運用便攜式步態分析系統評價功能性電刺激治療儀對痙攣性偏癱病兒步行能力的療效

姜俊紅，汪泉，吳德

腦性癱瘓是一組非進行性運動和姿勢發育障礙綜合征，多由胎兒或嬰幼兒期各種腦損傷導致［1-2］。痙攣性偏癱是常見的運動發育障礙類型。痙攣性偏癱病兒隨著年齡的增長或經過康復治療多數可獨立行走，但多因肌力、肌張力、關節、軟組織繼發性攣縮變形等因素導致足下垂或尖足，引起步態不穩，嚴重影響步行能力［3］。正常兒童到2周歲時步態開始接近成人步態，到7周歲左右趨于成熟［4］。故改善2～7歲痙攣性偏癱病兒的步行能力成為兒童康復的重要目標。功能性電刺激療法是一種物理療法，足下垂助行儀［5］是一款便攜的功能性電刺激設備，通過適時地發放電信號刺激神經控制踝關節的運動，進而改善腦性癱瘓病兒的步行能力。目前國內足下垂助行儀治療痙攣性偏癱病兒的相關研究報道很少。三維步態分析系統作為傳統的步態評估儀器設備昂貴、需要場地大，并對操作人員專業要求高、評定耗時長。相比而言，便攜式步態分析儀可連續幾分鐘到幾天對40種以上不同步態進行自動測量，儀器小、重量輕、便于使用，并與三維步態分析儀所得的步態參數具有一致性［6-8］。基于上述背景，本研究旨在利用便攜式步態分析系統觀察功能性電刺激治療儀聯合常規步行訓練對2～7歲痙攣性偏癱病兒步行能力的影響，便攜式步態分析系統為偏癱病兒行走能力提供量化、客觀的科學依據。

1 資料與方法

1.1 研究對象 收集2020年1月至2022年1月在安徽醫科大學第一附屬醫院小兒神經康復中心就診的痙攣性偏癱病兒40例，采用隨機數字表法分為研究組（20例）和對照組（20例），兩組病兒一般資料比較差異無統計學意義（P＞0.05），具體數據見表1。

診斷及分型根據《中國腦性癱瘓康復指南（2015）》［1］制定的標準。入組標準：①明確診斷為痙攣性偏癱；②年齡2～7歲；③粗大運動功能分級（gross motor function classification system，GMFCS）Ⅰ～Ⅱ級；④可獨立行走10 m以上；⑤可聽懂醫生的指令行走；⑥未做過手術及注射A型肉毒素治療；⑦隨訪滿6個月且資料完整者；⑧病兒近親屬簽署知情同意書。排除標準：①其他類型腦癱；②影響步態的其他脊髓、周圍神經、骨骼或肌肉疾病。本研究獲安徽醫科大學第一附屬醫院臨床醫學研究倫理委員會批準（批號PJ2022-01-57）。

1.2 研究方法 兩組病兒均在我科進行偏癱病兒基礎康復治療，主要包括限制性誘導療法、認知導向的作業訓練等［9-10］。對照組在基礎康復治療上輔以常規步行訓練，主要包括患側下肢支撐訓練、前方步行訓練、側方步行訓練、跨越障礙物訓練、體質量移動訓練、跑跳等，治療為期6個月，1個月10 d，1次/天，每次30 min。研究組在對照組常規步行訓練的基礎上輔以功能性電刺激治療儀（XFT-足下垂助行儀，深圳訊豐通）（圖1）。操作方法：將表面刺激電極片分別粘貼于腓總神經交匯處和腓總神經深層分支處，主機固定在脛骨前肌肌腹處，選擇行走智能模式，根據病兒行走時小腿前后擺動的位置角度和速度來設定主機的電刺激參數，通過刺激腓深神經支配的脛骨前肌、踇長伸肌、踇短伸肌、趾長伸肌、趾短伸肌使踝關節背屈，刺激腓淺神經支配的腓骨長肌、腓骨短肌使踝關節外翻，當足著地時，電刺激關閉，這一模式使病兒在步行過程中達到步態最優化。治療為期6個月，第1～3天，每次30 min；第4～6天，每次1 h；第7～10+天，每次3 h；每個月住院治療10+d。

