运用便携式步态分析系统评价功能性电刺激治疗仪对痉挛性偏瘫病儿步行能力的疗效

姜俊红，汪泉，吴德

脑性瘫痪是一组非进行性运动和姿势发育障碍综合征，多由胎儿或婴幼儿期各种脑损伤导致［1-2］。痉挛性偏瘫是常见的运动发育障碍类型。痉挛性偏瘫病儿随着年龄的增长或经过康复治疗多数可独立行走，但多因肌力、肌张力、关节、软组织继发性挛缩变形等因素导致足下垂或尖足，引起步态不稳，严重影响步行能力［3］。正常儿童到2周岁时步态开始接近成人步态，到7周岁左右趋于成熟［4］。故改善2～7岁痉挛性偏瘫病儿的步行能力成为儿童康复的重要目标。功能性电刺激疗法是一种物理疗法，足下垂助行仪［5］是一款便携的功能性电刺激设备，通过适时地发放电信号刺激神经控制踝关节的运动，进而改善脑性瘫痪病儿的步行能力。目前国内足下垂助行仪治疗痉挛性偏瘫病儿的相关研究报道很少。三维步态分析系统作为传统的步态评估仪器设备昂贵、需要场地大，并对操作人员专业要求高、评定耗时长。相比而言，便携式步态分析仪可连续几分钟到几天对40种以上不同步态进行自动测量，仪器小、重量轻、便于使用，并与三维步态分析仪所得的步态参数具有一致性［6-8］。基于上述背景，本研究旨在利用便携式步态分析系统观察功能性电刺激治疗仪联合常规步行训练对2～7岁痉挛性偏瘫病儿步行能力的影响，便携式步态分析系统为偏瘫病儿行走能力提供量化、客观的科学依据。

1 资料与方法

1.1 研究对象 收集2020年1月至2022年1月在安徽医科大学第一附属医院小儿神经康复中心就诊的痉挛性偏瘫病儿40例，采用随机数字表法分为研究组（20例）和对照组（20例），两组病儿一般资料比较差异无统计学意义（P＞0.05），具体数据见表1。

诊断及分型根据《中国脑性瘫痪康复指南（2015）》［1］制定的标准。入组标准：①明确诊断为痉挛性偏瘫；②年龄2～7岁；③粗大运动功能分级（gross motor function classification system，GMFCS）Ⅰ～Ⅱ级；④可独立行走10 m以上；⑤可听懂医生的指令行走；⑥未做过手术及注射A型肉毒素治疗；⑦随访满6个月且资料完整者；⑧病儿近亲属签署知情同意书。排除标准：①其他类型脑瘫；②影响步态的其他脊髓、周围神经、骨骼或肌肉疾病。本研究获安徽医科大学第一附属医院临床医学研究伦理委员会批准（批号PJ2022-01-57）。

1.2 研究方法 两组病儿均在我科进行偏瘫病儿基础康复治疗，主要包括限制性诱导疗法、认知导向的作业训练等［9-10］。对照组在基础康复治疗上辅以常规步行训练，主要包括患侧下肢支撑训练、前方步行训练、侧方步行训练、跨越障碍物训练、体质量移动训练、跑跳等，治疗为期6个月，1个月10 d，1次/天，每次30 min。研究组在对照组常规步行训练的基础上辅以功能性电刺激治疗仪（XFT-足下垂助行仪，深圳讯丰通）（图1）。操作方法：将表面刺激电极片分别粘贴于腓总神经交汇处和腓总神经深层分支处，主机固定在胫骨前肌肌腹处，选择行走智能模式，根据病儿行走时小腿前后摆动的位置角度和速度来设定主机的电刺激参数，通过刺激腓深神经支配的胫骨前肌、踇长伸肌、踇短伸肌、趾长伸肌、趾短伸肌使踝关节背屈，刺激腓浅神经支配的腓骨长肌、腓骨短肌使踝关节外翻，当足着地时，电刺激关闭，这一模式使病儿在步行过程中达到步态最优化。治疗为期6个月，第1～3天，每次30 min；第4～6天，每次1 h；第7～10+天，每次3 h；每个月住院治疗10+d。

