全身振動訓練對腦卒中偏癱患者下肢肌張力及步行功能的影響

劉鑫鑫 張盤德 董安石 劉震

腦卒中是中國成年人致殘的主要原因之一,可造成肌張力障礙,給患者的步行功能帶來嚴重的影響,腦卒中后肌張力障礙以上肢屈肌、下肢伸肌痙攣為主,常伴隨足下垂、內翻、髖關節外展外旋等異常步態,致使步行能力和日常生活自理能力明顯下降,回歸社會困難。目前對痙攣的治療以局部注射A 型肉毒素、口服藥物、綜合運動康復等為主［1］。但A 型肉毒素具有費用昂貴、療效維持時間短、需要反復注射的缺點,部分患者不能接受。康復治療是最基礎的治療手段,可促進受損的中樞神經系統加強代償功能及可塑性［2］,適合于各種原因引起的痙攣狀態,其治療效果已經得到公認。因此進一步開展相關臨床研究,指導臨床應用是迫切需要的。全身振動訓練(whole-body vibration training,WBVT)是利用放置于地面上的專業振動臺［3］,使外源性機械振動和外加抗阻負荷刺激機體,傳遞到肌群上,進而增加主動肌的激活程度并提高高閾值運動單位的生物學活性,引起中樞神經系統適應性改變,參與運動單位肌群以高頻率收縮,達到神經肌肉系統興奮性提高的訓練方法。最初的研究方向集中在體育競技方面及醫學美容機構,研究認為振動可提高肌力、改善骨質疏松、提高協調性、減輕肌疼痛,用于運動員狀態快速恢復［4］。自21 世紀開始進一步研究于康復醫學逐步到神經康復,研究表明,全身振動訓練對人體代謝和激素水平以及骨重塑、呼吸、心血管等組織系統疾病的康復具有一定的積極作用；在神經康復方面,研究主要關注肌力、肌張力、平衡功能、姿勢控制能力等方面。有研究表明,全身振動能夠降低腦卒中患者軀干肌痙攣程度,提高軀干穩定性；國內外研究表明,全身振動訓練后腦卒中患者的肌力增加,且肌痙攣減輕,同時可改善腦卒中后平衡及運動功能［5］；并且能降低腦癱患兒的肌張力,利于運動功能維持及提高。全身振動訓練具有較強的可行性和安全性,治療費用低,具有較大的研究價值,而國內使用全身振動訓練改善卒中后肌張力障礙并用步態分析儀評估步行功能相關報道較少。近年來本科應用全身振動訓練配合常規康復訓練治療腦卒中偏癱患者,患者的肌張力和步行功能明顯改善,現總結如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取2017 年12 月～2019 年12 月在佛山市第一人民醫院康復醫學科接受治療的腦卒中偏癱患者40 例,患者均符合《中國急性缺血性腦卒中診治指南2010》診斷標準［6］。納入標準：①經腦CT 或磁共振成像(MRI)確診；②年齡18～70 歲,首次發病、病程≤6 個月；③單側肢體癱瘓,偏癱下肢痙攣狀態改良 Ashworth 評定量表(Modified ashworth scale,MAS)分級≤3 級；④Holden 步行功能＞2 級、能在有或無輔助裝置下行走至少12 m；⑤能理解并執行治療師的口令。排除標準：①嚴重的患側下肢疼痛,骨關節病、人工關節置換后等；②正在接受抗痙攣藥物治療者；③合并有惡性腫瘤、心臟起搏器；④合并有嚴重心、肝、腎、肺、血液系統等疾病；⑤合并周圍神經病、脊髓損傷、癲癇、帕金森病史等；⑥有新近的動靜脈血栓。將患者利用隨機數字表法分為實驗組和對照組,每組20 例。兩組患者的性別、年齡、病程等一般資料比較差異無統計學意義(P＞0.05),具有可比性。見表1。所有患者在療程期間均完成實驗無脫落。