1.3 評估方法

1.3.1 測試設備 采用美國IDEEA便攜式步態分析系統進行測試。該系統由7個傳感器、1個主記錄儀和2個副記錄儀組成，傳感器內含加速度傳感器、位置傳感器等測量模塊和高性能嵌入式微處理器數據采集處理模塊，主記錄儀扣在褲腰上，主記錄儀引出的雙側大腿傳感器置于髖骨和膝蓋之間中點位置，胸口傳感器置于胸骨正中垂直于地面處（兒童在3 cm處），副記錄儀（內置傳感器）置于雙足踝外側正上方，副記錄儀相連的足底傳感器置于雙足底第四跖骨末端。

1.3.2 測試流程 調試測試設備，并告知父母或監護人測試流程和要求，以保證病兒配合良好。調整病兒步行起始位置以提高成功概率，避免測試中告知病兒成功要求及成功與否，以免影響病兒正常步態采集。引導病兒以平常行走狀態在10 m長空地上盡量按直線行走，至少往返行走3個來回。

從中選取一段符合條件的步行資料，從步態分析軟件中提取病兒以下數據：（1）步態時空參數：跨步長（行走時同一側足跟前后連續兩次著地點間的縱向直線距離，m）、步長（行走時左右足跟先后著地時兩點間的縱向直線距離，m）、步速（單位時間內行走的距離，m/s）、步頻（單位時間內行走的步數，步/min）；（2）時相參數：患側下肢支撐期百分比（%）、邁步相百分比（%）、步態周期（s）；（3）動力學參數：地面沖擊力［支撐相足后跟著地瞬間最大落地加速度，重力加速度（G）=9.8 m/s2］、大腿抽動加速度［邁步相初期腳離地最大加速度，重力加速度（G）=9.8 m/s2］。實施的治療師和評估的醫師都經過專業的培訓。

1.4 統計學方法 采用SPSS 23.0軟件包進行統計學分析。計量資料以表示，計量資料組內比較采用配對t檢驗，組間比較釆用獨立樣本t檢驗。計數資料組間比較采用χ2檢驗。P＜0.05表示差異有統計學意義。

2 結果

2.1 兩組病兒治療前后步態時空參數比較 治療前兩組病兒步速、步頻、步長、跨步長均差異無統計學意義（P＞0.05）；治療后研究組病兒步速、步頻、步長、跨步長均較治療前增大，組內均差異有統計學意義（P＜0.05）；治療后研究組病兒步速、步長、跨步長較對照組增大，組間差異有統計學意義（P＜0.05）。見表2。

表2 兩組痙攣性偏癱病兒治療前后步態時空參數比較/

組別對照組治療前治療后t，P值研究組治療前治療后t，P值組間t，P值治療前治療后例數20步速/（m/s）步頻/（步/min）步長/m 跨步長/m 0.51±0.10 0.58±0.10 8.26，＜0.001 104.78±6.79 106.16±6.84 15.12，＜0.001 0.20±0.04 0.27±0.04 10.23，＜0.001 0.40±0.09 0.53±0.08 10.10，＜0.001 20 0.54±0.14 0.65±0.12 3.97，0.001 107.09±8.46 108.31±7.97 5.06，＜0.001 0.19±0.05 0.30±0.06 9.85，＜0.001 0.38±0.11 0.60±0.12 9.83，＜0.001 0.73，0.468 2.10，0.043 0.95，0.346 0.91，0.368 0.78，0.442 2.29，0.028 0.79，0.437 2.18，0.036

2.2 兩組病兒治療前后步態時相參數比較 治療前兩組病兒患側下肢支撐期百分比、邁步相百分比、步態周期均差異無統計學意義（P＞0.05）；治療后研究組病兒患側支撐期百分比較治療前延長（P＜0.05），邁步相百分比、步態周期較治療前均縮短（P＜0.05）；治療后研究組與對照組比較，發現前者患側支撐期百分比延長，邁步相百分比縮短，組間差異有統計學意義（P＜0.05）。見表3。

表3 兩組痙攣性偏癱病兒治療前后步態時相參數比較/

組別對照組治療前治療后t，P值研究組治療前治療后t，P值組間t，P值治療前治療后例數20支撐相百分比/%邁步相百分比/%步態周期/s 60.86±4.47 61.56±4.49 4.31，0.001 38.59±4.77 38.38±4.53 0.39，0.701 1.19±0.36 1.13±0.35 4.27，＜0.001 20 62.84±4.32 64.47±4.28 5.30，＜0.001 37.11±4.33 35.50±4.30 4.84，＜0.001 1.20±0.35 1.08±0.34 5.76，＜0.001 1.42，0.164 2.09，0.043 1.02，0.313 2.06，0.046 0.07，0.944 0.49，0.630

