多通道功能性電刺激下四肢聯動對腦卒中患者下肢運動功能和步行功能的影響*

王 路,杜志偉,關志恒,于 瑞,曾一鳴

(廣州醫科大學附屬第二醫院康復醫學科,廣東 廣州 510260)

我國腦卒中發病率逐年走高,是全球高發國家之一,并且發病人群逐漸年輕化。近年來,腦卒中致死率顯著下降,但致殘率達50%～70%[1]。大部分患者遺留肢體運動功能障礙,其中下肢運動功能障礙和步行功能障礙嚴重影響了患者的生活質量[2]。如何有效恢復腦卒中患者下肢運動功能和步行功能十分重要。

目前,國內肢體運動功能康復訓練多為治療師“一對一”徒手訓練,存在一定的局限性,如治療工作效率較低,患者過于依賴治療師輔助等。因此,需尋找一種訓練方法,既能降低對治療師的依賴,又能有效恢復患者肢體功能[3]。已有研究表明,四肢聯動訓練能有效改善腦卒中患者下肢運動功能和步行功能[4-5],功能性電刺激(FES)也能促進患者下肢功能的恢復[6-7]。但多通道FES下四肢聯動干預腦卒中患者的研究較少見。本研究采用多通道FES下四肢聯動干預腦卒中偏癱患者,觀察了對患者下肢運動功能和步行功能的影響,現報道如下。

1 資料與方法

1.1資料

1.1.1一般資料 選取2022年4月至2023年1月本院康復醫學科收治的腦卒中偏癱患者40例作為研究對象,采用隨機數字表法分為常規組和聯合組,每組20例。本研究經本院醫學倫理委員會審批通過(2021-hs-51)。2組患者性別、年齡、病程、病變性質、偏癱側別等一般資料比較,差異均無統計學意義(P>0.05)。見表1。

表1 2組患者一般資料比較

1.1.2納入標準 (1)符合腦血管病診斷標準[8],經CT或磁共振檢查確診;(2)年齡40～75歲;(3)病程1～6個月,初次發病;(4)可在監護下安全獨立行走距離大于16 m;(5)簡明精神狀態量表評分大于或等于24分,能配合評估和治療;(6)上、下肢肌群的肌張力分級為改良Ashworth量表小于2級;(7)簽署本研究知情同意書。

1.1.3排除標準 (1)下肢存在嚴重肌肉、骨骼疾病,如重度骨質疏松、關節炎伴嚴重疼痛等;(2)患嚴重心血管疾病、呼吸系統疾病等;(3)患有進展性或繼發性腦損傷;(4)使用起搏器。

1.1.4脫落標準 (1)出現嚴重不良反應;(2)因患者個人原因無法完成本研究;(3)治療過程中出現上肢或下肢肌肉痙攣,無法完成治療。

1.2方法

1.2.1治療方法 2組均接受常規康復訓練,常規組額外接受四肢聯動訓練,聯合組額外接受多通道FES下四肢聯動訓練。

1.2.1.1常規康復訓練 (1)肌肉力量訓練：包括軀干及核心肌群訓練、下肢屈伸肌群力量與耐力訓練等;(2)肌肉牽伸：治療師徒手牽伸患者軀干及下肢肌群,以抑制肌張力升高;(3)神經發育療法：包括Bobath技術、Brunnstrom技術、PNF技術等;(4)體位轉移訓練：指導患者進行翻身、坐站轉移等;(5)平衡訓練：指導患者進行坐位和站立位平衡訓練;(6)步行準備訓練及步行訓練：包括重心轉移訓練、站立姿勢訓練、邁步訓練、踏步訓練、步行訓練等。每次40 min,每天1次,每周5次,連續訓練4周。

1.2.1.2常規組 采用美國Restorative Therapies公司生產的RT200型四肢聯動智能訓練系統,選擇智能主被動模式,該模式可通過力學傳感器智能感應并調節運動中踏板的阻力值大小,以達到目標速度。患者坐于四肢聯動座椅上,綁好四肢固定綁帶,治療師指導患者進行四肢交替屈伸運動,并逐漸達到并保持目標速度進行訓練。囑咐患者訓練中保持腹部肌群輕微收縮,以獲得更好的軀干穩定;同時,雙側肢體均勻發力,健側肢體勿過分用力,造成雙側發力不均勻。如訓練中出現頭暈、心慌、四肢關節疼痛等不適癥狀時立即停止訓練。先接受40 min常規康復訓練,再進行20 min四肢聯動訓練,每天1次,每周5次,連續訓練4周。

