節(jié)律性聽覺刺激改善卒中后偏癱患者步行功能的研究進展①

顧衛(wèi)佳，于小明，梁雷超，徐燕，吳緒波，黃尚軍

1.上海中醫(yī)藥大學(xué)康復(fù)醫(yī)學(xué)院，上海市201203；2.上海中醫(yī)藥大學(xué)附屬第七人民醫(yī)院康復(fù)治療科，上海市200137；3.上海健康醫(yī)學(xué)院康復(fù)學(xué)院，上海市201318；4.同濟大學(xué)附屬養(yǎng)志康復(fù)醫(yī)院，上海市201619

步行障礙是卒中后偏癱患者常見的功能障礙之一，嚴重制約著患者日常生活能力以及社會參與程度[1-2]。目前臨床上治療卒中后步行障礙的常用康復(fù)手段包括常規(guī)康復(fù)技術(shù)(如Bobath、本體感覺神經(jīng)肌肉促進技術(shù)等)、減重步行訓(xùn)練[3]、功能性電刺激[4]、機器人輔助訓(xùn)練[5]和腦-機接口[6]等。盡管諸多研究已證實各種康復(fù)方法的有效性，然而尚沒有足夠的證據(jù)證明某一種特定步行訓(xùn)練方式優(yōu)于其他干預(yù)方式。如何更好地改善卒中患者的步行功能仍是臨床工作者和科研人員的關(guān)注熱點[7]。

節(jié)律性聽覺刺激(rhythmic auditory stimulation,RAS)是一種治療卒中后偏癱患者步行障礙的新興干預(yù)手段，具有較好的應(yīng)用前景。本文綜述國外在卒中后偏癱患者步行障礙中應(yīng)用RAS的研究現(xiàn)狀，以闡明RAS的可能機制、干預(yù)效果和相關(guān)影響因素等，為RAS應(yīng)用于卒中后偏癱患者步行障礙的臨床實踐提供參考。

1 RAS概述

RAS是一種通過向運動中樞提供節(jié)律性刺激(音樂和節(jié)拍等)來增強運動能力的訓(xùn)練方法。它通過廣泛地觸發(fā)和促進感覺、運動和認知方面的大腦神經(jīng)活動，可實現(xiàn)神經(jīng)性運動障礙特定的功能康復(fù)目標(biāo)[8-9]。結(jié)合步行訓(xùn)練的RAS方法強調(diào)在步行訓(xùn)練中雙側(cè)下肢有節(jié)奏地交替運動，并根據(jù)所提供的節(jié)律性提示調(diào)整下肢運動，從而達到改善運動模式的目的[10]。

相比于其他治療措施，RAS的臨床優(yōu)越性在于其配置簡單，成本低廉，不需要特別專業(yè)的安全監(jiān)督，適用于社區(qū)和家庭康復(fù)[11]。此外，以協(xié)調(diào)和運動模式訓(xùn)練為主的不同康復(fù)技術(shù)均可結(jié)合RAS，從而增加干預(yù)效果[12]。

2 RAS的可能機制

RAS強調(diào)運動的協(xié)調(diào)和對節(jié)奏的感知，這兩者均包含對時間的精確控制，即在神經(jīng)處理時存在共性[13]。此觀點已在認知神經(jīng)影像學(xué)領(lǐng)域的相關(guān)研究中得到支持。研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)人們聽音樂時，無論有無樂理基礎(chǔ)，隨著節(jié)奏，大腦的運動區(qū)域都會處于活躍狀態(tài)，這提示我們運動系統(tǒng)和聽覺系統(tǒng)之間存在某些特殊聯(lián)系[14]?；诖?，RAS的臨床價值逐步被開發(fā)和應(yīng)用。

2.1 節(jié)律性夾帶機制

節(jié)律性夾帶機制是RAS應(yīng)用于神經(jīng)類運動障礙康復(fù)最重要的可能機制之一。所謂夾帶機制，就是由兩個不同運動周期的振蕩器之間傳遞能量的不同而產(chǎn)生的負反饋，使能量差異在調(diào)節(jié)過程中逐漸消除為零，最終令兩個不同的運動周期相位對齊[15]。研究發(fā)現(xiàn)RAS可以夾帶人體運動系統(tǒng)，結(jié)果顯示其在改善健康受試者和卒中患者的運動控制能力方面均具有良好的效果[16-17]。

