骑马机在康复治疗领域的研究进展①

翟晓雪，张皓

骑马机在康复治疗领域的研究进展①

翟晓雪，张皓

本文介绍了骑马机治疗作为一种康复治疗方法，在儿童康复领域、神经骨骼肌肉系统疾病(脑卒中、脑外伤疾病等)及老年人群中的应用，并进一步探讨了其神经肌肉激活原理、核心力量原理、感觉整合原理。骑马机还需结合人机互动和现代物理技术，做进一步改造，以便在康复领域推广应用。

骑马机；康复治疗；机制；综述

[本文著录格式]翟晓雪，张皓.骑马机在康复治疗领域的研究进展[J].中国康复理论与实践,2016,22(12):1412-1415.

CITED AS:ZhaiXX,Zhang H.Application ofmechanical horseback riding in rehabilitation(review)[J].Zhongguo Kangfu Lilun Yu Shijian,2016,22(12):1412-1415.

近几十年来，国外有大量关于骑马机在康复治疗领域应用的研究报道，其中绝大多数应用于存在躯体运动功能障碍的患者，如脑瘫、脑卒中、脑外伤等。此外，骑马机治疗作为一种预防肌肉萎缩，防止动态功能降低，增加最大运动耐力的介入方法，可明显提高老年患者生活质量。本文对骑马机治疗的产生、原理、训练、应用进行阐述。

1 马术治疗的起源

马术治疗源于1952年奥林匹克运动会银牌得主、脊髓灰质炎后遗症患者Liz Hartel神奇的康复故事[1]。简单的说，就是以马作为一种治疗工具，利用马的规律性运动模式以及人马互动的所有活动，对患者的生理、心理、认知、行为障碍进行治疗。但由于马术治疗的成本高昂，而且受场地、天气、马种及具有资质认证的马术治疗师数目有限等原因限制，促使了骑马机的产生。

2 骑马机的产生

科学家应用虚拟现实原理、6轴平行机制和运动捕捉技术，复制马慢步时马鞍的三维运动模型，并对所形成的63种组合运动模式进行主观满意度评价[2]。最后，前后移动-前后屈-左右倾(x-Pitch-Roll)方式运动被挑选出来，经曲柄和蜗状齿轮形成简易的驱动装置，最后形成现在的“8”字形的运动模式，这是目前被认为最类似马慢步的运动模式。座位沿用马鞍的设计，用以模拟骑马运动的方式(Joba,Matsushita Electric Works,Ltd.,Japan)[3]，而且在训练过程中不会产生过大的运动负荷，是安全、便捷的康复设施。

3 骑马机治疗的原理

骑马机治疗是基于经典马术治疗理论，结合神经运动功能和感觉统合的理论设计而成[4-7]。

3.1 神经肌肉激活原理

马背连贯、节律性运动所产生的感觉输入可以提高主动肌和拮抗肌的同步收缩、关节的稳定性、重心转移、姿势和平衡反射，被治疗者在训练中为了防止落马，会保持平衡姿势，这使得躯体各组肌肉可以持续或交替收缩。从生理学的角度上讲，这种肌肉收缩是主动性运动，属于耗氧的力量性训练。主动运动的速度、方向、强度以及主动肌和拮抗肌的相互协调和转化，又和马鞍活动带动躯体的被动运动密切相关，这就是骑马机治疗独一无二的以被动运动产生主动性的肌肉收缩的原理[8]。

3.2 核心力量原理[9]

运动的马背提供了一个持续动态不稳定的支撑环境，可持续增加对中枢神经系统的刺激，进而提高中枢神经系统动员肌纤维参与收缩的能力(即中枢激活提高)[10]。由于身体在不稳定的支撑面上，姿势难以保持稳定状态，重心位置难以固定，因此身体必须不断的调整姿势以控制重心和姿势的平衡与稳定，此时核心肌群的工作负荷变大，神经肌肉的刺激效果增强，训练效果更好[11-12]。

