功能性电刺激改善脑性瘫痪儿童下肢及躯干功能的Meta分析

北京中医药大学东直门医院，北京市 100700

脑瘫是指以广泛的姿势异常和运动障碍为主要特征的临床综合征[1]，常伴有认知、沟通、语言障碍，行为异常，智力低下，癫痫，继发性肢体畸形等。脑瘫作为不可治愈性疾病，患者需要终身康复治疗，常见的康复技术包括Bobath 技术、Vojta 技术、平衡功能训练、阻力训练、物理因子治疗、作业治疗等[2]。

功能性电刺激(functional electrical stimulation,FES)是一种常见的物理因子疗法，又称神经肌肉电刺激(neuromuscular electrical stimulation,NMES)[3]，它对支配肌肉的周围运动神经施加低频脉冲电流，或直接刺激功能障碍的肌肉，从而激活肌肉使之恢复功能性活动，当电诱导的肌肉收缩以提供功能的方式协调时，则称为FES[4]。FES 现已广泛应用于脊髓损伤和脑卒中等疾病的康复领域[5-7]，对于促进肢体功能恢复、强化肌肉力量、预防肌肉萎缩已取得较好的疗效。

近年来FES 也作为辅助治疗来改善脑瘫儿童的痉挛和运动功能[8-10]，多数研究集中在FES 改善脑瘫患者下肢运动功能；也不乏一些系统综述和Meta 分析报道[11-13]，但存在样本量偏小、评价指标单一、纳入研究数量有限等问题。对于改善上肢、躯干功能和缓解痉挛等方面的报道较少；关于FES 对脑瘫儿童的长期影响亦无定论，总体疗效尚有争议，缺乏高质量循证医学证据。

本研究通过检索国内外FES 治疗脑瘫相关的随机对照试验(randomized controlled trial,RCT)，将涉及痉挛、下肢功能、脊柱畸形、步态分析等相关研究纳入本次分析，并提取相关指标进行Meta 分析，以进一步评估FES 治疗脑瘫儿童的有效性，为其临床应用提供循证医学证据支持。

1 资料与方法

1.1 纳入标准

1.1.1 研究设计

脑瘫儿童FES康复的RCT。

1.1.2 研究对象

试验组和对照组均为儿童(年龄＜18 岁)，不分性别和种族，明确诊断为脑瘫；患儿意识清楚，智力水平尚可，能配合治疗和随访；两组间一般资料和基线特征均无明显异质性。

1.1.3 干预措施

对照组采用康复治疗，包括常规康复训练和神经发育疗法等；试验组在对照组的基础上，采用FES。

1.1.4 结局指标

①粗大运动功能：采用粗大运动功能测试88 项(Gross Motor Function Measure-88,GMFM-88)评定，共包含A(仰卧位和俯卧位)、B(坐位)、C(爬与跪)、D(站与立)和E(行走与跑跳)5 个分区。②肌张力：采用改良Ashworth 量表(modified Ashworth Scale,MAS)测量肌张力。③关节活动度(range of motion,ROM)：包括踝关节ROM 和膝关节ROM。④脊柱畸形：Cobb角评估脊柱侧凸畸形，Kyphosis 角评估脊柱后凸畸形。⑤步态分析：包括步长、步速和步频。

至少包含以上结局指标中的一项。

1.2 排除标准

①会议摘要、重复研究；②试验组在对照组基础上，不止FES 一项干预措施；③结局数据不完整、选择性报告研究；④非中、英文原始文献。

1.3 检索策略

检索PubMed、Embase、Web of Science、Cochrane Library、中国生物医学文献数据库(CBM)、CNKI、万方数据库(Wanfang Database)、维普中文科技期刊数据库(VIP)。检索时限从建库至2020 年3 月26日。

采用主题词检索、部分自由词检索与截词检索相结合的方式，中文检索关键词：功能性电刺激、神经肌肉电刺激、脑瘫、脑性瘫痪。英文检索关键词：cerebral palsy、functional electric* stimulation、neuromuscular electric* stimulation、randomized controlled trial、randomly、placebo。

