運動訓(xùn)練預(yù)防腦卒中患者跌倒的研究進展

劉 庭，刁子晏，皮紅英

1 解放軍醫(yī)學(xué)院，北京 100853；2 解放軍總醫(yī)院第二醫(yī)學(xué)中心 消化內(nèi)科，北京 100853；3 解放軍總醫(yī)院衛(wèi)勤訓(xùn)練中心，北京 100853

腦卒中是全球第二大死亡原因，也是致殘的主要原因[1]，還是我國成人致死、致殘的首位病因，具有高發(fā)病率、高致殘率、高死亡率、高復(fù)發(fā)率、高經(jīng)濟負擔(dān)五大特點[2]。腦卒中后常發(fā)生感覺功能障礙、平衡能力下降等后遺癥，使得跌倒成為腦卒中后常見不良事件[3]。腦卒中幸存者跌倒的風(fēng)險和跌倒后骨折發(fā)生率是同齡非腦卒中人群的2倍[4-5]。跌倒還是腦卒中患者再次入院的最常見原因[6]，因此腦卒中患者的跌倒預(yù)防尤為重要。有多項研究證實了運動訓(xùn)練在腦卒中患者跌倒預(yù)防方面的有效性[7-8]。歐洲跌倒預(yù)防協(xié)作網(wǎng)(Prevention of Falls Network Europe，ProFaNE)將預(yù)防跌倒的運動訓(xùn)練分為以下幾類：1)平衡、步態(tài)和功能訓(xùn)練；2)力量和抗阻訓(xùn)練；3)靈活性訓(xùn)練；4)3D訓(xùn)練(如太極、氣功、舞蹈)；5)耐力訓(xùn)練；6)常規(guī)訓(xùn)練；7)其他訓(xùn)練[9]。腦卒中患者跌倒預(yù)防的運動訓(xùn)練措施大多為平衡和步態(tài)訓(xùn)練、力量和抗阻訓(xùn)練等。本研究主要從這兩個方面對國內(nèi)外運動訓(xùn)練方法在腦卒中患者跌倒預(yù)防中的應(yīng)用進行綜述，旨在為腦卒中患者采取適宜的運動措施預(yù)防跌倒提供依據(jù)。

1 平衡和步態(tài)訓(xùn)練

腦卒中患者常遺留偏癱或單側(cè)肢體肌力減弱等后遺癥，因此步態(tài)不穩(wěn)、平衡障礙問題較為常見，改善平衡狀態(tài)對腦卒中患者的跌倒預(yù)防極為重要。目前用于改善腦卒中患者平衡能力和步態(tài)穩(wěn)定性的運動措施主要有雙任務(wù)訓(xùn)練(dual task training，DTT)、機器人輔助訓(xùn)練和虛擬現(xiàn)實技術(shù)輔助訓(xùn)練等。

1.1 雙任務(wù)訓(xùn)練 回歸社會生活的腦卒中患者將面臨在復(fù)雜的外部環(huán)境中行走的狀況。有研究指出，認知系統(tǒng)是一個有限的容量整體，外界環(huán)境的干擾會分散患者注意力，影響步態(tài)穩(wěn)定性，增加跌倒風(fēng)險[10]。因此，有必要通過訓(xùn)練手段提高患者抗外部環(huán)境干擾的能力，進而提高步行注意力，降低跌倒發(fā)生率。

雙任務(wù)訓(xùn)練分為認知雙任務(wù)訓(xùn)練和運動雙任務(wù)訓(xùn)練兩類，認知雙任務(wù)訓(xùn)練是在執(zhí)行一項運動任務(wù)的同時執(zhí)行另一項認知任務(wù)，運動雙任務(wù)訓(xùn)練是同時執(zhí)行兩項運動任務(wù)[11-12]。認知雙任務(wù)訓(xùn)練多為在站立或步行狀態(tài)下執(zhí)行認知任務(wù)，如口頭朗誦、心算等，運動雙任務(wù)訓(xùn)練多為在站立或步行狀態(tài)下執(zhí)行運動任務(wù)，常為攜物行走、邊走邊接球或拋球等[13]。一項納入13項隨機對照研究的Meta分析結(jié)果顯示，認知雙任務(wù)訓(xùn)練能顯著提高慢性腦卒中患者的平衡能力、步態(tài)穩(wěn)定性和上肢功能[14]。Saleh等[15]比較了水上與陸上運動雙任務(wù)訓(xùn)練對慢性腦卒中患者平衡和步態(tài)的影響，結(jié)果表明二者均可顯著改善步態(tài)和平衡功能，水上運動雙任務(wù)訓(xùn)練效果更佳。有研究開展了一項為期8周的雙任務(wù)訓(xùn)練隨機對照研究，隨訪時間為半年，半年后接受雙任務(wù)訓(xùn)練的慢性腦卒中患者行走功能較對照組明顯改善，跌倒發(fā)生率和跌倒相關(guān)傷害發(fā)生率分別降低了25.0%和22.2%[16]。