表1 兩組患者一般資料比較［n(%),±s］

表1 兩組患者一般資料比較［n(%),±s］

注：兩組比較,P＞0.05

1.2 方法 兩組患者均進行常規肢體運動康復訓練,實驗組在常規肢體運動康復訓練基礎上給予全身振動訓練。

1.2.1 常規肢體運動康復訓練 由PT 治療師指導患者進行常規肢體運動康復訓練：包括患肢被動活動、痙攣抑制訓練、步態平衡練習、運動再學習、Bobath療法等。上述訓練1 次/d,訓練5 d/周,4 周為1 個療程。

1.2.2 全身振動訓練 應用意大利GLOBUS 振動訓練系統。治療前向患者說明本實驗目的、儀器的使用和訓練方法,患者站立于振動訓練臺平臺上,雙手握住扶把,患手輔助固定,雙膝稍屈曲；不能堅持者采用坐位,坐于木凳上,雙足踩于振動平臺上,髖、膝關節保持90°彎曲,振動頻率為25 Hz,低振幅,1 次/d,每次30 s×15 組,組間休息30 s。5 次/周,4 周為1 個療程。

1.3 觀察指標及判定標準 分別于治療前、治療4 周后各評定1 次患者臨床指標。

1.3.1 伸髖肌群、伸膝肌群的肌張力 采用MAS 評定,分0、1、1+、2、3、4 級6 個等級,對應賦值分別為0、1、1.5、2、3、4 分,分值越低說明功能越良好。

1.3.2 屈髖肌群、伸膝肌群的肌力 采用下肢徒手肌力測定(MTT)評定,分為0、1、2、3、4、5 級6 個級別,對應賦值分別為0、1、2、3、4、5 分,分值越高說明功能越良好。

1.3.3 ADL 評分 采用ADL 評定患者的日常生活自理能力,滿分100 分,最低0 分,分值越高說明生活自理能力越強。

1.3.4 步行功能 采用Holden 評分量表評估,分為6 個等級。0 級：不能行走；1級：1人連續扶持并減重步行；2級：1 人間斷扶持步行；3級：言語指導獨立步行；4級：平地獨立步行,但在斜坡與樓梯需要幫助；5級：獨立步行。將0、1、2、3、4、5 級分別賦值0、1、2、3、4、5 分。

1.3.5 平衡能力 采用BBS 評定患者平衡能力,量表最高56 分,最低0 分,分值越高說明平衡能力越好。

1.3.6 步態分析 采用廣州章和電氣 Gait Watch 步態分析系統,評估步態特征和下肢關節運動學參數,包括步幅、步頻、髖關節屈曲度、膝關節屈曲度、步態周期。

1.4 統計學方法 采用SPSS22.0統計學軟件對數據進行處理。計量資料以均數±標準差(±s)表示,采用t 檢驗；計數資料以率(%)表示,采用χ2檢驗。P＜0.05表示差異有統計學意義。

2 結果

2.1 兩組患者治療前后下肢肌力、肌張力比較 治療前,兩組患者伸髖肌群、伸膝肌群的肌張力MAS 評分以及屈髖肌群、伸膝肌群的肌力評分比較差異無統計學意義(P＞0.05)；治療后,兩組患者伸髖肌群、伸膝肌群的肌張力MAS 評分均較治療前下降,屈髖肌群、伸膝肌群的肌力評分均較治療前明顯升高,差異均有統計學意義(P＜0.05)；且實驗組伸髖肌群和伸膝肌群的肌張力MAS 評分、屈髖肌群和伸膝肌群的肌力評分改善程度均顯著優于對照組,差異均有統計學意義(P＜0.05)。見表2。

2.2 兩組患者治療前后ADL 評分、Holden 步行功能評分、BBS 評分比較 治療前,兩組患者ADL 評分、Holden 步行功能評分、BBS 評分比較差異無統計學意義(P＞0.05)。治療后,兩組患者BBS 評分、Holden 步行功能評分、ADL 評分均較治療前明顯升高,差異均有統計學意義(P＜0.05)；實驗組BBS 評分、Holden 步行功能評分均較對照組顯著升高,差異均有統計學意義(P＜0.05)；但兩組ADL 評分比較差異無統計學意義(P＞0.05)。見表3。