1.4 数据提取

2 名评价员使用预先设计的数据收集表，独立进行资料提取，如意见不一致，咨询第3名评价员解决，直到达成共识。提取以下资料：第一作者、见刊年份、研究设计类型、受试者数量、年龄或月龄、干预方案、干预持续时间和结局指标等。主要结局指标包括GMFM 评分、MAS 评分和ROM；次要指标包括Cobb角、Kyphosis角和步态分析等。此外，对于没有足够信息来分析的文献，通过电子邮件联系作者以获得原始数据；在涉及同一研究对应多个文献的情况下，提取最新的或最全面的信息；对于只按亚组报告结果的研究(如一个研究分别报道左侧、右侧腓肠肌MAS 评分的样本量、均数和标准差)，我们根据Cochrane干预措施系统评价手册，对亚组数据进行合并，获得均数和标准差的总体估计值。

1.5 文献质量评价

两位独立评价员采用Cochrane的RCT偏倚风险评估工具(Cochrane 5.1.0 版本)对纳入研究进行质量评价，评估偏倚包括：①选择性偏倚——随机序列生成；②选择性偏倚——分配隐藏；③实施偏倚——对受试者、试验人员施盲；④测量偏倚——对结局评估者施盲；⑤随访偏倚——结局数据不完整；⑥报告偏倚——选择性报告结果；⑦其他偏倚。每项风险评估包括高、低、不详三个等级。

1.6 统计学分析

提取的数据用Cochrane 推荐的Review Manager 5.3 软件进行Meta 分析。计数资料，结果用比值比(odds ratio,OR)或相对危险度(relative risk,RR)表示；计量资料，结果采用加权均数差(mean difference,MD)或标准化均数差(standardized mean difference,SMD)表示，置信区间(confidence interval,CI)以95%表示。当I2=0%时，认为无异质性，采用固定效应模型合并数据；当I2＜50%时，认为异质性不显著，保守地使用随机效应模型合并数据(I2值越小，随机效应模型和固定效应模型分析所得结果的差异越小)；当I2≥50%时，认为异质性显著，采用随机效应模型合并数据，尽可能找出异质性来源，并且进行亚组分析或敏感性分析。显著性水平α=0.05。

2 结果

2.1 文献检索结果

共获得644 篇文献，其中英文415 篇，中文229篇；最终纳入11 篇，其中英文5 篇[14-18]，中文6篇[19-24]。文献筛选过程见图1。11 篇文献共纳入513 例脑瘫儿童，其中FES 组267 例，对照组246 例。纳入文献基本特征见表1。

图1 文献筛选流程图

2.2 纳入文献的质量评价

11篇文献中，4篇使用数字表法产生随机序列(低风险)，2 篇按入院次序或治疗顺序分配(高风险)，其余5 篇均提及“随机分配”，但并未说明随机的方法(风险不清楚)。所有研究均未提及分配隐藏(风险不清楚)。4 个研究施盲(低风险)。所有研究结果均完整(低风险)，且无选择性报告(低风险)。各项偏倚风险分布见图2，各项研究具体偏倚风险见图3。

表1 纳入研究基本特征

图2 偏倚风险图

图3 偏倚风险

2.3 Meta分析

2.3.1 GMFM-88 D、E区评分

6 篇文献报道治疗后患儿GMFM-88 D、E 区评分，共纳入患者365例(FES组188例，对照组177例)。各研究间治疗效应无显著异质性(I2=29%)，采用随机效应模型。FES 组GMFM-88(D、E 区)评分显著高于对照组(MD=8.14,95%CI 6.26～10.02,P＜0.001)。敏感性分析发现，剔除孙群英等[22]研究后，各项研究间异质性进一步消除(I2=0%)，表明该研究可能存在一定偏倚。但无论纳入该研究与否，合并效应量都具有统计学意义。见图4。