1.2.1.3聯合組 采用RT200型四肢聯動智能訓練系統的下肢多通道FES電刺激進行治療,對患側4組肌群的肌腹進行電刺激,分別為股四頭肌、腘繩肌、脛前肌和小腿三頭肌,提前告知患者電刺激感受,電流強度大小以患者適宜為準,提前進行電流強度測試,以確定電流強度范圍。該設備具有多通道FES與四肢聯動的智能同步功能,先測試調整好電刺激最大值和最小值,四肢聯動運動時下肢進行伸膝運動,以股四頭肌和小腿三頭肌為主動肌收縮為主,此時設備會根據肌群收縮強度,智能化調節給予該下肢股四頭肌和小腿三頭肌以電刺激,激活強化股四頭肌收縮和小腿三頭肌,同時,停止對伸膝運動拮抗肌(腘繩肌和脛前肌)的電刺激。下肢進行屈膝運動時以腘繩肌和脛前肌為主動肌收縮為主,此時設備會智能化調節給予腘繩肌和脛前肌以電刺激,起到激活強化作用,同時,停止對屈膝運動拮抗肌(股四頭肌和小腿三頭肌)的電刺激。即該設備能智能化動態調節進行多通道電刺激,從而改善主動肌與拮抗肌的運動協調性。先接受40 min常規康復訓練,再進行20 min四肢聯動訓練,進行四肢聯動訓練的同時給予20 min多通道FES,每天1次,每周5次,連續訓練4周。

1.2.2觀察指標 采用Fugl-Meyer下肢運動功能量表(FMA-LE)、10 m最大步行速度(10 m MWS)、起立-行走計時測試(TUGT)評估2組患者治療前、治療4周后下肢運動功能和步行功能。由同一名醫生完成對患者的評估,對該評估者設盲。2組患者均完成本研究,未發生脫落。

1.2.2.1FMA-LE 包括腱反射、屈伸肌共同運動、分離運動等內容,滿分為34分,分數越高表示下肢運動功能越好[9]。

1.2.2.210 m MWS 設置長16 m的步行通道,于0、3、13、16 m處標記,患者由起點步行至終點,記錄3～13 m的時間,測試3次取最佳值,計算步速[10]。

1.2.2.3TUGT 準備有扶手的靠背椅,正前方3 m處放一標記物,患者坐在座椅上待評估者發出“開始”指令后,患者站起,按平時步態以最大速度向前走至標記處,繞過標記物后走回至椅子前,再轉身坐下。記錄從開始至坐下的時間,測量3次取平均值[10]。

2 結 果

2.12組患者治療前后FMA-LE評分比較 2組患者治療前FMA-LE評分比較,差異無統計學意義(P>0.05);2組患者治療4周后FMA-LE評分均明顯高于治療前,且聯合組患者治療4周后FMA-LE評分明顯高于常規組,差異均有統計學意義(P<0.05)。見表2。

2.22組患者治療前后10 m MWS比較 2組患者治療前10 m MWS比較,差異無統計學意義(P>0.05);2組患者治療4周后10 m MWS均明顯快于治療前,且聯合組患者治療4周后10 m MWS明顯快于常規組,差異均有統計學意義(P<0.05)。見表3。

表3 2組患者治療前后10 m MWS比較

2.32組患者治療前后TUGT比較 2組患者治療前TUGT比較,差異無統計學意義(P>0.05);2組患者治療4周后TUGT均明顯短于治療前,且聯合組患者治療4周后TUGT明顯短于常規組,差異均有統計學意義(P<0.05)。見表4。

表4 2組患者治療前后TUGT比較

3 討 論

50%～70%的腦卒中患者經積極救治后仍遺留運動功能障礙[11]。由于大腦組織受損,高級中樞神經無法有效調控低位中樞神經,導致出現肌肉力量下降、肌張力異常、本體感覺障礙、下肢伸肌占優勢的異常運動模式等,進而影響患者下肢運動功能和步行功能,嚴重影響患者日常活動[12]。因此,尋找一種有效的康復治療手段幫助患者改善下肢運動和步行尤為重要。本研究采用多通道FES下四肢聯動干預腦卒中患者取得了滿意療效。

本研究所采用的四肢聯動訓練系統基于大腦可塑性原理,進行坐位的四肢交替屈伸運動,訓練中會產生軀干的節律性旋轉運動和四肢持續屈伸運動,能有效使軀干核心肌群及四肢屈伸肌群得到強化訓練,同時,訓練過程中會對下肢各關節軟組織產生肌肉牽伸,改善肌張力。有研究表明,這種肢體屈伸交替運動能有效促進下肢運動功能恢復,進而提高步行功能[13]。段好陽等[14]采用為期6周的四肢聯動訓練干預腦卒中患者,結果顯示,能有效改善患者軀干控制能力、平衡和步行功能。