腦卒中患者接受康復(fù)訓(xùn)練結(jié)合RAS的綜合干預(yù)時，RAS觸發(fā)的聽覺神經(jīng)元放電頻率會夾帶運動神經(jīng)元的放電頻率，促使整個運動系統(tǒng)進入新的活動頻率，同時，節(jié)律性刺激發(fā)揮著運動預(yù)測的作用，RAS將運動映射到連續(xù)穩(wěn)定的時間模板范圍內(nèi)，為大腦提供精確的預(yù)測時間線索，繼而提高運動控制能力[18]。

此外，研究表明，聽覺信息處理及聽覺-運動系統(tǒng)的相互作用廣泛發(fā)生于大腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中，始于腦干和脊髓，一直延伸至小腦、基底節(jié)和大腦皮質(zhì)[19-20]。因此，RAS對于大腦損傷者亦可產(chǎn)生節(jié)律性的夾帶機制，有利于功能康復(fù)。

2.2 聽覺-運動同步理論

網(wǎng)狀脊髓束的聽覺-運動同步理論是RAS的另一個可能機制。研究顯示，在腦干水平網(wǎng)狀脊髓通路上存在著聽覺-運動環(huán)路，規(guī)律性的聽覺刺激可以激活脊髓運動神經(jīng)元，增加神經(jīng)元的興奮性，在皮質(zhì)下產(chǎn)生無意識的感知信息處理，使運動系統(tǒng)提前做好準(zhǔn)備，縮短神經(jīng)肌肉的反應(yīng)時間[21-22]。在此潛在作用機制下，RAS會刺激神經(jīng)中樞產(chǎn)生聽覺-運動夾帶效應(yīng)[23]。

此外，有研究顯示，RAS干預(yù)后產(chǎn)生的功能改善可能與患者的積極心態(tài)和自我效能相關(guān)[24]。RAS常以節(jié)奏感較強的音樂形式出現(xiàn)，而這種形式往往可以提供一種積極的訓(xùn)練體驗，其積極作用體現(xiàn)在減輕患者壓力、調(diào)節(jié)情緒、增加康復(fù)訓(xùn)練動力、使注意力更集中等方面，這些積極的心理因素會影響患者在訓(xùn)練中的表現(xiàn)[25]。

3 規(guī)范化RAS干預(yù)對卒中后偏癱患者步行障礙的影響

上述研究已證實，夾帶機制、聽覺-運動同步理論和心理狀態(tài)的變化是RAS對于神經(jīng)系統(tǒng)病變行之有效的可能機制。有基于此，規(guī)范化RAS干預(yù)對卒中偏癱患者步行障礙的康復(fù)效果值得深入挖掘。諸多研究認為，規(guī)范化RAS干預(yù)是取得良好治療效果的基礎(chǔ)和保障[25-28]。

研究顯示，規(guī)范化RAS干預(yù)應(yīng)包括：初始頻率測定、適應(yīng)性準(zhǔn)備和正式訓(xùn)練[27]。首先，RAS初始頻率設(shè)定通常以患者步頻為依據(jù)[12,23]；其次，患者可通過持續(xù)1 min的手指敲擊、坐位下用腳打節(jié)拍或手與腳的擺動等多種方式來實現(xiàn)熟悉適應(yīng)節(jié)奏的目的[27-29]。

Cha等[29]的研究顯示，RAS正式訓(xùn)練方案包含4個階段：RAS結(jié)合步行訓(xùn)練(10 min)、坐位休息(2 min)、RAS結(jié)合步行訓(xùn)練(10 min)和無RAS下的步行訓(xùn)練(4 min)。研究認為，最后階段去除RAS提示進行單獨的步行訓(xùn)練，目的是為了使經(jīng)RAS改善的步態(tài)模式通過節(jié)奏想象在無RAS的環(huán)境下激發(fā)。國外研究團隊將RAS應(yīng)用于卒中患者偏癱步態(tài)的臨床康復(fù)中，在改善患者步行功能和平衡功能方面取得了良好效果。