2.3.2 GMFM-88 B区评分

2篇文献报道治疗前后患儿GMFM-88 B区评分的变化，共纳入患者68 例(FES 组37 例，对照组31 例)。各研究治疗效应无异质性(I2=0%)，采用固定效应模型。FES 组GMFM-88 B 区评分显著高于对照组(MD=8.77,95%CI 4.00～13.53,P＜0.001)。见图5。

2.3.3 MAS评分

6 篇文献报道治疗后患儿腓肠肌MAS 评分，共纳入患者365 例(FES 组188 例，对照组177 例)。各研究治疗效应无显著异质性(I2=43%)，采用随机效应模型。与对照组相比，FES 组治疗前后腓肠肌肌张力降低更显著(MD=-1.05,95%CI -1.25～-0.84,P＜0.001)。敏感性分析发现，剔除张进华等[24]研究后，各项研究间异质性进一步消除(I2=0%)，表明该研究可能存在一定偏倚。但无论纳入该研究与否，合并效应量都具有统计学意义。见图6。

2.3.4 Kyphosis角

3 篇文献报道治疗前后脊柱后凸畸形角度(使用Kyphosis角衡量)的变化，共纳入患者100例(FES组53例，对照组47 例)。各研究间治疗效应无异质性(I2=0%)，采用固定效应模型。FES 组Kyphosis 角显著优于对照组(MD=-10.67,95%CI -12.21～-9.13,P＜0.001)。见图7。

2.3.5 Cobb角

2 篇文献报道治疗前后脊柱侧凸畸形角度(使用Cobb 角衡量)的变化，共纳入患者58 例(FES 组30 例，对照组28 例)。各研究间治疗效应无异质性(I2=0%)，采用固定效应模型。FES 组Cobb 角显著优于对照组(MD=-2.66,95%CI-3.38～-1.93,P＜0.001)。见图8。

2.3.6 步长

2 篇文献报道治疗前后步长的变化，共纳入患者66例(FES组35例，对照组31例)。各研究间治疗效应无异质性(I2=0%)，采用固定效应模型。FES 组增加步长显著大于对照组(MD=3.35,95%CI 1.81～4.90,P＜0.001)。见图9。

2.3.7 步速

3 篇文献报道治疗前后步态分析步速的变化，共纳入患者88例(FES组46例，对照组42例)。各研究间治疗效应无异质性(I2=0%)，采用固定效应模型。FES组步速显著大于对照组(MD=0.09,95%CI 0.05～0.14,P＜0.001)。见图10。

2.3.8 随访6周时GMFM-88 D、E区评分

3篇文献报道随访6周前后GMFM-88 D、E 区评分的变化，共纳入患者94 例(FES 组50 例，对照组44例)。各研究间治疗效应无异质性(I2=0%)，采用固定效应模型。FES 治疗停止后6 周，随访6 周时GMFM-88 D、E 区评分仍明显高于对照组(MD=4.84,95%CI 1.90～7.77,P=0.001)。见图11。

2.3.9 随访6周时MAS评分

3 篇文献报道随访6 周前后MAS 评分的变化，共纳入患者94例(FES组50例，对照组44例)。各研究间治疗效应无异质性(I2=0%)，采用固定效应模型。FES治疗停止后6 周，FES 组与对照组MAS 评分无显著性差 异(MD=0.04,95%CI -0.30～0.37,P=0.84)。见图12。

3 讨论

电刺激诱导肌肉收缩的概念至少可以追溯到1776年，意大利学者Luigi Galvani 用电刺激引起青蛙腿部肌肉收缩[25]。成功地使用电刺激来增加肌肉力量和功能性运动是一个相对较新的突破，这一领域大多数研究都是在过去几十年发展起来的，而且多集中在对脊髓损伤和脑卒中患者的报道[26-27]。NMES 可以增加脑瘫儿童的肌肉体积和肌肉力量[28]。此外，有大量证据表明，电刺激可以降低伸展反射敏感性，减少脑卒中或脊髓损伤导致的痉挛[29-30]。然而，电刺激改善脑瘫患者痉挛的报道较少，还需进一步研究。

