多通道功能性电刺激下四肢联动对脑卒中患者下肢运动功能和步行功能的影响*

王 路,杜志伟,关志恒,于 瑞,曾一鸣

(广州医科大学附属第二医院康复医学科,广东 广州 510260)

我国脑卒中发病率逐年走高,是全球高发国家之一,并且发病人群逐渐年轻化。近年来,脑卒中致死率显著下降,但致残率达50%～70%[1]。大部分患者遗留肢体运动功能障碍,其中下肢运动功能障碍和步行功能障碍严重影响了患者的生活质量[2]。如何有效恢复脑卒中患者下肢运动功能和步行功能十分重要。

目前,国内肢体运动功能康复训练多为治疗师“一对一”徒手训练,存在一定的局限性,如治疗工作效率较低,患者过于依赖治疗师辅助等。因此,需寻找一种训练方法,既能降低对治疗师的依赖,又能有效恢复患者肢体功能[3]。已有研究表明,四肢联动训练能有效改善脑卒中患者下肢运动功能和步行功能[4-5],功能性电刺激(FES)也能促进患者下肢功能的恢复[6-7]。但多通道FES下四肢联动干预脑卒中患者的研究较少见。本研究采用多通道FES下四肢联动干预脑卒中偏瘫患者,观察了对患者下肢运动功能和步行功能的影响,现报道如下。

1 资料与方法

1.1资料

1.1.1一般资料 选取2022年4月至2023年1月本院康复医学科收治的脑卒中偏瘫患者40例作为研究对象,采用随机数字表法分为常规组和联合组,每组20例。本研究经本院医学伦理委员会审批通过(2021-hs-51)。2组患者性别、年龄、病程、病变性质、偏瘫侧别等一般资料比较,差异均无统计学意义(P>0.05)。见表1。

表1 2组患者一般资料比较

1.1.2纳入标准 (1)符合脑血管病诊断标准[8],经CT或磁共振检查确诊;(2)年龄40～75岁;(3)病程1～6个月,初次发病;(4)可在监护下安全独立行走距离大于16 m;(5)简明精神状态量表评分大于或等于24分,能配合评估和治疗;(6)上、下肢肌群的肌张力分级为改良Ashworth量表小于2级;(7)签署本研究知情同意书。

1.1.3排除标准 (1)下肢存在严重肌肉、骨骼疾病,如重度骨质疏松、关节炎伴严重疼痛等;(2)患严重心血管疾病、呼吸系统疾病等;(3)患有进展性或继发性脑损伤;(4)使用起搏器。

1.1.4脱落标准 (1)出现严重不良反应;(2)因患者个人原因无法完成本研究;(3)治疗过程中出现上肢或下肢肌肉痉挛,无法完成治疗。

1.2方法

1.2.1治疗方法 2组均接受常规康复训练,常规组额外接受四肢联动训练,联合组额外接受多通道FES下四肢联动训练。

1.2.1.1常规康复训练 (1)肌肉力量训练：包括躯干及核心肌群训练、下肢屈伸肌群力量与耐力训练等;(2)肌肉牵伸：治疗师徒手牵伸患者躯干及下肢肌群,以抑制肌张力升高;(3)神经发育疗法：包括Bobath技术、Brunnstrom技术、PNF技术等;(4)体位转移训练：指导患者进行翻身、坐站转移等;(5)平衡训练：指导患者进行坐位和站立位平衡训练;(6)步行准备训练及步行训练：包括重心转移训练、站立姿势训练、迈步训练、踏步训练、步行训练等。每次40 min,每天1次,每周5次,连续训练4周。

1.2.1.2常规组 采用美国Restorative Therapies公司生产的RT200型四肢联动智能训练系统,选择智能主被动模式,该模式可通过力学传感器智能感应并调节运动中踏板的阻力值大小,以达到目标速度。患者坐于四肢联动座椅上,绑好四肢固定绑带,治疗师指导患者进行四肢交替屈伸运动,并逐渐达到并保持目标速度进行训练。嘱咐患者训练中保持腹部肌群轻微收缩,以获得更好的躯干稳定;同时,双侧肢体均匀发力,健侧肢体勿过分用力,造成双侧发力不均匀。如训练中出现头晕、心慌、四肢关节疼痛等不适症状时立即停止训练。先接受40 min常规康复训练,再进行20 min四肢联动训练,每天1次,每周5次,连续训练4周。

