全身振动训练对脑卒中偏瘫患者下肢肌张力及步行功能的影响

刘鑫鑫 张盘德 董安石 刘震

脑卒中是中国成年人致残的主要原因之一,可造成肌张力障碍,给患者的步行功能带来严重的影响,脑卒中后肌张力障碍以上肢屈肌、下肢伸肌痉挛为主,常伴随足下垂、内翻、髋关节外展外旋等异常步态,致使步行能力和日常生活自理能力明显下降,回归社会困难。目前对痉挛的治疗以局部注射A 型肉毒素、口服药物、综合运动康复等为主［1］。但A 型肉毒素具有费用昂贵、疗效维持时间短、需要反复注射的缺点,部分患者不能接受。康复治疗是最基础的治疗手段,可促进受损的中枢神经系统加强代偿功能及可塑性［2］,适合于各种原因引起的痉挛状态,其治疗效果已经得到公认。因此进一步开展相关临床研究,指导临床应用是迫切需要的。全身振动训练(whole-body vibration training,WBVT)是利用放置于地面上的专业振动台［3］,使外源性机械振动和外加抗阻负荷刺激机体,传递到肌群上,进而增加主动肌的激活程度并提高高阈值运动单位的生物学活性,引起中枢神经系统适应性改变,参与运动单位肌群以高频率收缩,达到神经肌肉系统兴奋性提高的训练方法。最初的研究方向集中在体育竞技方面及医学美容机构,研究认为振动可提高肌力、改善骨质疏松、提高协调性、减轻肌疼痛,用于运动员状态快速恢复［4］。自21 世纪开始进一步研究于康复医学逐步到神经康复,研究表明,全身振动训练对人体代谢和激素水平以及骨重塑、呼吸、心血管等组织系统疾病的康复具有一定的积极作用；在神经康复方面,研究主要关注肌力、肌张力、平衡功能、姿势控制能力等方面。有研究表明,全身振动能够降低脑卒中患者躯干肌痉挛程度,提高躯干稳定性；国内外研究表明,全身振动训练后脑卒中患者的肌力增加,且肌痉挛减轻,同时可改善脑卒中后平衡及运动功能［5］；并且能降低脑瘫患儿的肌张力,利于运动功能维持及提高。全身振动训练具有较强的可行性和安全性,治疗费用低,具有较大的研究价值,而国内使用全身振动训练改善卒中后肌张力障碍并用步态分析仪评估步行功能相关报道较少。近年来本科应用全身振动训练配合常规康复训练治疗脑卒中偏瘫患者,患者的肌张力和步行功能明显改善,现总结如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料 选取2017 年12 月～2019 年12 月在佛山市第一人民医院康复医学科接受治疗的脑卒中偏瘫患者40 例,患者均符合《中国急性缺血性脑卒中诊治指南2010》诊断标准［6］。纳入标准：①经脑CT 或磁共振成像(MRI)确诊；②年龄18～70 岁,首次发病、病程≤6 个月；③单侧肢体瘫痪,偏瘫下肢痉挛状态改良 Ashworth 评定量表(Modified ashworth scale,MAS)分级≤3 级；④Holden 步行功能＞2 级、能在有或无辅助装置下行走至少12 m；⑤能理解并执行治疗师的口令。排除标准：①严重的患侧下肢疼痛,骨关节病、人工关节置换后等；②正在接受抗痉挛药物治疗者；③合并有恶性肿瘤、心脏起搏器；④合并有严重心、肝、肾、肺、血液系统等疾病；⑤合并周围神经病、脊髓损伤、癫痫、帕金森病史等；⑥有新近的动静脉血栓。将患者利用随机数字表法分为实验组和对照组,每组20 例。两组患者的性别、年龄、病程等一般资料比较差异无统计学意义(P＞0.05),具有可比性。见表1。所有患者在疗程期间均完成实验无脱落。

表1 两组患者一般资料比较［n(%),±s］

表1 两组患者一般资料比较［n(%),±s］

注：两组比较,P＞0.05

1.2 方法 两组患者均进行常规肢体运动康复训练,实验组在常规肢体运动康复训练基础上给予全身振动训练。

1.2.1 常规肢体运动康复训练 由PT 治疗师指导患者进行常规肢体运动康复训练：包括患肢被动活动、痉挛抑制训练、步态平衡练习、运动再学习、Bobath疗法等。上述训练1 次/d,训练5 d/周,4 周为1 个疗程。

1.2.2 全身振动训练 应用意大利GLOBUS 振动训练系统。治疗前向患者说明本实验目的、仪器的使用和训练方法,患者站立于振动训练台平台上,双手握住扶把,患手辅助固定,双膝稍屈曲；不能坚持者采用坐位,坐于木凳上,双足踩于振动平台上,髋、膝关节保持90°弯曲,振动频率为25 Hz,低振幅,1 次/d,每次30 s×15 组,组间休息30 s。5 次/周,4 周为1 个疗程。

1.3 观察指标及判定标准 分别于治疗前、治疗4 周后各评定1 次患者临床指标。

1.3.1 伸髋肌群、伸膝肌群的肌张力 采用MAS 评定,分0、1、1+、2、3、4 级6 个等级,对应赋值分别为0、1、1.5、2、3、4 分,分值越低说明功能越良好。