1.2 機器人輔助訓(xùn)練 近年來，生物醫(yī)學(xué)和工學(xué)融合發(fā)展，步行輔助系統(tǒng)逐步應(yīng)用于腦卒中患者步行訓(xùn)練中。一項系統(tǒng)評價表明，機器人輔助步態(tài)康復(fù)可以減輕醫(yī)療成本和治療師的負擔(dān)，使腦卒中患者在康復(fù)期獲得充分的物理治療療程[17]。一項為期2周的比較機器人輔助步態(tài)訓(xùn)練系統(tǒng)與常規(guī)地面步態(tài)訓(xùn)練對腦卒中患者步態(tài)改善效果的隨機對照研究指出，機器人輔助步態(tài)訓(xùn)練系統(tǒng)對包括步長、步速、足偏角在內(nèi)的步態(tài)空間參數(shù)有明顯的改善作用[18]。其中Lokomat作為機器人輔助步態(tài)訓(xùn)練系統(tǒng)的代表之一，已廣泛應(yīng)用于臨床。Lokomat將跑步機、體重支持系統(tǒng)和驅(qū)動外骨骼結(jié)合在一起，外骨骼在步態(tài)周期中起著支持腿部運動的作用，使患者在預(yù)先設(shè)定好步態(tài)模式的跑步機上進行行走訓(xùn)練，可模擬對稱的雙邊步態(tài)[19]。

關(guān)于Lokomat對腦卒中患者步態(tài)矯正效果的結(jié)論并不統(tǒng)一。一項隨機對照試驗表明，相比傳統(tǒng)訓(xùn)練，Lokomat能帶來更好的行走結(jié)果，雖無法

替代傳統(tǒng)訓(xùn)練，卻可以作為傳統(tǒng)訓(xùn)練的輔助措施實現(xiàn)一對一的康復(fù)訓(xùn)練[20]。但有研究指出，對于有中度至重度步態(tài)障礙的亞急性腦卒中患者，傳統(tǒng)步態(tài)訓(xùn)練干預(yù)的多樣性相比Lokomat似乎能更好地促進步行能力的恢復(fù)，此外Lokomat會限制軀干和骨盆活動，可能會降低腿部肌肉的主動參與水平[21]。鑒于以上問題，團隊研發(fā)了新型的步態(tài)輔助訓(xùn)練系統(tǒng)AiWalker。與Lokomat相比，AiWalker具有地面行走模式，且在訓(xùn)練過程中可產(chǎn)生體感刺激。Zhang等[22]比較了Aiwalker + 常規(guī)訓(xùn)練與常規(guī)訓(xùn)練對腦卒中患者平衡和步行能力的影響，結(jié)果表明Aiwalker + 常規(guī)訓(xùn)練組步態(tài)、平衡能力和下肢體感功能均有較大的提升。

