善痙攣型腦癱兒童的足背屈角，提高粗大運(yùn)動功能與步速。由于移動能力的進(jìn)步，必將全面提高其日常生活活動能力，提高患兒生活質(zhì)量，能為患兒的入學(xué)教育及參與社會活動提供最大程度的幫助與便利。同時在情景互動中挑戰(zhàn)游戲的過程可以培養(yǎng)患兒迎難而上、越挫越勇的心理品質(zhì)，對于情緒管理和心理發(fā)育都是相得益彰的。且訓(xùn)練過程中僅需設(shè)定參數(shù)，不需治療師一對一參與，在保證治療效果的同時，極大地提高了工作效率，值得在兒童康復(fù)領(lǐng)域推廣應(yīng)用。