3.3 感觉整合原理

当坐在运动的骑马机上时，骑手主要通过视觉信息来反馈，补偿骑马机加速的摆动，如果要求骑手闭眼，他需要调动一切平衡感觉系统来探测运动和速度的变化。基于此，姿势保持功能、姿势控制机制和视觉反馈信息共同作用的反馈能力将会提高，控制骑马时的姿势和平衡水平能力也相应得以改善[1]。姿势反射对于躯体功能保持正直的姿势非常重要，姿势反射包括局部平衡反射、本体平衡反射等，涉及包括迷路、视觉、躯体和大脑皮层的控制，在这其中人体需要进行多项复杂功能的协调和整合，从而提高感觉整合能力[5]。

4 骑马机训练

骑马机的训练课程分4个部分：①正确安全的上马方式；②热身活动；③训练和游戏；④下马方式。

骑马机运动的速度共分为9档：1～3档为低强度运动，4～6档为中等强度运动，7～9档为高强度运动。通常选择1～5档，根据患者的障碍程度、适应能力和安全考虑逐级进行调整。治疗师可根据需要改变仪器运动速度、运动角度、支撑面的稳定属性，带动患者骨盆产生多变的运动，给予骨盆以上躯干、肩颈部和头部新的运动和感觉刺激。还可以让患者闭上眼睛，或让患者倒骑和侧骑在骑马机上，加强本体感觉刺激。在骑马机治疗的同时，增加上肢精细活动训练，加强躯干稳定及协调性，建立正常的运动模式[13]。

5 骑马机的应用

国外已有大量证据表明骑马治疗具有很广泛的适应症，它可涉及各种病因所致的神经系统障碍，包括神经肌肉系统疾病(脑血管病、脑外伤、多发硬化、脊髓灰质炎、脊髓损伤、脊柱裂、骨科疾病、截肢、肢体畸形等)，儿童康复(脑瘫、孤独症、多动症和各种行为异常)，老年人日常生活能力提高及一些慢性病治疗(防跌倒、骨质疏松、废用性肌肉萎缩、糖尿病等)。

5.1 在儿童康复中的应用

5.1.1 脑瘫

儿童认知发育、躯体控制以及神经生理学是骑马机治疗脑瘫儿童的理论基础。大脑内神经元之间的联系复杂多样，神经环路并不是预先设定好的，不同的经历强化了不同神经元细胞群之间的关系。在儿童时期，自身的经历和外界环境的刺激，促成了不同的神经元环路的形成，组成复杂的网络。马的运动可以激发自发运动的产生，自发运动又可以促进认知能力的提高和运动水平的发展，并且可以促进患者重复这些运动，即使下了马也可以锻炼平衡能力[5]。

从三维立体空间运动重塑的实验结果可以看出，马在慢速步行时其髋部及骨盆的运动模式，与正常成年人行走时骨盆的左右摆动和前后倾斜极为相似。当患者坐骑在马背上，其骨盆及双下肢与慢步的马紧密贴服时，马的运动可以传导给患者下肢甚至全身运动信息，患者被动地跟随马的运动而运动，从而输入并易化了类似正常步态节律和方向的运动模式。所以，马术治疗可以给有错误动作模式或是从未有走路经验的患者，提供一个特殊的体验正常人步态的机会，从而促进运动全面的改善[14]。患儿骑跨在宽阔的马背上，小腿及膝部贴附于马的两侧，这样髋关节外展，大腿肌肉得以充分牵拉，再加上马的节律性运动在局部产生类似按摩温热的作用(马的体温比人一般要高1˚～2˚)，对多数大腿内收肌痉挛的患者有明显的疗效[15]。骑马机治疗是让患者适应马的节律性运动并做出相应的反应，这是骑马机治疗的精髓。任何在马背上所获得的运动技巧或主动的姿势控制，都潜移默化地影响着下马后的功能状态，用以改善行走功能和相关关节的粗大运动功能[16]。

5.1.2 孤独症

每个人都有寻求冒险刺激的内在需求，而骑马恰恰就是一项略带危险性、具有挑战性的运动。它可以充分调动、激发患儿的毅力和斗志，从而提高依从性和功能的改善[17]。骑马时，马提供了各种感觉刺激输入，促使大脑分泌脑内啡酞，达到镇定、放松的效果[18]。结合虚拟现实的骑马机治疗或许也能达到此目的。