2.3 兩組患者治療前后步幅、步頻、髖關節屈曲度、膝關節屈曲度、步態周期比較 治療前,兩組患者步幅、步頻、髖關節屈曲度、膝關節屈曲度、步態周期比較差異無統計學意義(P＞0.05)。治療后,兩組患者步幅、步頻、髖關節屈曲度、膝關節屈曲度、步態周期均較治療前改善,且實驗組步幅、步頻、膝關節屈曲度、步態周期均較對照組改善顯著,差異均有統計學意義(P＜0.05)；但兩組髖關節屈曲度比較差異無統計學意義(P＞0.05)。見表4。

表2 兩組患者治療前后下肢肌力、肌張力比較(±s,分)

表2 兩組患者治療前后下肢肌力、肌張力比較(±s,分)

注：與本組治療前比較,aP＜0.05；與對照組治療后比較,bP＜0.05

表3 兩組患者治療前后ADL 評分、Holden 步行功能評分、BBS 評分比較(±s,分)

表3 兩組患者治療前后ADL 評分、Holden 步行功能評分、BBS 評分比較(±s,分)

注：與本組治療前比較,aP＜0.05；與對照組治療后比較,bP＜0.05

表4 兩組患者治療前后步幅、步頻、髖關節屈曲度、膝關節屈曲度、步態周期比較(±s)

表4 兩組患者治療前后步幅、步頻、髖關節屈曲度、膝關節屈曲度、步態周期比較(±s)

注：與本組治療前比較,aP＜0.05；與對照組治療后比較,bP＜0.05

3 討論

痙攣是一種運動控制障礙癥狀,由上運動神經元損傷造成,表現為肌肉的間歇性或持續性不隨意運動,多見于腦卒中、脊髓損傷、腦外傷等疾病,嚴重影響個體運動功能,給日常生活帶來極大困擾,全身振動對于骨骼肌的影響是通過加強重力負荷及觸壓覺、本體感覺及前庭感覺的輸入引發激素或“神經性適應”的變化,加強初級肌梭傳入纖維的靈敏度,同名運動神經元隨著振動誘導增強電位放電可以反過來抑制肌肉的牽張反射和H 反射［7］。Miyara 等［8］研究表明振動誘導Ⅰa 傳入神經突觸前抑制作用減少了單突觸反射興奮,繼而減少傳遞牽張性放射及I a 纖維攜入的動作電位。并且振動也減少了H 反射,除了上述神經因素外還有生理因素,包括荷爾蒙濃度的改變,主要是睪固酮與生長激素的增加［9］,生理因素可促進神經效率的提升。上述學說為振動訓練減輕痙攣的可能生理機制。尚無研究報道振動會加重肢體痙攣程度,在實際應用中要謹慎設計全身振動訓練的振動參數。20 Hz 以上的振動頻率不容易引發共振現象,此外,如果振動時間比較長、振動加速度過大,也容易引發不良反應,甚至會對臟器造成傷害［10］。