1.3 评估方法

1.3.1 测试设备 采用美国IDEEA便携式步态分析系统进行测试。该系统由7个传感器、1个主记录仪和2个副记录仪组成，传感器内含加速度传感器、位置传感器等测量模块和高性能嵌入式微处理器数据采集处理模块，主记录仪扣在裤腰上，主记录仪引出的双侧大腿传感器置于髋骨和膝盖之间中点位置，胸口传感器置于胸骨正中垂直于地面处（儿童在3 cm处），副记录仪（内置传感器）置于双足踝外侧正上方，副记录仪相连的足底传感器置于双足底第四跖骨末端。

1.3.2 测试流程 调试测试设备，并告知父母或监护人测试流程和要求，以保证病儿配合良好。调整病儿步行起始位置以提高成功概率，避免测试中告知病儿成功要求及成功与否，以免影响病儿正常步态采集。引导病儿以平常行走状态在10 m长空地上尽量按直线行走，至少往返行走3个来回。

从中选取一段符合条件的步行资料，从步态分析软件中提取病儿以下数据：（1）步态时空参数：跨步长（行走时同一侧足跟前后连续两次着地点间的纵向直线距离，m）、步长（行走时左右足跟先后着地时两点间的纵向直线距离，m）、步速（单位时间内行走的距离，m/s）、步频（单位时间内行走的步数，步/min）；（2）时相参数：患侧下肢支撑期百分比（%）、迈步相百分比（%）、步态周期（s）；（3）动力学参数：地面冲击力［支撑相足后跟着地瞬间最大落地加速度，重力加速度（G）=9.8 m/s2］、大腿抽动加速度［迈步相初期脚离地最大加速度，重力加速度（G）=9.8 m/s2］。实施的治疗师和评估的医师都经过专业的培训。

1.4 统计学方法 采用SPSS 23.0软件包进行统计学分析。计量资料以表示，计量资料组内比较采用配对t检验，组间比较釆用独立样本t检验。计数资料组间比较采用χ2检验。P＜0.05表示差异有统计学意义。

2 结果

2.1 两组病儿治疗前后步态时空参数比较 治疗前两组病儿步速、步频、步长、跨步长均差异无统计学意义（P＞0.05）；治疗后研究组病儿步速、步频、步长、跨步长均较治疗前增大，组内均差异有统计学意义（P＜0.05）；治疗后研究组病儿步速、步长、跨步长较对照组增大，组间差异有统计学意义（P＜0.05）。见表2。

表2 两组痉挛性偏瘫病儿治疗前后步态时空参数比较/

组别对照组治疗前治疗后t，P值研究组治疗前治疗后t，P值组间t，P值治疗前治疗后例数20步速/（m/s）步频/（步/min）步长/m 跨步长/m 0.51±0.10 0.58±0.10 8.26，＜0.001 104.78±6.79 106.16±6.84 15.12，＜0.001 0.20±0.04 0.27±0.04 10.23，＜0.001 0.40±0.09 0.53±0.08 10.10，＜0.001 20 0.54±0.14 0.65±0.12 3.97，0.001 107.09±8.46 108.31±7.97 5.06，＜0.001 0.19±0.05 0.30±0.06 9.85，＜0.001 0.38±0.11 0.60±0.12 9.83，＜0.001 0.73，0.468 2.10，0.043 0.95，0.346 0.91，0.368 0.78，0.442 2.29，0.028 0.79，0.437 2.18，0.036

2.2 两组病儿治疗前后步态时相参数比较 治疗前两组病儿患侧下肢支撑期百分比、迈步相百分比、步态周期均差异无统计学意义（P＞0.05）；治疗后研究组病儿患侧支撑期百分比较治疗前延长（P＜0.05），迈步相百分比、步态周期较治疗前均缩短（P＜0.05）；治疗后研究组与对照组比较，发现前者患侧支撑期百分比延长，迈步相百分比缩短，组间差异有统计学意义（P＜0.05）。见表3。

表3 两组痉挛性偏瘫病儿治疗前后步态时相参数比较/

组别对照组治疗前治疗后t，P值研究组治疗前治疗后t，P值组间t，P值治疗前治疗后例数20支撑相百分比/%迈步相百分比/%步态周期/s 60.86±4.47 61.56±4.49 4.31，0.001 38.59±4.77 38.38±4.53 0.39，0.701 1.19±0.36 1.13±0.35 4.27，＜0.001 20 62.84±4.32 64.47±4.28 5.30，＜0.001 37.11±4.33 35.50±4.30 4.84，＜0.001 1.20±0.35 1.08±0.34 5.76，＜0.001 1.42，0.164 2.09，0.043 1.02，0.313 2.06，0.046 0.07，0.944 0.49，0.630

