高强度间歇性训练对脑卒中患者康复的研究进展①

裴子文，汪冕，陈建

高强度间歇性训练对脑卒中患者康复的研究进展①

裴子文1a，汪冕2，陈建1b,3

回顾国内外相关研究，高强度间歇性训练对于提升脑卒中患者心肺功能、步行能力效果显著，但是对于改善患者的生活质量，其疗效有待进一步研究。与低、中等强度持续性训练相比较的研究数量有限，尚不足以得出结论。

脑卒中；高强度间歇性训练；康复；综述

[本文著录格式]裴子文，汪冕，陈建.高强度间歇性训练对脑卒中患者康复的研究进展[J].中国康复理论与实践,2017,23(6): 681-684.

CITED AS:Pei ZW,Wang M,Chen J.Advance in high-intensity interval training for stroke rehabilitation(review)[J].Zhongguo Kangfu Lilun Yu Shijian,2017,23(6):681-684.

脑卒中是我国居民的第一大死亡原因，其死亡率高达125.56/10万[1]。患者在发生脑卒中后往往会出现不同程度的功能障碍，使日常活动能力受限，不利于其重新回归到正常的生活和工作当中，从而给家庭和社会带来沉重的负担[2-3]。美国运动医学会运动指南推荐脑卒中患者在进行中等强度持续性训练，以改善活动受限及有氧运动能力减退的状况，促进心血管功能健康[4]。然而越来越多的证据显示，更高强度的训练比低、中等强度训练更加有效[5-6]。

高强度间歇性训练(high-intensity interval training,HIT)是将短时间(逐渐延长)爆发式相对高强度训练与恢复阶段(即低强度训练或休息)相结合，轮流反复进行训练[7]。与低、中等强度训练相比，HIT更能改善健康成年人或心脏病患者的有氧能力和其他功能[5-6]。1952年，Emil Zátopek经HIT获得奥运会长跑冠军后，HIT便开始在运动员训练中流行起来[8]。随着康复治疗技术的发展，目前已有大量研究将HIT运用到心血管疾病、肺疾病和糖尿病患者的康复训练中，并且疗效显著[6-7,9]，而将HIT应用于脑卒中后康复的研究也越来越多。目前临床上HIT多采用跑台和功率自行车等设备进行，或者是指导患者进行冲刺跑、往返跑、游泳等运动，并以受试者心率/峰值摄氧量(peak oxygen uptake,VO2peak)作为运动强度的参考指标[9]。针对脑卒中患者的研究多采用跑台进行训练。本文通过严格筛选，对已有的文献进行分析，探寻HIT对脑卒中患者术后心肺功能、躯体运动功能以及生活质量的影响，并对进一步研究提出建议。

1 心肺功能

研究显示，脑卒中患者心肺适能大约只有同年龄同性别健康人群的50%，这是由于脑卒中患者活动量降低，而针对脑卒中患者设定的神经康复计划中并没有涉及心肺适能的干预，目前标准的治疗程序并不足以增加患者的心肺适能[10]。回归家庭后，由于偏瘫侧肢体运动能力下降，往往会形成多坐或者久卧的生活习惯，这将导致患者心肺适能进一步下降。

评价患者的心肺功能，通常采用运动测试，例如Bruce和Balke跑台试验，参考指标包括最大摄氧量、峰值摄氧量和最大心率[4]。也可以通过一些简单的测试来衡量心肺功能，如6分钟步行试验(6-Minute Walk Test,6MWT)、2分钟步行试验(2-Minute Walk Test,2MWT)等。

运动治疗可用于恢复脑卒中患者心肺功能，并降低再次发生心血管疾病的风险[11]。Meta分析显示，鼓励脑卒中患者进行低强度或中强度有氧训练，可以显著提高其心肺功能[12]。Tang等[13]采用功率自行车训练对住院脑卒中患者进行运动干预，剂量为50%～70%最大工作强度，每周3次，每次30 min；出院前患者心肺适能提高更为显著。

现有研究认为，随着运动强度的提升，对脑卒中患者心肺功能的影响也更为明显[14-15]。Munari等[15]对16例脑卒中患者进行为期3个月的运动干预，进行高强度间歇性跑台训练(high-intensity treadmill training,HIIT)的患者VO2peak显著增加，而进行低强度持续性跑台训练(low-intensity treadmill training, LITT)的患者VO2peak无显著变化，组间比较发现HIIT组VO2peak和6MWT提高量远大于LITT组。这可能是由于进行高强度训练时，患者偏瘫侧血管床氧运输能力显著提高；也可能是由于偏瘫侧和健侧肌肉协调运动模式发生改变，二者共同作用导致下肢运功时耗氧量增加，下肢毛细血管数量增加，从而需要更大的贮备摄氧量。也有研究结果认为HIT训练后，患者的心肺功能虽有提高，但并不显著[16-17]。差异性结果可能是由于高强度设定标准不同，并且运动干预时间存在差异也可能是造成研究结论不一致的原因之一。