5.2 在神经骨骼肌肉系统疾病中的应用

神经肌肉激活技术目的在于激活肌肉组织，因为运动程序是在大脑中进行转换的。在骑马运动中，当坐在马鞍时，仅依靠腰腹背部的肌肉保持竖直向上的姿势很困难。为了维持动态平衡，骑手随时调整姿势，被动阻止相关的倾斜运动，自发地产生肌肉收缩，运动单元被水平电位激活，肌肉从休眠状态转变为激活状态，形成维持平衡的主动反应。

骑马机采取静态训练与动态训练两种方式[19]。静态训练可提高平衡能力，在静态平衡的基础上，增加上肢体操训练，调节上肢和躯干控制能力。动态训练对改善躯干和下肢功能有利，缓慢的运动可以降低过高的肌张力；快速的运动可以增强肌力；在动态平衡控制良好的基础上，增加手接物训练，可诱发上肢随意运动，建立正常的运动模式。通过这一治疗使得中枢神经系统的调节能力得到加强，肢体功能及日常生活活动能力等随之改善。

5.2.1 脑卒中、脑外伤

在脑卒中患者中，尽管大部分患者在卒中后的6个月内已经学会了独立行走，但是，步态和平衡问题依旧贯穿整个康复过程，对患者生活质量有着重大影响[20]。核心肌群控制能力的下降是引起平衡功能障碍的重要因素。核心肌群是指附着于脊柱、骨盆、髋关节等骨骼上、并在运动或静止活动中起到保持身体基本姿势、维持姿势稳定与平衡作用的一组肌肉，其重要作用是在产生脊柱运动时维持躯干稳定[21-23]。在运动的马背这种不稳定的状态下，患者运动时一方面需要不断地克服外界负荷做功，另一方面还需要持续额外增加做功来维持身体姿势的稳定。这能更有效地刺激神经中枢加强对肌肉的控制，能更有效地针对核心区肌肉进行训练。

一般每次治疗30～40min，也就是在一次治疗中，马会走超过3000步，那么患者就会有上千次练习重心位移及姿势控制的机会，这是任何一种训练活动无法达到的[24-26]。三维度重复的慢步马的运动模式可以使骑手的骨盆运动正常化，类似正常人移动时的骨盆运动，可以通过改变马的速度或方向以增加刺激类型和强度，如马的步长加长，会诱发骑马者躯干屈曲的反应；若步长变短，则会诱发骑马者躯干伸直的反应；若采取长短交替的步态，则会使骑马者整合对屈曲、伸展的控制能力，从而改善患者的步态[27]。骑马机训练对脑卒中偏瘫患者的平衡功能改善比传统康复训练更显著，尤其表现在重心摆动的幅度减小，重心移动类型从向一侧偏斜转换到类似正常人的中心型，从而使平衡的控制和姿势稳定性得以提高[13]。综上所述，骑马机治疗可以改善脑卒中患者日常生活活动能力。

5.2.2 其他神经骨骼肌肉系统疾病

脊椎侧弯是由多种原因造成的，包括肌力下降、躯干不稳定、棘突旁肌肌张力不对称等情况[28]；腰背痛是因为局部稳定肌的萎缩、失活及局部稳定肌与整体运动肌之间的协调紊乱造成的[29]。骑马机治疗通过提高核心肌群肌力来减轻这些症状。多发性硬化的患者会有关节活动度的减少，躯干以及下肢肌力的下降，从而产生肌肉强直和疲劳。骑马机可以提高平衡能力，减轻痉挛，改善患者粗大运动，保持正确坐骑姿势可使全身肌肉张力和痉挛显著下降，上肢自然下垂向前，下肢屈曲，刚好可以抑制原始反射释放的痉挛模式。不完全性脊髓损伤患者姿势调节能力下降，保持直立坐位的运动感觉整合能力减退，通常核心肌群的力量会减弱，站立时由于痉挛等导致的髋关节伸展受限，以及髂腰肌的痉挛，使得运动受限。骑马机锻炼可以提高附着在腰椎、骨盆、髋关节的核心肌群肌力，并提高静态的姿势平衡能力[30-33]。