3.1 步行功能

3.1.1 步態(tài)時空參數(shù)

良好的步行功能是卒中幸存者完成日常操作、參與社會活動和工作的基礎(chǔ)。因此，在臨床步態(tài)訓(xùn)練和研究中，步態(tài)表現(xiàn)的時空參數(shù)是最為關(guān)鍵的康復(fù)指標(biāo)。其中，步速、步幅、步頻以及雙下肢對稱性是RAS干預(yù)試驗中衡量步行能力的常見參數(shù)，相互之間存在影響且緊密聯(lián)系。關(guān)于RAS干預(yù)的系統(tǒng)評價結(jié)果表明，與單一的步行訓(xùn)練相比，結(jié)合RAS的綜合干預(yù)可以顯著改善卒中后偏癱患者步速、步幅、步頻以及雙下肢對稱性，并認為RAS可降低自動化運動的反應(yīng)時間，提高運動反應(yīng)的能力[30]。

國外團隊已對RAS的臨床干預(yù)效果展開廣泛的研究。

Thaut等[31]將符合納入標(biāo)準(zhǔn)的20例卒中偏癱患者隨機分為對照組和實驗組。實驗組實施每次30 min、每天2次、共持續(xù)6周的RAS結(jié)合步行綜合訓(xùn)練方案，對照組接受等時步行訓(xùn)練。結(jié)果顯示，與對照組相比，實驗組的步速和步幅顯著增加。研究者認為，對照組依靠增加步頻來提高步速，而實驗組主要是依靠增加步長來提高步速，換而言之，RAS可以促使患者在更具功能性的高效能步行模式下行走。

Shin等[32]也得到相似的結(jié)論。該實驗將RAS與包含視覺反饋的跑步機相結(jié)合進行步行干預(yù)，結(jié)果顯示，RAS可以更顯著地提升患者偏癱側(cè)的步長，提高步行時的雙側(cè)對稱性。此外，對于RAS干預(yù)中節(jié)拍器的選擇上，Roerdink等[33]認為使用雙節(jié)拍器比運用單節(jié)拍器更容易達到步行節(jié)奏耦合，有利于雙側(cè)下肢行走時間對稱性的優(yōu)化。

3.1.2 關(guān)節(jié)運動模式

卒中后偏癱患者常見的病理性步態(tài)模式為關(guān)節(jié)運動異常(如骨盆過度前傾和足下垂等)[34]。這些非正常運動模式會導(dǎo)致步頻和步速的降低，支撐階段和擺動階段不平衡，進而使能量利用效率降低[35]。因此，若更詳細地評估RAS干預(yù)下步行功能的潛在影響，需測定步行中關(guān)節(jié)運動學(xué)的變化。

Wright等[36]研究發(fā)現(xiàn)，RAS結(jié)合步行訓(xùn)練可有效減少卒中后偏癱患者關(guān)節(jié)異常運動模式的變化，有利于促進步行的協(xié)調(diào)和穩(wěn)定。Shin等[28]研究也得到相似的結(jié)果，采用三維運動分析系統(tǒng)分析RAS對18例偏癱患者步態(tài)關(guān)節(jié)運動模式和時空參數(shù)的影響，并根據(jù)患者的步行狀態(tài)分為社區(qū)類(可獨立在社區(qū)的平地或不平坦的地形行走)和家庭類(在室內(nèi)可進行較短距離的步行，需借助助行器或矯形裝置)，結(jié)果顯示，RAS干預(yù)可顯著改善卒中偏癱患者異常運動模式，同時發(fā)現(xiàn)RAS干預(yù)對家庭類和社區(qū)類患者的改善著重點不同，使家庭類患者的骨盆前傾角顯著降低，而使社區(qū)類患者擺動期膝屈角峰值和支撐末期踝背屈角度顯著增大，并認為RAS干預(yù)對亞急性期卒中偏癱患者的效果優(yōu)于慢性患者。

上述研究從關(guān)節(jié)運動模式和時空參數(shù)指標(biāo)方面均證實RAS結(jié)合步行訓(xùn)練對卒中偏癱患者的積極康復(fù)作用，認為其可以在整體上提升患者的步行能力，為其應(yīng)用于臨床一線提供了數(shù)據(jù)支持。

