約束健側(cè)手臂擺動(dòng)對腦卒中患者步態(tài)的影響

董若 倪少波 林清洋 溫興隆 蘇國強(qiáng) 李勇*

手臂擺動(dòng)是正常人體步態(tài)基本特征之一。手臂擺動(dòng)對步行時(shí)軀干、骨盆的姿勢控制、能量消耗均有積極作用［1］，約束手臂擺動(dòng)將會(huì)對步態(tài)時(shí)空參數(shù)［2］、關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)［3］、能量消耗［4］產(chǎn)生影響。腦卒中后患側(cè)上肢由于痙攣、肌力減弱、肩關(guān)節(jié)半脫位等原因，步行時(shí)上肢擺動(dòng)不充分或無擺動(dòng)，健側(cè)上肢仍有周期性擺動(dòng)［5］。臨床和日常生活中經(jīng)常見到患者使用健側(cè)上肢拎包、操作助行器，此時(shí)健側(cè)上肢擺動(dòng)被動(dòng)被限制，但患者的步態(tài)參數(shù)將會(huì)如何改變目前仍不清晰。因此本文分析約束健側(cè)上肢擺動(dòng)對腦卒中患者步態(tài)時(shí)空參數(shù)的影響，為指導(dǎo)患者步態(tài)訓(xùn)練提供支持。

1 資料與方法

1.1 臨床資料選取2017年1月至2018年9月本院腦卒中患者30例，其中男15例，女15例；平均年齡（61±6.9）歲。缺血性腦卒中17例、出血性腦卒中13例。左側(cè)偏癱13例、右側(cè)偏癱17例。納入標(biāo)準(zhǔn)：（1）符合2007年中華醫(yī)學(xué)會(huì)神經(jīng)病學(xué)分會(huì)頒布的《中國腦血管病防治指南》規(guī)定的腦卒中診斷標(biāo)準(zhǔn)［6］，經(jīng)CT、MRI檢查確診，首次、單側(cè)發(fā)??；（2）生命體征平穩(wěn)，意識清晰，格拉斯哥昏迷量表評分（Glasgowcomascale，GCS）>8分，可接受連續(xù)性指令動(dòng)作；（3）年齡20~80歲；（4）可獨(dú)立步行>20m；（5）簽署知情同意書。排除標(biāo)準(zhǔn)：（1）合并嚴(yán)重器質(zhì)性疾病者（如骨折、惡性高血壓或腫瘤等）；（2）患有嚴(yán)重精神疾病；（3）不能或不愿意配合者。本項(xiàng)目經(jīng)本院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)。

1.2 方法由醫(yī)師向受試者詳細(xì)說明測試方法及流程，獲得受試者及其家人的同意。要求受試者穿著舒適服裝和平底鞋，步態(tài)分析時(shí)上身穿合體襯衣、下身穿寬松短褲。隨機(jī)選取手臂約束條件，每種步行條件均進(jìn)行兩次步態(tài)分析。開始測試前采用指脈氧儀測量患者基礎(chǔ)心率，每次步態(tài)測試后給予患者充分休息，待恢復(fù)基礎(chǔ)心率后，再進(jìn)行下一次測試。（1）健側(cè)手臂約束形式：①自然步態(tài)：不約束手臂擺動(dòng)，受試者以自然步態(tài)步行。②體側(cè)約束：利用綁帶將健側(cè)手臂約束在體側(cè)，步行時(shí)健側(cè)手臂不擺動(dòng)。③體前約束：步行健側(cè)手臂肘關(guān)節(jié)屈曲90°置于腹前。④體后約束：步行時(shí)健側(cè)上肢肘關(guān)節(jié)屈曲90°置于軀干背側(cè)。（2）步態(tài)分析：采用GaitWatch三維步態(tài)分析系統(tǒng)（章和電氣設(shè)備有限公司生產(chǎn)）進(jìn)行步態(tài)分析。該設(shè)備由7個(gè)傳感器、無線藍(lán)牙傳輸器、一臺筆記本電腦組成。根據(jù)GaitWatch三維步態(tài)分析操作手冊與相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道［7］，選定一條長12m的走道作為步態(tài)分析走道，并在起點(diǎn)和終點(diǎn)做好標(biāo)記。使用綁帶將7個(gè)傳感器分別安裝在受試者骶骨、雙側(cè)股骨外側(cè)中部、雙側(cè)脛骨內(nèi)側(cè)中部與雙側(cè)腳背處，并進(jìn)行姿態(tài)校準(zhǔn)。測試時(shí)受試者站在步道起點(diǎn)處面朝終點(diǎn)方向站立，點(diǎn)擊步態(tài)分析軟件（軟件版本2.3.7），出現(xiàn)相應(yīng)關(guān)節(jié)角度曲線后，要求受試者以自然步速行走。受試者走完12m規(guī)定距離后，停止步行，點(diǎn)擊結(jié)束按鈕結(jié)束測試。軟件自動(dòng)分析受試者步態(tài)時(shí)空參數(shù)，包括健側(cè)步長、患側(cè)步長、步頻、步速、步寬、健側(cè)支撐相、患側(cè)支撐相、雙支撐相。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法采用SPSS19.0統(tǒng)計(jì)軟件。符合正態(tài)分布的計(jì)量資料以（±s）表示。采用單因素方差分析比較不同手臂約束條件下步態(tài)時(shí)空參數(shù)的差異，若差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義則進(jìn)一步采用最小顯著差異法進(jìn)行多重比較。以P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