2.3 两组病儿治疗前后动力学参数比较 治疗前两组病儿患侧支撑期地面冲击力、迈步相初期大腿抽动加速度均差异无统计学意义（P＞0.05）；治疗后发现研究组病儿地面冲击力、大腿抽动加速度较治疗前均增加，组内差异有统计学意义（P＜0.05）；治疗后研究组与对照组地面冲击力、大腿抽动加速度组间差异无统计学意义（P＞0.05）。见表4。

表4 两组痉挛性偏瘫病儿治疗前后动力学参数比较/（G，）

表4 两组痉挛性偏瘫病儿治疗前后动力学参数比较/（G，）

组别对照组治疗前治疗后t，P值研究组治疗前治疗后t，P值组间t，P值治疗前治疗后例数20地面冲击力/G 大腿抽动加速度/G 1.16±0.47 1.24±0.47 8.91，＜0.001 1.23±0.53 1.04±0.51 13.52，＜0.001 20 1.18±0.44 1.34±0.45 12.43，＜0.001 1.20±0.55 0.94±0.47 9.73，＜0.001 0.15，0.879 0.65，0.518 0.21，0.832 0.70，0.489

3 讨论

脑性瘫痪病儿因其上运动神经元损伤部位的不同表现出复杂的步态特征，痉挛性偏瘫病儿常由于胫前肌无力或伸肌痉挛而使踝关节跖屈造成足下垂或尖足，步行时表现出拖拽步态［11-12］。足下垂或尖足病儿首次着地以足尖着地致使踝关节在进入支撑期时承重消失，身体重心向前移动，导致支撑相稳定性下降，支撑相时间缩短，足着地反作用力减小，足尖着地对胫骨产生向后的阻力，妨碍身体前进，导致步速减慢；摆动期足下垂或尖足病儿迈步的时候足趾拖地，导致步长缩短，也降低了足蹬离反作用力［13-14］。所以，对于痉挛性偏瘫病儿从步态分析的角度选择科学合理的康复训练非常重要。本研究我们使用便携性步态分析系统评估病儿的康复训练效果。

常规步行训练通常需要在康复治疗师的引导或协助下才能完成［15］，但是治疗师引导或协助时间有限，所以我们需要一种持续时间长、更高效的物理因子治疗方法。功能性电刺激（functional electrical stimulation，FES）作为一种常用物理因子方法，早在1961年就有国外学者［16］使用，并成功解决了偏瘫病人的足下垂问题。足下垂助行仪是一款可穿戴式FBS，可矫正病儿足内翻和下垂［17-18］。本研究我们使用足下垂助行仪联合常规步行训练提高病儿的步行能力。研究结果显示：运用便携式步态分析系统我们可以观察到常规步行训练对照组病儿的步态相关参数有所改善，但是使用足下垂助行仪的研究组病儿患侧步速、步长较对照组增大，说明使用足下垂助行仪可以提高病儿患侧的步速，增加病儿患侧的步长，使痉挛性偏瘫病儿健患侧步长、步速趋于一致以提高双下肢的协调性。研究结果还显示病儿患侧支撑期百分比较对照组延长，迈步期百分比较对照组缩短，说明使用足下垂助行仪可以使病儿行走时患侧稳定性更好，从而减少痉挛性偏瘫病儿并发症和意外的发生。本研究结果显示研究组与对照组地面冲击力、大腿抽动加速度差异无统计学意义，可能和刺激的量效不够有关，未来我们可以设计更多组的刺激时间以获得有统计学意义的改善。由此我们可以得出从步态分析的角度使用足下垂助行仪的痉挛性偏瘫病儿的步行能力得到了更进一步的改善。

综上所述，与单一常规步行训练比较，足下垂助行仪训练联合常规步行训练能有效提高痉挛性偏瘫步行能力。便携式步态分析系统不仅获得病儿的时空、时相参数，还可获得动力学参数，为评价康复疗效提供了客观、量化的科学依据，值得临床推广。由于本研究入选样本量较少，未明确足下垂助行仪治疗最优持续时间，也未进行长期远期随访，今后可以扩大样本量，多组治疗时间比较，为提高痉挛性偏瘫病儿的步行能力提供科学的治疗方案。