2.3 兩組病兒治療前后動力學參數比較 治療前兩組病兒患側支撐期地面沖擊力、邁步相初期大腿抽動加速度均差異無統計學意義（P＞0.05）；治療后發現研究組病兒地面沖擊力、大腿抽動加速度較治療前均增加，組內差異有統計學意義（P＜0.05）；治療后研究組與對照組地面沖擊力、大腿抽動加速度組間差異無統計學意義（P＞0.05）。見表4。

表4 兩組痙攣性偏癱病兒治療前后動力學參數比較/（G，）

表4 兩組痙攣性偏癱病兒治療前后動力學參數比較/（G，）

組別對照組治療前治療后t，P值研究組治療前治療后t，P值組間t，P值治療前治療后例數20地面沖擊力/G 大腿抽動加速度/G 1.16±0.47 1.24±0.47 8.91，＜0.001 1.23±0.53 1.04±0.51 13.52，＜0.001 20 1.18±0.44 1.34±0.45 12.43，＜0.001 1.20±0.55 0.94±0.47 9.73，＜0.001 0.15，0.879 0.65，0.518 0.21，0.832 0.70，0.489

3 討論

腦性癱瘓病兒因其上運動神經元損傷部位的不同表現出復雜的步態特征，痙攣性偏癱病兒常由于脛前肌無力或伸肌痙攣而使踝關節跖屈造成足下垂或尖足，步行時表現出拖拽步態［11-12］。足下垂或尖足病兒首次著地以足尖著地致使踝關節在進入支撐期時承重消失，身體重心向前移動，導致支撐相穩定性下降，支撐相時間縮短，足著地反作用力減小，足尖著地對脛骨產生向后的阻力，妨礙身體前進，導致步速減慢；擺動期足下垂或尖足病兒邁步的時候足趾拖地，導致步長縮短，也降低了足蹬離反作用力［13-14］。所以，對于痙攣性偏癱病兒從步態分析的角度選擇科學合理的康復訓練非常重要。本研究我們使用便攜性步態分析系統評估病兒的康復訓練效果。

常規步行訓練通常需要在康復治療師的引導或協助下才能完成［15］，但是治療師引導或協助時間有限，所以我們需要一種持續時間長、更高效的物理因子治療方法。功能性電刺激（functional electrical stimulation，FES）作為一種常用物理因子方法，早在1961年就有國外學者［16］使用，并成功解決了偏癱病人的足下垂問題。足下垂助行儀是一款可穿戴式FBS，可矯正病兒足內翻和下垂［17-18］。本研究我們使用足下垂助行儀聯合常規步行訓練提高病兒的步行能力。研究結果顯示：運用便攜式步態分析系統我們可以觀察到常規步行訓練對照組病兒的步態相關參數有所改善，但是使用足下垂助行儀的研究組病兒患側步速、步長較對照組增大，說明使用足下垂助行儀可以提高病兒患側的步速，增加病兒患側的步長，使痙攣性偏癱病兒健患側步長、步速趨于一致以提高雙下肢的協調性。研究結果還顯示病兒患側支撐期百分比較對照組延長，邁步期百分比較對照組縮短，說明使用足下垂助行儀可以使病兒行走時患側穩定性更好，從而減少痙攣性偏癱病兒并發癥和意外的發生。本研究結果顯示研究組與對照組地面沖擊力、大腿抽動加速度差異無統計學意義，可能和刺激的量效不夠有關，未來我們可以設計更多組的刺激時間以獲得有統計學意義的改善。由此我們可以得出從步態分析的角度使用足下垂助行儀的痙攣性偏癱病兒的步行能力得到了更進一步的改善。

綜上所述，與單一常規步行訓練比較，足下垂助行儀訓練聯合常規步行訓練能有效提高痙攣性偏癱步行能力。便攜式步態分析系統不僅獲得病兒的時空、時相參數，還可獲得動力學參數，為評價康復療效提供了客觀、量化的科學依據，值得臨床推廣。由于本研究入選樣本量較少，未明確足下垂助行儀治療最優持續時間，也未進行長期遠期隨訪，今后可以擴大樣本量，多組治療時間比較，為提高痙攣性偏癱病兒的步行能力提供科學的治療方案。