功能性電刺激結(jié)合快速步行訓(xùn)練對腦卒中偏癱患者功能的影響

楊婷，林強(qiáng)，程凱，楊倩，謝增艷

腦卒中會導(dǎo)致長期的功能障礙以及各種能力的降低或喪失[1]。運(yùn)動功能降低后將會使再次卒中、心血管疾病、糖尿病、高血壓、抑郁等發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)增加以及與健康相關(guān)的生活質(zhì)量降低，這些都是腦卒中后需要關(guān)注的問題[2-5]。腦卒中后，康復(fù)治療是恢復(fù)的基礎(chǔ)，然而我們目前的較多努力都無法很好地解決運(yùn)動功能障礙導(dǎo)致的步行能力的降低，特別是腦卒中后一年以上的患者,他們以一種較為固定的異常模式步行，但無法達(dá)到較長距離[6-9]。因此我們迫切需要探索能夠改善卒中后步行能力的一些創(chuàng)新性的治療方法。本研究采用的功能性電刺激(Functional Electrical Stimulation，F(xiàn)ES)通過步態(tài)傳感器(脛骨的傾角)檢測到的步態(tài)情況來控制刺激器的低頻脈沖輸出，在患足起步時(shí)刺激踝背伸，而在患足落地時(shí)停止電刺激，以此控制患肢的足部運(yùn)動，提高患側(cè)下肢的運(yùn)動功能。跑臺上快速的步行也已經(jīng)被一些研究證明比舒適速度的步行訓(xùn)練更能夠提高速度、步長、穩(wěn)定性等步行能力[10]。因此本研究采用FES結(jié)合快速步行訓(xùn)練，觀察此訓(xùn)練方

法對腦卒中后遺癥期患者社區(qū)性步行能力及生理耗能的影響。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選擇2014年5月～2016年5月來我科進(jìn)行門診復(fù)診的后遺癥期腦卒中偏癱患者。診斷符合中華醫(yī)學(xué)會第四次全國腦血管病學(xué)術(shù)會議修訂的《各類腦血管疾病診斷要點(diǎn)》，并經(jīng)CT或MRI證實(shí)。入選標(biāo)準(zhǔn)：符合腦卒中診斷標(biāo)準(zhǔn)，單一的皮層或皮層下卒中時(shí)間>12個(gè)月；可觀察到的步態(tài)異常；可以在沒有支具或者其他人輔助的情況下步行6min；膝關(guān)節(jié)伸直的情況下，踝關(guān)節(jié)被動背伸可達(dá)中立位，髖關(guān)節(jié)可被動伸10°；患者可交流并理解指令；踝跖屈肌和內(nèi)翻肌群肌張力在改良Ashworth 2級或者以下。排除標(biāo)準(zhǔn)：小腦卒中的患者；非腦卒中導(dǎo)致的步行功能障礙；其他原因如外周神經(jīng)損傷導(dǎo)致的足下垂患者；足下垂伴有關(guān)節(jié)攣縮、畸形等不適合行走者；單側(cè)忽略或者偏盲；合并其他系統(tǒng)嚴(yán)重疾病，不能耐受評估或者訓(xùn)練的患者。共有30例患者入選，隨機(jī)分為2組各15例，①觀察組：男6例，女9例；平均年齡(60.13±6.61)歲；平均病程(15.73±2.34)d；腦梗死9例，腦出血6例；左側(cè)偏癱6例，右側(cè)9例。②對照組：男7例，女8例；平均年齡(61.07±8.15)歲；平均病程(15.00±1.93)d；腦梗死8例，腦出血7例；左側(cè)偏癱8例，右側(cè)7例。2組一般資料比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