3.2 平衡功能

Robbins等[37]研究認為，平衡障礙和步行障礙分別會使跌倒的風(fēng)險增加4~5倍和2~3倍，良好的平衡功能是患者在單側(cè)承重時對側(cè)進行充分擺動且保持身體穩(wěn)定的基礎(chǔ)條件。因此，平衡功能的恢復(fù)和重構(gòu)是卒中幸存者康復(fù)的關(guān)鍵。

Cha等[29]研究中不僅證實RAS對卒中偏癱患者步行能力的積極影響，同時也發(fā)現(xiàn)RAS對平衡能力的促進作用。此外，Suh等[23]采用Biodex平衡系統(tǒng)定量評估患者的姿勢搖晃指數(shù)，也發(fā)現(xiàn)在沒有常規(guī)平衡干預(yù)的前提下，將RAS應(yīng)用于步行訓(xùn)練同樣可以顯著改善卒中患者的平衡功能。至于RAS對平衡能力促進作用的機制，Thomas從解剖學(xué)基礎(chǔ)和功能層面給予解釋，他認為，內(nèi)-內(nèi)側(cè)膝狀體(medial-medial geniculate nucleus)和耳前庭系統(tǒng)主要影響站立平衡，RAS作為聽覺刺激作用到Corti器官，依次作用到內(nèi)側(cè)膝狀體和顳葉的聽覺皮質(zhì)，RAS激活前庭系統(tǒng)繼而改善站立平衡能力[38]。

4 RAS干預(yù)效果的影響因素

RAS結(jié)合步行訓(xùn)練對卒中偏癱患者的積極作用已從步行功能和平衡功能兩方面得到證實，干預(yù)過程中RAS的刺激頻率和干預(yù)劑量的不同以及患者本身的病變部位均會對RAS的效果產(chǎn)生影響。

4.1 頻率

諸多研究在應(yīng)用RAS時，刺激頻率一般設(shè)定為患者步頻或稍快的刺激頻率。研究表明，健康成年人在不同節(jié)奏的RAS下敲擊手指，額葉和枕葉的神經(jīng)元募集數(shù)據(jù)會產(chǎn)生差異，快節(jié)奏下的RAS可以調(diào)動更多的神經(jīng)元，當(dāng)頻率增加20%時，負責(zé)同步節(jié)律模式調(diào)節(jié)的枕葉活動也相應(yīng)增加[39]。這說明快節(jié)奏的刺激頻率對于健康人群效果可能更為明顯，但是否同樣適合于卒中患者尚不明確，為此，研究人員設(shè)計不同頻率的刺激干預(yù)來觀察其對結(jié)果的影響。

Suh等[23]研究中應(yīng)用超出基線5%和10%的RAS進行步態(tài)訓(xùn)練干預(yù)，結(jié)果顯示，卒中偏癱患者步速、步幅、步頻和站立平衡都得到改善，且快節(jié)奏刺激下的改善幅度大于低節(jié)奏刺激。Cha等[29]觀察不同RAS刺激頻率(-10%、0%、+10%和+20%)對偏癱患者步行功能的直接影響，也得到相一致的結(jié)果。與此同時，Ko等[12]設(shè)計了更加密集的頻率增減，采用5種不同節(jié)奏的聽覺刺激(相對于基線的-10%、-5%、0%、+5%和+10%)配合10 min的步行訓(xùn)練，結(jié)果顯示，高于基線水平的刺激頻率顯著增加步速和步頻等時空參數(shù)，且改善幅度優(yōu)于低頻刺激，在等同步頻0%RAS的條件下，步態(tài)對稱性最高。

由此可推斷，不同頻率的RAS對卒中偏癱患者步行功能的干預(yù)效果不同，快節(jié)奏的RAS對時空參數(shù)影響較大，而與患者步頻相符的基線頻率刺激對于步行時雙下肢的對稱性效果較好。