1.3.2 屈髋肌群、伸膝肌群的肌力 采用下肢徒手肌力测定(MTT)评定,分为0、1、2、3、4、5 级6 个级别,对应赋值分别为0、1、2、3、4、5 分,分值越高说明功能越良好。

1.3.3 ADL 评分 采用ADL 评定患者的日常生活自理能力,满分100 分,最低0 分,分值越高说明生活自理能力越强。

1.3.4 步行功能 采用Holden 评分量表评估,分为6 个等级。0 级：不能行走；1级：1人连续扶持并减重步行；2级：1 人间断扶持步行；3级：言语指导独立步行；4级：平地独立步行,但在斜坡与楼梯需要帮助；5级：独立步行。将0、1、2、3、4、5 级分别赋值0、1、2、3、4、5 分。

1.3.5 平衡能力 采用BBS 评定患者平衡能力,量表最高56 分,最低0 分,分值越高说明平衡能力越好。

1.3.6 步态分析 采用广州章和电气 Gait Watch 步态分析系统,评估步态特征和下肢关节运动学参数,包括步幅、步频、髋关节屈曲度、膝关节屈曲度、步态周期。

1.4 统计学方法 采用SPSS22.0统计学软件对数据进行处理。计量资料以均数±标准差(±s)表示,采用t 检验；计数资料以率(%)表示,采用χ2检验。P＜0.05表示差异有统计学意义。

2 结果

2.1 两组患者治疗前后下肢肌力、肌张力比较 治疗前,两组患者伸髋肌群、伸膝肌群的肌张力MAS 评分以及屈髋肌群、伸膝肌群的肌力评分比较差异无统计学意义(P＞0.05)；治疗后,两组患者伸髋肌群、伸膝肌群的肌张力MAS 评分均较治疗前下降,屈髋肌群、伸膝肌群的肌力评分均较治疗前明显升高,差异均有统计学意义(P＜0.05)；且实验组伸髋肌群和伸膝肌群的肌张力MAS 评分、屈髋肌群和伸膝肌群的肌力评分改善程度均显著优于对照组,差异均有统计学意义(P＜0.05)。见表2。

2.2 两组患者治疗前后ADL 评分、Holden 步行功能评分、BBS 评分比较 治疗前,两组患者ADL 评分、Holden 步行功能评分、BBS 评分比较差异无统计学意义(P＞0.05)。治疗后,两组患者BBS 评分、Holden 步行功能评分、ADL 评分均较治疗前明显升高,差异均有统计学意义(P＜0.05)；实验组BBS 评分、Holden 步行功能评分均较对照组显著升高,差异均有统计学意义(P＜0.05)；但两组ADL 评分比较差异无统计学意义(P＞0.05)。见表3。

2.3 两组患者治疗前后步幅、步频、髋关节屈曲度、膝关节屈曲度、步态周期比较 治疗前,两组患者步幅、步频、髋关节屈曲度、膝关节屈曲度、步态周期比较差异无统计学意义(P＞0.05)。治疗后,两组患者步幅、步频、髋关节屈曲度、膝关节屈曲度、步态周期均较治疗前改善,且实验组步幅、步频、膝关节屈曲度、步态周期均较对照组改善显著,差异均有统计学意义(P＜0.05)；但两组髋关节屈曲度比较差异无统计学意义(P＞0.05)。见表4。

表2 两组患者治疗前后下肢肌力、肌张力比较(±s,分)

表2 两组患者治疗前后下肢肌力、肌张力比较(±s,分)

注：与本组治疗前比较,aP＜0.05；与对照组治疗后比较,bP＜0.05

表3 两组患者治疗前后ADL 评分、Holden 步行功能评分、BBS 评分比较(±s,分)

表3 两组患者治疗前后ADL 评分、Holden 步行功能评分、BBS 评分比较(±s,分)

注：与本组治疗前比较,aP＜0.05；与对照组治疗后比较,bP＜0.05

表4 两组患者治疗前后步幅、步频、髋关节屈曲度、膝关节屈曲度、步态周期比较(±s)

表4 两组患者治疗前后步幅、步频、髋关节屈曲度、膝关节屈曲度、步态周期比较(±s)

注：与本组治疗前比较,aP＜0.05；与对照组治疗后比较,bP＜0.05

3 讨论

痉挛是一种运动控制障碍症状,由上运动神经元损伤造成,表现为肌肉的间歇性或持续性不随意运动,多见于脑卒中、脊髓损伤、脑外伤等疾病,严重影响个体运动功能,给日常生活带来极大困扰,全身振动对于骨骼肌的影响是通过加强重力负荷及触压觉、本体感觉及前庭感觉的输入引发激素或“神经性适应”的变化,加强初级肌梭传入纤维的灵敏度,同名运动神经元随着振动诱导增强电位放电可以反过来抑制肌肉的牵张反射和H 反射［7］。Miyara 等［8］研究表明振动诱导Ⅰa 传入神经突触前抑制作用减少了单突触反射兴奋,继而减少传递牵张性放射及I a 纤维携入的动作电位。并且振动也减少了H 反射,除了上述神经因素外还有生理因素,包括荷尔蒙浓度的改变,主要是睾固酮与生长激素的增加［9］,生理因素可促进神经效率的提升。上述学说为振动训练减轻痉挛的可能生理机制。尚无研究报道振动会加重肢体痉挛程度,在实际应用中要谨慎设计全身振动训练的振动参数。20 Hz 以上的振动频率不容易引发共振现象,此外,如果振动时间比较长、振动加速度过大,也容易引发不良反应,甚至会对脏器造成伤害［10］。