1.2 方法 所有入組的患者都采用常規(guī)藥物治療和康復(fù)治療，觀察組采用FES結(jié)合快速步行訓(xùn)練，對照組采用常規(guī)的減重跑臺快速步行訓(xùn)練。2組訓(xùn)練均為每天2次，每周5d，共4周。觀察組每次訓(xùn)練包括5組跑臺上及1組平地的6min快速步行。每組訓(xùn)練之間有休息。在跑臺上步行訓(xùn)練時(shí)，為了保證安全，有減負(fù)重裝置保護(hù)，但不起減負(fù)重作用?？焖俨叫杏?xùn)練的速度采用平地10m最大步行速度測試測得的速度，如果無法在跑臺上以此速度步行至少4min則降低速度，但不得低于患者舒適步行的速度?；颊呙刻鞙y一次最大步行速度，然后以此速度進(jìn)行步行訓(xùn)練。對照組每次3min減重跑臺訓(xùn)練，同樣有保護(hù)無減重作用。FES操作方法：①將電極片置于患側(cè)的腓總神經(jīng)與脛前肌肌肉部位。②通過輸出電刺激，確定正確的電極位置。設(shè)置合理的電刺激參數(shù)，脈沖寬度從100us開始,電流從小到大,直到看到患者足部出現(xiàn)背屈。③病人采取站立位，患足垂直于地面，設(shè)定“起步角”，此時(shí)請患者健側(cè)下肢向前邁一步，并與地面垂直，而患足腳尖著地，腳跟抬起；設(shè)定“落地角”時(shí)，患足邁出至健側(cè)下肢與地面垂直。此時(shí)如顯示角度<7°最好重新設(shè)置；如果>7°，則可以手動調(diào)小一點(diǎn)。

1.3 評定標(biāo)準(zhǔn) ①生理耗能指數(shù)(Physiological Cost Index,PCI)[11-13]：讓患者保持坐位安靜狀態(tài)3min后，測定安靜狀態(tài)下的心率。然后讓患者盡可能以最快的速度在直線距離20m平地上持續(xù)往返步行3min，記錄患者所行走的距離和步行3min后的心率，然后計(jì)算出3min步行速度。最后通過下列公式計(jì)算出PCI：PCI=(步行3min后心率-安靜狀態(tài)下心率)(bts/min)/步行速度(m/min) 。②6min步行測試(6 Minute Walking Test, 6MWT)[14]：要求患者在平直的走廊里盡可能遠(yuǎn)的行走，測定6min的步行距離?；颊吣軌蜻x擇自己的運(yùn)動強(qiáng)度，可以隨時(shí)停止或者休息一段時(shí)間后再次行走。大多數(shù)的日常生活活動也是次極量的運(yùn)動，因此，6MWT的距離可以較好的反應(yīng)日常生活體力活動水平。③最快步行速度采用10m最大步行速度測試[15]：用彩色膠布在從起點(diǎn)到終點(diǎn)的直線距離為16m的平地上標(biāo)記測試的起點(diǎn)、3m點(diǎn)、13m點(diǎn)和終點(diǎn)。讓患者盡可能以最快的速度自起點(diǎn)走至終點(diǎn)，用秒表記錄患者從3m點(diǎn)至13m點(diǎn)所需的時(shí)間，記錄時(shí)間精確到0.1s，每個(gè)患者在兩種情況下各測試3次，每次步行測試間隔可以休息，最大步行速度評測值取患者評測3次中最快一次數(shù)值，并以m/min方式來描述最大步行速度評測值。觀察組的所有評定都是在不佩戴FES的情況下進(jìn)行。

2 結(jié)果

治療4周后，2組PCI均較治療前有顯著降低(均P<0.05)，6MWD均較治療前顯著增加(均P<0.05)；靜息心率治療前后比較差值無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。2組治療后，觀察組的PCI明顯低于對照組(P<0.05)，而6MWD、靜息心率組間比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。見表1。

組別n時(shí)間PCI6MWD(m)靜息心率(次/min)觀察組15治療前0.80±0.09258.60±42.3175.07±4.42治療后0.40±0.07ab302.53±40.69a74.67±4.04對照組15治療前0.79±0.12258.27±48.6473.87±3.46治療后0.54±0.11a311.40±47.43a73.93±3.49

與治療前比較，aP<0.05；與對照組比較，bP<0.05

3 討論

偏癱患者的踝控制障礙和足下垂是由于脛前肌肌力下降、踝背伸不足、運(yùn)動無力、運(yùn)動控制差和痙攣等原因引起的，會造成步態(tài)異常、平衡障礙，增加步行時(shí)跌倒的風(fēng)險(xiǎn)[16-18]。因此針對踝背伸的治療能夠有效地改善腦卒中偏癱患者的下肢功能以及步行功能。FES是臨床上常用的以電流作用于未受損的神經(jīng)以產(chǎn)生肌肉收縮的一種治療方法。自從1961年以來，F(xiàn)ES已經(jīng)被用于矯正偏癱足下垂以及踝關(guān)節(jié)控制障礙[19]。已有較多的研究證實(shí)了FES能夠增加踝背伸的肌力和活動度，降低肌張力，改善運(yùn)動及步行功能[20]。影像學(xué)研究發(fā)現(xiàn)足下垂電刺激引起了中樞神經(jīng)系統(tǒng)的可塑性變化，因?yàn)樵黾幼畲笾鲃邮湛s和運(yùn)動誘發(fā)電位時(shí)，運(yùn)動皮層和殘留的減弱的神經(jīng)連結(jié)的激活增加[21]。研究還發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)ES不僅可以改善卒中后患者的步態(tài)，提高步速，還可以降低步行時(shí)的能量消耗[22-23]。