Boyne等[18]研究不同间歇时间HIT对脑卒中患者有氧能力的影响，发现30 s间歇时间相比60 s、120 s间歇时间更有利于VO2peak的提高，但是其运动耐受性却相对较低，患者持续训练时间较短。因而他们认为结合30 s和60 s间歇时间可以使有氧训练效果最佳，而这一观点还有待进一步考证。结合Munari等[15]对运动强度和间歇时间的设定，可以认为训练强度越高，患者所需要的间歇时间越长，但是目前还无法得出最合适的HIT训练方案。

对于脑卒中患者，其VO2peak的最小临床重大差异值目前还没有确定，但是通过对比男性和女性冠状动脉粥样硬化性心脏病患者VO2peak每增加1 ml/(kg⋅min)，其死亡率会下降15%[19]，可以认为HIT脑卒中患者VO2peak的提高对心肺功能恢复有益，对降低患者死亡率也有好处。但是受到研究数量和质量的限制，难以说明HIT比低、中等强度训练对心肺功能效果更好。

2 运动功能

2.1 功能性活动能力

功能性活动能力是个体维持生活自理和参与家庭、社会活动的关键因素[20]。Boyne等[21]研究发现，进行HIT训练的脑卒中患者10米步行测试和6MWT结果明显优于进行中等强度持续性训练的脑卒中患者。Outermans等[22]对脑卒中术后早期患者进行高强度任务导向性训练，其10米步行测试和6MWT结果前后对比均显著提高，且与低强度训练计划相比，HIT对步速和步行能力的提升效果更快。Holleran等[23]指导患者进行抗阻力步行训练以达到HIT的效果，结果发现相比低强度组，高强度组6MWT结果显著提高。Gjellesvik等[14]在研究中发现，患者在进行HIT后，计时起立-走试验(Time Up and Go Test, TUG)得分也显著提高(P=0.002)。这些结果与Munari等[15]的研究结果一致。10MWT和6MWT的最小临床重大差异分别是54.1 m和0.3 m/s，以上研究中进行HIT训练的患者前后测试结果差异均达到最小临床重大差异值[24-25]。Globas等[26]对脑卒中患者进行高强度间歇性有氧跑台训练，3个月干预后发现患者5次坐起站立试验耗时降低(2.4±0.9)s，Berg平衡量表(Berg Balance Scale,BBS)得分提高(1.7±3)分，但差异未达到显著性。Outermans等[22]研究也发现，HIT训练后BBS得分提高不明显，功能性前伸实验距离变化也不明显。分析其原因可能是由于患者平衡测试得分基线值已经很高[27]，另一方面由于平衡控制涉及多个系统共同参与，HIT对整体影响较小。

目前，HIT有助于功能性活动能力提升的潜在机制并不清楚，根据现有研究分析，可能与心肺适能的提高和偏瘫侧下肢运动模式适应性改变相关，而并非是受到损伤的运动神经元得到恢复[28]。

2.2 步行时空参数

Boyne等[21]研究发现，患者在进行HIIT后步速提高30%。Outermans等[22]也发现与低强度训练相比，HIT对步速和步行能力的提升更快。Munari等[15]还对HIT组患者进行步态分析，发现患者的步长、步幅、步频以及步行对称性率有显著提高，而低强度持续性训练组患者的步长、步幅、步频以及步行对称性率并未发生明显变化。脑卒中患者步行能力的提高被认为与训练过程中跑台坡度和速度增加相关[26]。

脑卒中患者下肢常见的步行模式表现为偏瘫侧摆动期过度屈髋，摆动期终点股骨回缩，从而被动伸膝向前踏步，这会导致步长变短，摆动期延长[29]。在有坡度的跑台上训练时，偏瘫侧下肢在迈步过程中可以更早接触跑台，从而缩短摆动期，使步长增加。Werner等[30]研究结果表明，跑台坡度增加到8%，可以使步长增加，缩短偏瘫下肢摆动期时间，延长支撑期时间。Munari等[15]研究显示，患者在达到VO2peak时，跑台坡度平均到达17%。由于坡度增加，偏瘫侧下肢在迈步过程中股四头肌和腘绳肌发力能力也会受到影响，并发现腘绳肌张力降低[31]。增加坡度还可以使偏瘫下肢在迈步过程中运动模式发生适应性改变，从而增加步行对称性、步长和步频，这些改变最终可以提高步行的生物力学效率，改变异常步行模式[29-30]。通过提高跑台速度来增加运动强度，显然有助于患者在地面进行步行测试时速度的提升。因此，指导脑卒中患者使用跑台进行HIT有助于提高步行功能。但由于相关研究数量有限，现阶段尚难说明HIT应用于脑卒中患者康复训练的效果显著优于低、中等强度持续性训练。