1.3 虛 擬 現(xiàn) 實 技 術(shù) 輔 助 訓(xùn) 練 虛 擬 現(xiàn) 實(visual reality，VR)技術(shù)利用計算機系統(tǒng)、感覺反饋裝置和建模技術(shù)，創(chuàng)造出一種虛擬的場景，可實現(xiàn)人體與虛擬環(huán)境或物體的交互[23]，常運用于腦卒中患者康復(fù)期功能鍛煉。VR游戲主要包括球類、滑雪、騎車、冒險、躲避障礙等多種訓(xùn)練任務(wù)游戲，VR設(shè)備主要包括Kinect、BTS、Wii Fit等[24]。一項系統(tǒng)評價指出，VR技術(shù)在提高腦卒中患者肢體功能、平衡能力和步態(tài)方面較傳統(tǒng)干預(yù)措施更有效[25]。有國外研究通過對比常規(guī)訓(xùn)練方案與虛擬現(xiàn)實反射療法(virtual reality reflection therapy，VRRT)對慢性腦卒中患者平衡和步態(tài)的改善效果，發(fā)現(xiàn)VRRT組患者的Berg平衡量表(berg balance scale，BBS)評分、功能性前伸測試(function reach test，F(xiàn)RT)結(jié)果、計時起步行走測試(timed up and go test，TUGT)結(jié)果、姿勢擺動、10 m步行速度測試結(jié)果均顯著改善，與常規(guī)訓(xùn)練組比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義[26]。與僅進行早期康復(fù)相比，將VR技術(shù)加入腦卒中患者早期康復(fù)中對肌肉力量和身體功能狀態(tài)有更大的提升效果[27]。一項將VR技術(shù)應(yīng)用于腦卒中偏癱患者下肢功能康復(fù)的研究結(jié)果顯示，VR組運動功能評分、平衡功能評分、10 m最大步行速度測試結(jié)果均明顯優(yōu)于對照組[28]。有研究將Lokomat輔助訓(xùn)練技術(shù)聯(lián)合VR技術(shù)應(yīng)用于腦卒中康復(fù)期患者的步態(tài)和平衡訓(xùn)練，結(jié)果顯示聯(lián)合VR的Lokomat輔助訓(xùn)練較無VR的Lokomat輔助訓(xùn)練在改善腦卒中患者步態(tài)和平衡方面更有效[29]。

2 力量和抗阻訓(xùn)練

腦卒中患者常伴隨肌肉力量減退，可導(dǎo)致身體控制能力減弱，跌倒風(fēng)險升高。力量訓(xùn)練常采用克服器械重量、身體重量、阻力帶阻力等方式對偏癱側(cè)肢體或軀干以及核心肌群進行訓(xùn)練。

2.1 肢體訓(xùn)練 早期及時的肢體功能鍛煉可在一定程度上恢復(fù)肢體功能，有利于腦卒中患者保持平衡，減少跌倒等不良事件的發(fā)生。一項系統(tǒng)評價指出，老年人進行平衡訓(xùn)練結(jié)合抗阻訓(xùn)練可降低跌倒發(fā)生率[9]。踏車運動常用于腦卒中患者肢體功能鍛煉中，劉加鵬等[30]和袁建容等[31]的研究表明踏車訓(xùn)練可有效改善腦卒中患者的肢體運動功能。何雯雯等[32]將48例腦卒中后偏癱患者均分為兩組，對照組采用常規(guī)康復(fù)治療，治療組在常規(guī)康復(fù)的基礎(chǔ)上增加Thera-Band彈力帶對偏癱側(cè)肌肉進行漸進抗阻訓(xùn)練，治療8周后治療組Fugl-Meyer運動功能評定量表(Fugl-Meyer assessment，F(xiàn)MA)評分、BBS評分和步態(tài)分析中的步頻、步幅、步速均優(yōu)于對照組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義。Vahlberg等[33]研究了包含下蹲、起立行走、避障行走、柔軟平面行走等項目的漸進式抗阻和平衡訓(xùn)練方案在慢性腦卒中患者中的應(yīng)用效果，結(jié)果顯示訓(xùn)練3個月后患者的平衡和行走速度有效改善。國外研究指出，低強度和高強度耐力訓(xùn)練在增強慢性腦卒中患者肌肉力量、提高身體活動性方面均有明顯效果，低強度訓(xùn)練效果更佳[34]。