本研究結(jié)果證實(shí)不論是傳統(tǒng)的減重跑臺快速步行訓(xùn)練還是FES結(jié)合快速步行訓(xùn)練都能夠增加6MWT以及降低PCI。腦卒中后步行的特征是速度慢、耐力差、步行模式的改變，與正常患者步行比較是一種與高能耗相關(guān)的步態(tài)，因此腦卒中患者表現(xiàn)出很差的運(yùn)動耐力[24-25]。減重跑臺是臨床上為了改善腦卒中患者的步行能力而較常采用的訓(xùn)練方法之一[26]。結(jié)合運(yùn)動訓(xùn)練的原則，如特異性的任務(wù)、重復(fù)次數(shù)、訓(xùn)練強(qiáng)度等，對步行速度的改善與傳統(tǒng)的步行訓(xùn)練比較能夠起到更大的作用[27]。 因此2組不同形式的快速步行訓(xùn)練后，6MWD較治療前都顯著增加。快速步行能夠引起顯著的身體和肢體運(yùn)動學(xué)上的以及肌肉激活方式上的速度依賴性改變，因此快速步行時(shí)有較快的心率和較高的肌肉激活水平。在特異性任務(wù)的基礎(chǔ)上，速度強(qiáng)化訓(xùn)練能夠改善步行功能，同時(shí)通過增加心血管系統(tǒng)的功能，肌肉力量、運(yùn)動協(xié)調(diào)性以及姿勢控制去適應(yīng)步行速度的增加。腦卒中患者總體的能量消耗和心臟負(fù)擔(dān)，在一定范圍內(nèi)是與步速呈負(fù)相關(guān)的，因此快速步行時(shí)有更高的效率，能夠使身體各部分有更好的協(xié)調(diào)能力和最佳的能量消耗[28]。需要強(qiáng)調(diào)的是PCI涉及到心率，而本研究的受試者都是發(fā)病超過一年的腦卒中患者，部分患者使用了會影響心率的藥物，但是在治療的全程藥物沒有調(diào)整，并且觀察組和對照組治療前后比較，兩組間比較，靜息心率都沒有顯著性差異，說明2組快速步行訓(xùn)練有效降低了能量消耗。

值得注意的是本研究的另一結(jié)果為治療后2組6MWT比較無顯著性差異，而2組PCI相比，差別有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。有研究表明，偏癱患者從自適應(yīng)速度到快速步行，踝跖屈肌做功明顯下降后，髖關(guān)節(jié)的做功明顯增加，而達(dá)到步頻大于或等于正常人，步幅小于或等于正常人，最終維持一定的步速[29]。而FES主要針對踝關(guān)節(jié)肌肉在步行過程中的動力不足，最終降低步行時(shí)的能耗[30]。因此，PCI和6MWT都是評價(jià)腦卒中后步行表現(xiàn)以及能量消耗的重要指標(biāo)，但是兩者又不能等同。另外，有研究發(fā)現(xiàn)腦卒中后6分鐘步行試驗(yàn)的結(jié)果僅僅與社區(qū)參與中等相關(guān)[31-33]。而能量消耗已經(jīng)被證實(shí)是神經(jīng)系統(tǒng)損傷步行障礙患者社區(qū)參與的主要決定因素[34-35]。因此，腦卒中后遺癥期患者，在進(jìn)行FES結(jié)合快速步行訓(xùn)練后步行同樣的距離生理耗能明顯降低，步行更有效，社區(qū)性步行能力及社會參與的程度更高。

本研究發(fā)現(xiàn)采用FES結(jié)合快速步行訓(xùn)練，治療后患者在社區(qū)性步行中能耗降低，步行更有效。但是本研究采用的能量消耗評估是生理耗能指數(shù)與經(jīng)典的評估能量消耗的最大攝氧量還是有差異，因此后續(xù)的研究我們可以采用最大攝氧量來進(jìn)行評估以期得到更準(zhǔn)確的結(jié)果。

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