人类行走过程中,从一侧足跟着地到该侧足跟再次着地所经历的时间称为一个步态周期,步态就是描述人走路特点的一种周期性现象,摆动相是指足部离开支撑面的时间,约占步态周期的40%,下肢适当离开地面以保证肢体向前进,主要包括屈髋、提膝、踝背屈3 个关节运动,在摆动相中期,髋关节屈伸运动中最大屈曲为30°,膝关节最大屈曲约65°,上述关节运动对应肌群分别为髂腰肌、股四头肌、胫前肌。髋膝强直导致步态异常影响步行摆动相,是步行时步态出现异常及步行速度下降的原因之一。有研究表明,脑卒中患者的步频、步速显著降低,步态周期延长,步长缩短,患侧摆动相缩短,支撑相延长；患侧髋、膝关节最大伸展角度明显受限,关节屈伸运动的平均角速度降低。患侧髋关节最大屈曲角度较健康人群减小,但差异无显著性意义［11］。在本项研究中,通过Gait Watch步态分析评估系统来评价步行时空参数和关节运动学参数进行比较,其对于脑卒中偏瘫患者步行功能的评估具有客观性及高敏感度［12］。分别将内含有加速度计和陀螺仪等惯性测量模块和处理模块的7 个传感器绑定在患者的骶骨、双股骨中段前侧、双胫骨近端内侧和双足背处,实时同步采集患者骨盆、髋、膝、踝各关节在矢状面、冠状面和垂直面的运动数据,并将数据通过无线传输技术同步传输至电脑软件中进行分析。

本实验表明,治疗后,两组患者伸髋肌群、伸膝肌群的肌张力MAS 评分均较治疗前下降,屈髋肌群、伸膝肌群的肌力评分均较治疗前明显升高,差异均有统计学意义(P＜0.05)；且实验组伸髋肌群和伸膝肌群的肌张力MAS 评分、屈髋肌群和伸膝肌群的肌力评分改善程度均显著优于对照组,差异均有统计学意义(P＜0.05)。治疗后,两组患者BBS 评分、Holden 步行功能评分、ADL 评分均较治疗前明显升高,差异均有统计学意义(P＜0.05)；实验组BBS 评分、Holden 步行功能评分均较对照组显著升高,差异均有统计学意义(P＜0.05)；但两组ADL 评分比较差异无统计学意义(P＞0.05)。考虑ADL 同时与手功能、二便功能密切相关,影响因素较多,单纯的下肢运动功能提高不能完全体现日常生活能力水平。治疗后,两组患者步幅、步频、髋关节屈曲度、膝关节屈曲度、步态周期均较治疗前改善,且实验组步幅、步频、膝关节屈曲度、步态周期均较对照组改善显著,差异均有统计学意义(P＜0.05)；但两组髋关节屈曲度比较差异无统计学意义(P＞0.05)。首先考虑本科设备条件不足,无站立位悬吊固定带,使不能坚持双膝屈曲站立位的患者采用坐位体位,维持髋关节90°,导致部分患者垂直振动不能有效传导至下肢近端大肌群,如髂腰肌,导致少重力负荷,减少了触压觉、本体感觉及前庭感觉的输入,相对大腿肌肉链条控制能力不足,减少运动单位募集,对髋关节无法进行强化训练。且两组患者治疗前髋关节屈曲度比较差异无统计学意义(P＞0.05)；治疗后,实验组和对照组髋关节屈曲度分别为(24.95±4.66)及(22.20±9.55)°,已为髋关节正常屈曲角度的低值,进一步验证了脑卒中患者患侧髋关节最大屈曲度对比健康人无差异的论述。行走及步态是中枢神经系统在生物力学水平上的终极目标。在全身振动训练后,患者肌张力、肌力、Berg 平衡功能、Holden 步行功能、步幅、步频、膝屈曲角度、步态周期明显好转,有很大的临床意义,进一步为临床应用提供指导。

实施时仍需要考虑性别、年龄、关节角度、运动耐力等因素的影响,需要根据情况适时调整,利用效率最高的生物谐振方案,设计更适合患者的振动姿势。需进一步完善振动训练台不同参数对于脑卒中患者下肢肌张力的影响,寻找最有效的振动类型、频率、振幅、时间。如能进行本体感觉和肌电图、足底压力等测试分析,为本实验增加更多客观评价依据。以上为本实验的不足之处。

综上所述,全身振动训练配合肢体运动康复能够更有效地改善脑卒中偏瘫患者下肢肌张力,并提高步行功能,为临床运用提供参考。