人類行走過程中,從一側足跟著地到該側足跟再次著地所經歷的時間稱為一個步態周期,步態就是描述人走路特點的一種周期性現象,擺動相是指足部離開支撐面的時間,約占步態周期的40%,下肢適當離開地面以保證肢體向前進,主要包括屈髖、提膝、踝背屈3 個關節運動,在擺動相中期,髖關節屈伸運動中最大屈曲為30°,膝關節最大屈曲約65°,上述關節運動對應肌群分別為髂腰肌、股四頭肌、脛前肌。髖膝強直導致步態異常影響步行擺動相,是步行時步態出現異常及步行速度下降的原因之一。有研究表明,腦卒中患者的步頻、步速顯著降低,步態周期延長,步長縮短,患側擺動相縮短,支撐相延長；患側髖、膝關節最大伸展角度明顯受限,關節屈伸運動的平均角速度降低。患側髖關節最大屈曲角度較健康人群減小,但差異無顯著性意義［11］。在本項研究中,通過Gait Watch步態分析評估系統來評價步行時空參數和關節運動學參數進行比較,其對于腦卒中偏癱患者步行功能的評估具有客觀性及高敏感度［12］。分別將內含有加速度計和陀螺儀等慣性測量模塊和處理模塊的7 個傳感器綁定在患者的骶骨、雙股骨中段前側、雙脛骨近端內側和雙足背處,實時同步采集患者骨盆、髖、膝、踝各關節在矢狀面、冠狀面和垂直面的運動數據,并將數據通過無線傳輸技術同步傳輸至電腦軟件中進行分析。

本實驗表明,治療后,兩組患者伸髖肌群、伸膝肌群的肌張力MAS 評分均較治療前下降,屈髖肌群、伸膝肌群的肌力評分均較治療前明顯升高,差異均有統計學意義(P＜0.05)；且實驗組伸髖肌群和伸膝肌群的肌張力MAS 評分、屈髖肌群和伸膝肌群的肌力評分改善程度均顯著優于對照組,差異均有統計學意義(P＜0.05)。治療后,兩組患者BBS 評分、Holden 步行功能評分、ADL 評分均較治療前明顯升高,差異均有統計學意義(P＜0.05)；實驗組BBS 評分、Holden 步行功能評分均較對照組顯著升高,差異均有統計學意義(P＜0.05)；但兩組ADL 評分比較差異無統計學意義(P＞0.05)。考慮ADL 同時與手功能、二便功能密切相關,影響因素較多,單純的下肢運動功能提高不能完全體現日常生活能力水平。治療后,兩組患者步幅、步頻、髖關節屈曲度、膝關節屈曲度、步態周期均較治療前改善,且實驗組步幅、步頻、膝關節屈曲度、步態周期均較對照組改善顯著,差異均有統計學意義(P＜0.05)；但兩組髖關節屈曲度比較差異無統計學意義(P＞0.05)。首先考慮本科設備條件不足,無站立位懸吊固定帶,使不能堅持雙膝屈曲站立位的患者采用坐位體位,維持髖關節90°,導致部分患者垂直振動不能有效傳導至下肢近端大肌群,如髂腰肌,導致少重力負荷,減少了觸壓覺、本體感覺及前庭感覺的輸入,相對大腿肌肉鏈條控制能力不足,減少運動單位募集,對髖關節無法進行強化訓練。且兩組患者治療前髖關節屈曲度比較差異無統計學意義(P＞0.05)；治療后,實驗組和對照組髖關節屈曲度分別為(24.95±4.66)及(22.20±9.55)°,已為髖關節正常屈曲角度的低值,進一步驗證了腦卒中患者患側髖關節最大屈曲度對比健康人無差異的論述。行走及步態是中樞神經系統在生物力學水平上的終極目標。在全身振動訓練后,患者肌張力、肌力、Berg 平衡功能、Holden 步行功能、步幅、步頻、膝屈曲角度、步態周期明顯好轉,有很大的臨床意義,進一步為臨床應用提供指導。

實施時仍需要考慮性別、年齡、關節角度、運動耐力等因素的影響,需要根據情況適時調整,利用效率最高的生物諧振方案,設計更適合患者的振動姿勢。需進一步完善振動訓練臺不同參數對于腦卒中患者下肢肌張力的影響,尋找最有效的振動類型、頻率、振幅、時間。如能進行本體感覺和肌電圖、足底壓力等測試分析,為本實驗增加更多客觀評價依據。以上為本實驗的不足之處。

綜上所述,全身振動訓練配合肢體運動康復能夠更有效地改善腦卒中偏癱患者下肢肌張力,并提高步行功能,為臨床運用提供參考。