FES是按預先設定好的程序,以低頻脈沖電流作用于目標肌群,刺激運動神經,誘發肌肉收縮,以促進肢體功能恢復的一種治療手段[15]。FES可有效改善腦卒中患者遺留的運動功能障礙和感覺功能障礙,提高肌肉神經興奮性、改善肌肉力量、改善組織代謝循環等[16]。陳培榮等[17]認為,多通路FES配合肢體交替運動干預腦卒中患者能強化本體感覺,改善主動肌和拮抗肌的協調性,進而促進腦功能重組,改善下肢運動功能。SHARIAT等[18]采用自行車運動結合FES干預腦卒中患者,結果顯示,能有效改善患者下肢肌群的肌張力,增加膝關節和踝關節活動度,改善步行功能和步態參數。本研究結果與以上研究結論相似。

腦卒中患者由于中樞神經損傷,肢體肌群主動肌和拮抗肌交互抑制下降,致肌張力增高,如肌張力評定達到改良Ashworth量表大于或等于2級則在運動中容易出現肌肉痙攣,如踝痙攣和上肢肌群肌肉痙攣[19]。為避免患者因出現肌肉痙攣而無法完成本研究,在納入標準中要求患者肢體肌張力分級為改良Ashworth量表小于2級。同時,本研究采用的設備具有多通道FES與四肢聯動的智能同步功能,會智能判定四肢聯動時肢體的屈伸狀態,根據屈伸狀態給予該動作主動肌以FES,此時停止拮抗肌的FES,從而起到對不同屈伸運動主動肌肌群的激活強化作用。另外,本研究治療方案為先進行常規康復訓練后再進行四肢聯動訓練和多通道FES。常規訓練包括肢體牽伸訓練及肢體主動運動,患者肢體通過充分牽伸及運動后再進行四肢聯動訓練則可最大限度地避免四肢聯動時出現肌肉痙攣,故本研究過程中患者均未出現肢體肌肉痙攣。

本研究結果顯示,聯合組患者治療4周后FMA-LE評分明顯高于常規組,10 m MWS明顯快于常規組,TUGT明顯短于常規組,差異均有統計學意義(P<0.05)。其作用機制可能為：(1)FES下進行四肢交替運動能更有效地增強運動神經興奮性和本體感覺,同時,激活大腦皮質神經運動區,加速大腦神經重塑進程[20]。多通道FES能有效刺激肌群肌纖維收縮,促進機體產生動作電位,促進肌力恢復;訓練時要求患者持續四肢主動屈伸運動,有利于強化肢體的主動控制能力,同時,給予FES能增強感覺刺激和神經肌肉纖維募集,FES下四肢聯動能起到神經肌肉的正向協同作用,提高運動協調性;多通道FES產生的刺激可通過神經細胞去極化傳至大腦中樞神經,激活大腦皮質,改善神經新突觸和軸突側支的生長速度,促進中樞系統重塑,改善下肢運動功能[21]。(2)FES下四肢聯動能有效激活人體核心肌群,提高核心穩定性。核心肌群主要包括腹部肌群、腰背部肌群等,在人體運動中起到中心力學支點的作用[22]。訓練中患者需保持腹肌輕微收縮以獲得軀干穩定,并進行四肢交替運動,這能促使軀干進行小幅度旋轉運動;結合肢體多通道FES能有效促進并提高患側下肢肌群主動收縮,使四肢肌群運動時在力學關系上更加均衡,提高上肢-軀干核心-下肢的良性力學關系鏈式傳導,進而改善肢體運動協調性。多數患者訓練后表示除四肢外,腰背部及腹部肌群也會產生適度疲勞感,說明核心肌群能夠得到訓練。核心肌群穩定性改善后,患者在步行中能維持更好的軀干穩定性,進而減少步行中重心的不穩定波動,也有利于改善屈髖動作,從而提高步行功能[23]。(3)訓練中進行四肢閉鏈屈伸主動運動能有效減少肌肉萎縮,提高肌肉力量及耐力,尤其是改善股四頭肌肌力,對強化下肢支撐、增強患側膝關節控制、改善步行對稱性十分關鍵。FES利用低頻脈沖電流刺激肌纖維產生即時效應,提高運動神經元興奮性,FES下四肢聯動能協同刺激運動神經元,較單純四肢聯動的效果更好[24]。(4)要建立正確運動模式、糾正異常運動模式需通過大量重復且正確的運動模式訓練[25]。本研究采用FES下四肢聯動,利用智能設備輔助患者進行正確運動模式下的重復性主動訓練,FES下四肢聯動能更好地激活薄弱肌纖維收縮并有效參與運動,較單純四肢聯動能更好地改善主動肌與拮抗肌的協調性,從而改善下肢運動功能和步行功能。

綜上所述,多通道FES下四肢聯動可有效改善腦卒中患者的下肢運動功能和步行功能,值得臨床推廣應用。但本研究仍存在一些不足之處,如未進行療效的長期隨訪,以及未使用表面肌電圖、神經電生理檢測等,不能精確表達患者下肢運動功能的改變,希望在今后的研究中逐漸完善。