图4 两组治疗后GMFM-88 D、E区评分比较

图5 两组GMFM-88 B区评分变化值比较

图6 两组MAS评分变化值比较

图7 两组Kyphosis角变化值比较

图8 两组Cobb角变化值比较

图9 两组步长变化值比较

图10 两组步速变化值比较

本文共计纳入11篇文献，旨在验证FES改善脑瘫儿童下肢、躯干运动功能，脊柱畸形，步态，肌肉痉挛等方面的有效性，同时分析FES 的长期疗效。本研究合并不同文献的GMFM B 区评分、GMFM D、E 区评分，发现FES 对提高脑瘫儿童下肢及躯干的粗大运动功能均有效。这与一项近年的Meta 分析[13]结果相似。该研究显示FES 可以作为辅助治疗来改善痉挛型脑瘫儿童的粗大运动功能，特别是GMFM 的坐位(B区)和站立(D 区)功能[13]。FES 也能改善患儿步态，尤其是步速和步长，但相关文献过少，还需更多前瞻性、大样本的研究加以证实。此外，FES 减小患儿脊柱Kyphosis 角和Cobb 角，对纠正脊柱后凸、脊柱侧凸也有一定作用，从而改善躯干功能，但同样存在样本量偏小的问题。本研究还显示，FES 对于脑瘫患儿粗大运动功能、腓肠肌肌张力的短期疗效显著，FES治疗终止后，患儿粗大运动功能仍持续改善，而腓肠肌痉挛已无明显改善。因此，FES 解除脑瘫患儿肌肉痉挛长期疗效不显著，在临床实践中可联合长期、稳定的解痉治疗，以求长期改善脑瘫儿童痉挛。

图11 两组随访6周时GMFM评分变化值比较

图12 两组随访6周时MAS评分变化值比较

不同形式的电刺激对脑瘫儿童的上肢功能、平衡功能、流涎等也有一定的改善。谭丽萍等[31]通过采用Peabody 运动发育量表、精细运动能力评定表、改良Barthel指数进行评价，发现FES 治疗可以提高痉挛型脑瘫患儿上肢运动功能，改善日常生活能力。一项双盲的随机对照试验表明，持续经颅直流电刺激结合虚拟现实训练能够提高脑瘫患儿静态平衡和功能性平衡[32]。段华林等[33]指出，NMES 可以改善脑瘫患儿流涎，提高其吞咽功能。此外，还有经皮电神经刺激治疗脑瘫的相关报道[34-35]，部分研究取得一定的临床疗效，但仍需进一步的证据验证其有效性。

电刺激联合其他治疗能够收获更可观的疗效。Qi等[36]报道NMES 联合强化运动治疗痉挛型脑瘫较单纯NMES 更有效。A型肉毒毒素作为神经肌肉接头阻滞剂，参与NMES 的辅助治疗，可能通过暂时降低肌肉张力来增强治疗效果[37]。Ozer 等[38]的一项随机对照试验显示，使用NMES 联合动态支具比单独使用任何一种干预措施都更有效，但需要持续干预。该研究也表明，NMES 合并动态支具临床应用可能更适合于改善脑瘫儿童上肢的功能、力量和姿势。

本研究仍存在以下几点局限性：①纳入文章数量有限，一些研究样本量偏小；②部分文献的效应指标不是以()体现，且无法运用公式合理转化，故未能纳入本研究，可能存在发表偏倚；③对照组的治疗并非统一的常规康复治疗，部分研究还加入神经发育疗法、康复运动训练等；④11 篇文献中有7 篇均报道FES 对踝关节活动度的影响，但各项研究均未提及ROM 的具体测量方式，不同研究间的测量值也存在较大差异，可能存在方法学异质性，故未纳入分析。

综上所述，FES 可以作为辅助治疗来提高脑瘫儿童下肢和躯干功能；FES 改善患儿粗大运动功能具有一定长期疗效，但解除肌肉痉挛的长期疗效证据不足。值得注意的是，本文纳入的研究数量仍然偏少，部分研究的样本量有限。因此，仍然有必要进行高质量、样本量充足和长期随访的进一步研究。

利益冲突声明：所有作者声明不存在利益冲突。