1.2.1.3联合组 采用RT200型四肢联动智能训练系统的下肢多通道FES电刺激进行治疗,对患侧4组肌群的肌腹进行电刺激,分别为股四头肌、腘绳肌、胫前肌和小腿三头肌,提前告知患者电刺激感受,电流强度大小以患者适宜为准,提前进行电流强度测试,以确定电流强度范围。该设备具有多通道FES与四肢联动的智能同步功能,先测试调整好电刺激最大值和最小值,四肢联动运动时下肢进行伸膝运动,以股四头肌和小腿三头肌为主动肌收缩为主,此时设备会根据肌群收缩强度,智能化调节给予该下肢股四头肌和小腿三头肌以电刺激,激活强化股四头肌收缩和小腿三头肌,同时,停止对伸膝运动拮抗肌(腘绳肌和胫前肌)的电刺激。下肢进行屈膝运动时以腘绳肌和胫前肌为主动肌收缩为主,此时设备会智能化调节给予腘绳肌和胫前肌以电刺激,起到激活强化作用,同时,停止对屈膝运动拮抗肌(股四头肌和小腿三头肌)的电刺激。即该设备能智能化动态调节进行多通道电刺激,从而改善主动肌与拮抗肌的运动协调性。先接受40 min常规康复训练,再进行20 min四肢联动训练,进行四肢联动训练的同时给予20 min多通道FES,每天1次,每周5次,连续训练4周。

1.2.2观察指标 采用Fugl-Meyer下肢运动功能量表(FMA-LE)、10 m最大步行速度(10 m MWS)、起立-行走计时测试(TUGT)评估2组患者治疗前、治疗4周后下肢运动功能和步行功能。由同一名医生完成对患者的评估,对该评估者设盲。2组患者均完成本研究,未发生脱落。

1.2.2.1FMA-LE 包括腱反射、屈伸肌共同运动、分离运动等内容,满分为34分,分数越高表示下肢运动功能越好[9]。

1.2.2.210 m MWS 设置长16 m的步行通道,于0、3、13、16 m处标记,患者由起点步行至终点,记录3～13 m的时间,测试3次取最佳值,计算步速[10]。

1.2.2.3TUGT 准备有扶手的靠背椅,正前方3 m处放一标记物,患者坐在座椅上待评估者发出“开始”指令后,患者站起,按平时步态以最大速度向前走至标记处,绕过标记物后走回至椅子前,再转身坐下。记录从开始至坐下的时间,测量3次取平均值[10]。

2 结 果

2.12组患者治疗前后FMA-LE评分比较 2组患者治疗前FMA-LE评分比较,差异无统计学意义(P>0.05);2组患者治疗4周后FMA-LE评分均明显高于治疗前,且联合组患者治疗4周后FMA-LE评分明显高于常规组,差异均有统计学意义(P<0.05)。见表2。

2.22组患者治疗前后10 m MWS比较 2组患者治疗前10 m MWS比较,差异无统计学意义(P>0.05);2组患者治疗4周后10 m MWS均明显快于治疗前,且联合组患者治疗4周后10 m MWS明显快于常规组,差异均有统计学意义(P<0.05)。见表3。

表3 2组患者治疗前后10 m MWS比较

2.32组患者治疗前后TUGT比较 2组患者治疗前TUGT比较,差异无统计学意义(P>0.05);2组患者治疗4周后TUGT均明显短于治疗前,且联合组患者治疗4周后TUGT明显短于常规组,差异均有统计学意义(P<0.05)。见表4。

表4 2组患者治疗前后TUGT比较

3 讨 论

50%～70%的脑卒中患者经积极救治后仍遗留运动功能障碍[11]。由于大脑组织受损,高级中枢神经无法有效调控低位中枢神经,导致出现肌肉力量下降、肌张力异常、本体感觉障碍、下肢伸肌占优势的异常运动模式等,进而影响患者下肢运动功能和步行功能,严重影响患者日常活动[12]。因此,寻找一种有效的康复治疗手段帮助患者改善下肢运动和步行尤为重要。本研究采用多通道FES下四肢联动干预脑卒中患者取得了满意疗效。

本研究所采用的四肢联动训练系统基于大脑可塑性原理,进行坐位的四肢交替屈伸运动,训练中会产生躯干的节律性旋转运动和四肢持续屈伸运动,能有效使躯干核心肌群及四肢屈伸肌群得到强化训练,同时,训练过程中会对下肢各关节软组织产生肌肉牵伸,改善肌张力。有研究表明,这种肢体屈伸交替运动能有效促进下肢运动功能恢复,进而提高步行功能[13]。段好阳等[14]采用为期6周的四肢联动训练干预脑卒中患者,结果显示,能有效改善患者躯干控制能力、平衡和步行功能。