2.2 軀干 和核心 穩(wěn)定 性 訓(xùn)練 人體 的 核心 區(qū) 域(即腰椎-骨盆-髖關(guān)節(jié))是保證人體在運動中合理發(fā)力、力量傳遞和力量控制的關(guān)鍵[35]。核心穩(wěn)定性在腦卒中患者軀干和下肢的協(xié)調(diào)運動中具有重要作用[36]。腦卒中患者軀干功能與平衡和行走能力密切相關(guān)，被看作腦卒中患者功能恢復(fù)和住院時長的關(guān)鍵預(yù)測因素，軀干和核心肌群訓(xùn)練對腦卒中患者的平衡和移動功能具有積極意義，可顯著降低跌倒風(fēng)險[37-39]。邸妍[40]將64例腦卒中患者均分為兩組，對照組進行早期康復(fù)訓(xùn)練，試驗組在對照組的基礎(chǔ)上進行針對性核心肌群訓(xùn)練(包括軀干旋轉(zhuǎn)訓(xùn)練、平衡球半橋訓(xùn)練、腹部訓(xùn)練、抗阻訓(xùn)練)，隨訪3個月后，試驗組運動功能和步行功能均優(yōu)于對照組，跌倒發(fā)生率也明顯低于對照組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義，與蔡超群和唐春妮[41]、吳運明等[42]的研究結(jié)論一致。

3 其他訓(xùn)練

傳統(tǒng)的中醫(yī)訓(xùn)練方法如太極、八段錦、氣功、五禽戲等常被用于腦卒中患者運動功能的康復(fù)和跌倒預(yù)防，瑜伽、舞蹈、普拉提等也逐漸應(yīng)用于腦卒中患者跌倒預(yù)防中，可對平衡、肌力、耐力、靈活性進行全面訓(xùn)練。太極作為中國傳統(tǒng)鍛煉方法，已被多項研究證實可改善腦卒中患者的運動控制和感覺平衡功能，降低跌倒發(fā)生率[43-46]。由于腦卒中患者多存在肢體感覺和功能障礙，無法完整完成傳統(tǒng)的太極，因此符合腦卒中患者運動特征的改良式太極值得進一步探索。一項比較八段錦訓(xùn)練與傳統(tǒng)訓(xùn)練的研究表明，八段錦訓(xùn)練可顯著提高慢性腦卒中患者的平衡能力、腿部力量和靈活性，是一種安全、可持續(xù)的居家鍛煉方式[47]。有研究將基于舞蹈的運動游戲用于改善慢性腦卒中患者麻痹性上肢運動控制功能，發(fā)現(xiàn)基于舞蹈的運動游戲不僅對腦卒中患者上肢運動功能恢復(fù)有積極作用，也可降低跌倒發(fā)生率[48]。Correia等[49]研究發(fā)現(xiàn)眼動和凝視穩(wěn)定性訓(xùn)練對降低腦卒中幸存者跌倒風(fēng)險有積極作用。電刺激作為一種新型的神經(jīng)調(diào)控和外周傳導(dǎo)技術(shù)，對腦卒中患者運動功能的恢復(fù)有較好的臨床效果[50]。一項以跌倒發(fā)生例數(shù)和步態(tài)改善為主要結(jié)局指標(biāo)的隨機對照試驗結(jié)果表明，功能電刺激(functional electrical stimulation，F(xiàn)ES)可提高腦卒中患者的步態(tài)穩(wěn)定性，減少跌倒發(fā)生[51]。在電刺激基礎(chǔ)上發(fā)展起來的腦機接口控制功能性電刺激訓(xùn) 練(brain-computer interface-controlled functional electrical stimulation training，BCI-FES)在腦卒中患者中的應(yīng)用愈發(fā)廣泛，有研究表明相比于FES，BCI-FES改善步速和步頻的效果更明顯[52]。

4 結(jié)語

運動訓(xùn)練在腦卒中患者跌倒預(yù)防中具有獨特的優(yōu)勢，主要通過提升平衡功能和肌肉力量對腦卒中患者進行跌倒預(yù)防。目前人工智能在腦卒中患者運動功能康復(fù)和跌倒預(yù)防中呈現(xiàn)出較好的發(fā)展態(tài)勢，機器人輔助訓(xùn)練和VR輔助訓(xùn)練逐漸應(yīng)用于腦卒中患者跌倒預(yù)防中，但因價格昂貴、使用場所限制等原因，這些訓(xùn)練方式的可及性較差，醫(yī)務(wù)工作者可深化醫(yī)工結(jié)合，研發(fā)更為普惠便攜的智能訓(xùn)練設(shè)備，造福廣大的腦卒中患者。