5.3 在老年人中的应用

随着老龄化社会的到来，老年偏瘫患者的数目将会逐年大幅度增加[34]。由于老年人运动和平衡功能的下降，使得跌倒风险增高，又因为惧怕跌倒，导致活动量减少的同时，恐惧跌倒的心理增加[35-36]。骑马机作为一种安全有效的训练方式，可以克服这样的问题。传统康复技术重点在于被动治疗、局部治疗，而骑马机治疗技术则强调激发人体自身的潜力，重点在于整体治疗、主动治疗。经过骑马机训练，治疗前存在的感觉和运动控制能力失调以及肌力减小，髋关节关节活动度下降都有不同程度的改善。这表明骑马运动作为一项抗阻运动，主要作用于腰腹部[37]。Shinom iya等前瞻性的试验还发现，应用骑马治疗仪器的老年人还可以有效地提高胰岛素的敏感性[2]。

综上所述，骑马机治疗可以抑制异常运动的模式，模拟人类行走的步态；提高平衡感以及头、躯干姿势的控制能力；加强脊柱、骨盆和髋膝关节的活动；使肌肉的张力正常化；改善身体的耐力[8,38]。根据骑马机对运动功能的缓和影响，评价健康测试者在经过30m in的骑马训练后副交感神经兴奋性以及心率变异率，两者都有明显提高，而且马术治疗对呼吸、情绪和语言的积极影响又会反作用于躯干肌力，使之得以加强[39]。

6 展望

目前，骑马机作为一种治疗方法，仍有许多可以改进的地方。基于感觉统合的原理，可以改善马鞍设计；利用虚拟现实技术，结合三维虚拟与仿真技术的康复训练，给患者带来接近骑马的真实感觉；视觉作为重要的感官反馈，可以通过输入设备(如数据手套、动作捕捉仪)把自己的动作传入计算机，并从输出反馈设备得到视觉反馈，以调整在马背上的姿势。在训练之前，首先对患者进行相关的评价，用于指导骑马机运动模式、运动强度、运动时间及运动频率，并提出运动中的注意事项，从而在保证安全的基础上，最大程度达到增强肌肉力量、耐力和协调性，改善肌张力，增加关节活动范围，刺激本体感受器，改善大脑皮质的作用。

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App lication ofM echanicalHorseback Riding in Rehabilitation(review)

ZHAIXiao-xue,ZHANGHao
1.CapitalMedical University School of Rehabilitation Medicine,Beijing 100068,China;2.Departmentof Neurorehabilitation(K3),Beijing Bo'aiHospital,China Rehabilitation Research Center,Beijing 100068,China

This review introduced the application of hippotherapy,as amethod of rehabilitation,in the field of children's rehabilitation, the neurological skeletalmuscle diseases(stroke,brain traumatic,etc.)and the elderly population.In addition,theneuromuscularactivation principle,the core strength principle,and the sensory integration principlewere discussed.In order to increase its popularity in the field of rehabilitation,itshould combineman-machine interactionw ithmodern physical rehabilitation technology.

hippotherapy;rehabilitation;mechanism;review

10.3969/j.issn.1006-9771.2016.12.010

R496

A

1006-9771(2016)12-1412-04

2016-08-02

2016-10-10)

中国康复研究中心2016年度科研项目(No.2016ZX-16)。

1.首都医科大学康复医学院，北京市100068；2.中国康复研究中心北京博爱医院神经康复科K 3，北京市100068。作者简介：翟晓雪(1991-)，女，汉族，山东沂源县人，硕士研究生，主要研究方向：神经康复。通讯作者：张皓(1965-)，女，汉族，北京市人，博士，主任医师，硕士研究生导师，主要研究方向：脑损伤康复。E-mail:zh1665@163.com。