3 生活质量

脑卒中患者的生活质量包括生理、心理、认知及社会等多个方面。研究表明，脑卒中患者的躯体功能、日常生活活动能力与其生活质量密切相关[32-33]。由于脑卒中会导致不同程度的功能障碍，绝大部分患者都面临着生活质量下降的问题。Mu-nari等[15]研究发现，无论是HIT还是低强度持续性训练，患者的健康调查简表(SF-36)和脑卒中影响量表得分均没有发生显著性改变，其原因可能是日常生活活动能力评分中涉及各种复杂的活动，对力量、关节活动度以及平衡和协调能力均有较高要求，而HIT训练主要针对下肢，单一的训练模式不足以使整体评分明显改变。另一方面，对于健康人群而言，完成日常生活活动能力对摄氧量的要求为10～17.5 ml/(kg⋅min)[34]，而对于脑卒中患者，其摄氧量的最低要求高于健康人群，因而尽管HIT使患者VO2peak有所提高，但不足以帮助患者轻松完成所有的日常生活活动。研究发现患者健康调查简表(SF-12)中躯体功能评分略微上升，但无显著性差异，而患者心理功能评分却有显著提升，其原因可能是由于SF-12中心理功能评分条目较少，结果容易受到影响；另一方面可能是患者参加规律运动后心态发生积极改变[22]。

目前针对有氧训练对生活质量影响的研究，结论并不一致。Pang等[35]发现，现有的文献中只有少量研究结果认为有氧训练可以显著改善脑卒中患者的生活质量。应用HIT提高脑卒中患者的生活质量时，还需要结合其他功能训练、心理治疗等不同干预措施。

4 总结和展望

通过回顾HIT对脑卒中患者功能康复影响的研究可以看出，HIT作为一种脑卒中患者康复治疗手段安全可行。然而受试者在训练前需要进行运动筛查，满足美国运动医学指南中对高风险人群所设定的相关要求[4]。在此基础上受试对象多为发病后3个月以上患者，虽然未对患者损伤类型和部位做出明确要求，但是对患者的精神状态(简易精神状态检查评分＜20分)、移动能力、血压以及心功能等方面均有要求[14-18]。所有研究中少有患者因训练过程中出现不适而退出，多数在适当补水或进食后都能坚持完成训练，训练前热身和训练后放松都至关重要[14,16]。

现有的研究中多采用跑台进行HIT，也有研究利用功率自行车等其他设备，或者是以负重步行训练的方式进行训练。由于各项研究中HIT计划所设定的运动强度、运动时间和运动频率有所不同，因而针对脑卒中患者的HIT计划目前尚无统一标准。

HIT对于提升脑卒中患者心肺功能、步行能力效果显著，但是对于改善患者的生活质量，其疗效有待进一步研究。而与低、中等强度持续性训练相比较的研究数量有限，尚不足以得出结论。现有研究还存在着样本量不足、缺乏随机对照的问题，为进一步明确HIT训练的有效性，还有待进行大样本随机对照研究。此外，由于相关研究的缺乏，目前HIT的作用机制也未能得到充分认识。

综上所述，现有研究认为，将HIT应用于脑卒中患者可收到良好的临床疗效，但有说服力的研究有限，开展不广。今后要加强HIT应用于脑卒中康复的生理、生化等内在机制探讨，为HIT在临床上的应用提供更多的理论依据。

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Advance in High-intensity Interval Training for Stroke Rehabilitation(review)

PEI Zi-wen1a,WANG Mian2,CHEN Jian1b,3
1.a.Graduate Departement,b.School of Health Science,Wuhan Sports University,Wuhan,Hubei 430079,China; 2.Renmin Hospital of Wuhan University,Wuhan,Hubei 430079,China;3.Key Laboratory of Sports Training and Mornitoring,Wuhan,Hubei 430079,China

CHEN Jian.E-mail:57277028@qq.com

This paper reviewed that high-intensity interval training(HIT)is effective on cardiorespiratory fitness and walking ability, but limited in quality of life in stroke paitents.More researches are needed to explore the differences from HIT to low and moderate intensity continuous training.

stroke;high-intensity interval training;rehabilitation;review

R743.3

A

1006-9771(2017)06-0681-04

2017-01-03

2017-02-03)

10.3969/j.issn.1006-9771.2017.06.013

1.武汉体育学院，a.研究生院，b.健康科学学院，湖北武汉市430079；2.武汉大学人民医院，湖北武汉市430079；3.运动训练监控湖北省重点实验室，湖北武汉市430079。作者简介：裴子文(1993-)，男，汉族，湖北武汉市人，硕士研究生，主要研究方向：神经损伤运动康复。通讯作者：陈建(1973-)，男，汉族，湖北咸宁市人，博士，副教授，主要研究方向：运动损伤康复治疗与训练。E-mail:57277028@qq.com。