FES是按预先设定好的程序,以低频脉冲电流作用于目标肌群,刺激运动神经,诱发肌肉收缩,以促进肢体功能恢复的一种治疗手段[15]。FES可有效改善脑卒中患者遗留的运动功能障碍和感觉功能障碍,提高肌肉神经兴奋性、改善肌肉力量、改善组织代谢循环等[16]。陈培荣等[17]认为,多通路FES配合肢体交替运动干预脑卒中患者能强化本体感觉,改善主动肌和拮抗肌的协调性,进而促进脑功能重组,改善下肢运动功能。SHARIAT等[18]采用自行车运动结合FES干预脑卒中患者,结果显示,能有效改善患者下肢肌群的肌张力,增加膝关节和踝关节活动度,改善步行功能和步态参数。本研究结果与以上研究结论相似。

脑卒中患者由于中枢神经损伤,肢体肌群主动肌和拮抗肌交互抑制下降,致肌张力增高,如肌张力评定达到改良Ashworth量表大于或等于2级则在运动中容易出现肌肉痉挛,如踝痉挛和上肢肌群肌肉痉挛[19]。为避免患者因出现肌肉痉挛而无法完成本研究,在纳入标准中要求患者肢体肌张力分级为改良Ashworth量表小于2级。同时,本研究采用的设备具有多通道FES与四肢联动的智能同步功能,会智能判定四肢联动时肢体的屈伸状态,根据屈伸状态给予该动作主动肌以FES,此时停止拮抗肌的FES,从而起到对不同屈伸运动主动肌肌群的激活强化作用。另外,本研究治疗方案为先进行常规康复训练后再进行四肢联动训练和多通道FES。常规训练包括肢体牵伸训练及肢体主动运动,患者肢体通过充分牵伸及运动后再进行四肢联动训练则可最大限度地避免四肢联动时出现肌肉痉挛,故本研究过程中患者均未出现肢体肌肉痉挛。

本研究结果显示,联合组患者治疗4周后FMA-LE评分明显高于常规组,10 m MWS明显快于常规组,TUGT明显短于常规组,差异均有统计学意义(P<0.05)。其作用机制可能为：(1)FES下进行四肢交替运动能更有效地增强运动神经兴奋性和本体感觉,同时,激活大脑皮质神经运动区,加速大脑神经重塑进程[20]。多通道FES能有效刺激肌群肌纤维收缩,促进机体产生动作电位,促进肌力恢复;训练时要求患者持续四肢主动屈伸运动,有利于强化肢体的主动控制能力,同时,给予FES能增强感觉刺激和神经肌肉纤维募集,FES下四肢联动能起到神经肌肉的正向协同作用,提高运动协调性;多通道FES产生的刺激可通过神经细胞去极化传至大脑中枢神经,激活大脑皮质,改善神经新突触和轴突侧支的生长速度,促进中枢系统重塑,改善下肢运动功能[21]。(2)FES下四肢联动能有效激活人体核心肌群,提高核心稳定性。核心肌群主要包括腹部肌群、腰背部肌群等,在人体运动中起到中心力学支点的作用[22]。训练中患者需保持腹肌轻微收缩以获得躯干稳定,并进行四肢交替运动,这能促使躯干进行小幅度旋转运动;结合肢体多通道FES能有效促进并提高患侧下肢肌群主动收缩,使四肢肌群运动时在力学关系上更加均衡,提高上肢-躯干核心-下肢的良性力学关系链式传导,进而改善肢体运动协调性。多数患者训练后表示除四肢外,腰背部及腹部肌群也会产生适度疲劳感,说明核心肌群能够得到训练。核心肌群稳定性改善后,患者在步行中能维持更好的躯干稳定性,进而减少步行中重心的不稳定波动,也有利于改善屈髋动作,从而提高步行功能[23]。(3)训练中进行四肢闭链屈伸主动运动能有效减少肌肉萎缩,提高肌肉力量及耐力,尤其是改善股四头肌肌力,对强化下肢支撑、增强患侧膝关节控制、改善步行对称性十分关键。FES利用低频脉冲电流刺激肌纤维产生即时效应,提高运动神经元兴奋性,FES下四肢联动能协同刺激运动神经元,较单纯四肢联动的效果更好[24]。(4)要建立正确运动模式、纠正异常运动模式需通过大量重复且正确的运动模式训练[25]。本研究采用FES下四肢联动,利用智能设备辅助患者进行正确运动模式下的重复性主动训练,FES下四肢联动能更好地激活薄弱肌纤维收缩并有效参与运动,较单纯四肢联动能更好地改善主动肌与拮抗肌的协调性,从而改善下肢运动功能和步行功能。

综上所述,多通道FES下四肢联动可有效改善脑卒中患者的下肢运动功能和步行功能,值得临床推广应用。但本研究仍存在一些不足之处,如未进行疗效的长期随访,以及未使用表面肌电图、神经电生理检测等,不能精确表达患者下肢运动功能的改变,希望在今后的研究中逐渐完善。