4.2 干預(yù)劑量

卒中患者康復(fù)訓(xùn)練量和功能改善程度可能存在著正相關(guān)關(guān)系。Hayden等[40]對干預(yù)劑量和步態(tài)參數(shù)的關(guān)系展開研究，分別對3組患者在30次步行訓(xùn)練中結(jié)合10次、20次和30次RAS干預(yù)治療，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，RAS干預(yù)次數(shù)的不同對卒中患者步態(tài)參數(shù)的改善程度不同，高頻次干預(yù)治療效果顯著優(yōu)于其他兩組別。此外，Thaut等1997年[31]和2007年[41]的兩項具有相似的實驗設(shè)計和受試者納入標(biāo)準(zhǔn)的研究均證實RAS干預(yù)對卒中偏癱患者步行功能的促進作用，不同的是干預(yù)劑量存在差異，1997年干預(yù)方案為執(zhí)行每次30 min，每天2次，每周5 d，共持續(xù)6周，2007年干預(yù)方案為執(zhí)行每次30 min，每天1次，每周5 d，共持續(xù)3周，結(jié)果對比發(fā)現(xiàn)，更密集和持續(xù)時間更長的RAS干預(yù)效果更加明顯(1997/2007:164%vs.128%)。

4.3 病變部位

病變部位不同的腦卒中患者表現(xiàn)出的步行障礙也存在差異。雖然RAS應(yīng)用于卒中偏癱患者的康復(fù)作用已得到證實，但對于不同病變位置的患者，其干預(yù)效果也會受到影響。

Kobinata等[42]觀察20 min RAS結(jié)合步行訓(xùn)練對小腦、腦橋、延髓、丘腦、殼核和放射冠等不同損傷部位的步態(tài)影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，與干預(yù)前相比，小腦組、腦橋和延髓組及丘腦三組，步速和步長顯著增高，而其余兩組則干預(yù)效果未見顯著差異。Wright等[36]個案研究還發(fā)現(xiàn)使用RAS會對小腦卒中后步態(tài)的過度變異性產(chǎn)生顯著影響，可以有效降低該小腦卒中患者的跌倒風(fēng)險。關(guān)于RAS對不同病變部位卒中患者的康復(fù)作用并非都是陽性結(jié)果，例如，Lin等[43]研究表明RAS對后頂葉皮質(zhì)病變的卒中患者的反應(yīng)性姿勢控制效果較差。

由此可見，RAS對某些類型的卒中患者的干預(yù)效果可能并不明顯，且病變部位不同，干預(yù)效果也會存在差異，這提示我們未來研究應(yīng)對不同病變部位的卒中患者展開廣泛研究，以期得到RAS的適用范圍。

5 總結(jié)與展望

RAS結(jié)合步行訓(xùn)練可對卒中偏癱患者的步行功能和平衡功能產(chǎn)生積極的康復(fù)作用，同時具有配置簡單、成本低廉，并且適用于社區(qū)和家庭康復(fù)的特殊優(yōu)越性。節(jié)律性夾帶機制和聽覺-運動同步理論是其可能的機制，干預(yù)頻率、劑量和患者病變部位均會對干預(yù)效果產(chǎn)生影響。

雖然RAS的干預(yù)效果和機制研究不斷深入，但依然存在一些不足：①RAS的干預(yù)效果需要大樣本且高質(zhì)量的研究，為臨床應(yīng)用提供可靠的理論依據(jù)；②現(xiàn)有隨機對照研究的有效性證據(jù)一致，但RAS提示類型差異是否對治療效果產(chǎn)生影響值得研究；③盡管已經(jīng)充分證實RAS本身在聽覺-運動系統(tǒng)內(nèi)的運作方式，基于患者個人感知、心理以及音樂背景等方面的考慮，未來或可以對不同音樂屬性RAS的干預(yù)效果進行深入探索，以確定RAS的最佳受益人群；④關(guān)于RAS長期效應(yīng)方面的研究較少，尚不清楚RAS訓(xùn)練效果的衰減率，未來需要更多相關(guān)性的隨訪研究來確定其長期效果；⑤RAS如何在卒中患者社區(qū)和家庭康復(fù)中的有效應(yīng)用值得關(guān)注。

RAS是應(yīng)用于治療卒中后偏癱步行障礙的新興技術(shù)，具有較好的應(yīng)用前景，然而國內(nèi)尚未展開廣泛研究和應(yīng)用。未來應(yīng)需更多的探索研究，以期為卒中患者提供更高效、更精確的康復(fù)方法。