所有受試者均完成全部步態(tài)評估，評估過程中無不良事件發(fā)生。健側(cè)步長、患側(cè)步長、步頻、步速、步寬在不同手臂約束條件下差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05）；健側(cè)支撐相、患側(cè)支撐相、雙支撐相在不同手臂約束條件下差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05）。三種手臂約束狀態(tài)下健側(cè)支撐相、患側(cè)支撐相、雙支撐相同自然步態(tài)相比顯著延長（P<0.05）。三種手臂約束狀態(tài)下健側(cè)支撐相、患側(cè)支撐相、雙支撐相間差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05）。見表1。

3 討論

本資料結(jié)果顯示，約束健側(cè)手臂擺動(dòng)后，腦卒中患者健側(cè)支撐相、患側(cè)支撐相、雙支撐相均較自然步態(tài)下顯著延長，而步長、步頻、步速、步寬無顯著改變，不同手臂約束方式下的步態(tài)參數(shù)差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。正常人體支配上肢與下肢的神經(jīng)系統(tǒng)在功能上相互聯(lián)系。姿勢控制的相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)突然對正常人體站立支撐面施加干擾時(shí)，人體脛骨前肌、股二頭肌、股四頭肌、臀大肌、肱三頭肌、肱二頭肌、三角肌均出現(xiàn)不同程度的肌肉收縮［8］。研究者認(rèn)為這種上肢活動(dòng)并不是“驚恐反應(yīng)”，而是一種主動(dòng)的姿勢調(diào)整［9］，反映上下肢在運(yùn)動(dòng)調(diào)節(jié)中的整體性。國內(nèi)有研究發(fā)現(xiàn)，正常人體約束左側(cè)手臂擺動(dòng)后左側(cè)支撐相縮短，擺動(dòng)相延長；約束右側(cè)手臂擺動(dòng)后右下肢支撐相延長［2］。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，約束手臂擺動(dòng)對膝關(guān)節(jié)、髖關(guān)節(jié)影響較小，對下肢踝關(guān)節(jié)的影響最大，踝關(guān)節(jié)的屈伸角度與屈伸力矩均顯著增大［10］，踝關(guān)節(jié)周圍肌群在整個(gè)步態(tài)周期中做功增加。這是因約束手臂擺動(dòng)后，步行時(shí)人體重心在垂直方向上的擺動(dòng)幅度增加［11］，在支撐相來自地面的反作用力隨之增加，需要?jiǎng)訂T下肢肌肉產(chǎn)生更多的力以抵消來自地面的反作用力。腦卒中患者約束健側(cè)手臂擺動(dòng)后，可能通過延長支撐相時(shí)間增加肌肉做功抵消重心擺動(dòng)，但具體的重心運(yùn)動(dòng)軌跡、下肢肌肉活動(dòng)、神經(jīng)調(diào)控機(jī)制仍需要進(jìn)一步研究。

有研究者比較腦卒中患者與健康人步行時(shí)手臂擺動(dòng)，發(fā)現(xiàn)腦卒中患者健側(cè)手臂姿勢得分顯著優(yōu)于患側(cè)，但與健康對照組相比得分仍顯著偏低［12］。腦卒中患者由于高級神經(jīng)中樞或傳導(dǎo)束受損，出現(xiàn)下運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元功能的過度釋放或運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)障礙，患側(cè)上肢由于痙攣、肩關(guān)節(jié)半脫位、疼痛等原因不能形成有效的擺動(dòng)。腦卒中患者健側(cè)手臂擺動(dòng)異常的原因可能是多樣的。健康人手臂擺動(dòng)方向與對側(cè)下肢運(yùn)動(dòng)反向相同，擺動(dòng)頻率與步頻一致，形成對稱性和周期性的節(jié)律運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)控制主要由中樞模式發(fā)生器完成。腦卒中后步行運(yùn)動(dòng)節(jié)律異常［13］，可能干擾中樞模式發(fā)生器的功能造成健側(cè)上肢擺動(dòng)異常。另外，上肢擺動(dòng)的主要力學(xué)作用是平衡下肢擺動(dòng)力矩，減少軀干轉(zhuǎn)動(dòng)幅度，腦卒中患者步行時(shí)患側(cè)下肢不能提供有效的支撐和推力，身體重心晃動(dòng)幅度增加，為維持身體平衡健側(cè)上肢可能出現(xiàn)異常的擺動(dòng)模式。

臨床中腦卒中患者在仰臥位時(shí)患側(cè)上肢屈肌張力正常，一旦患者步行就會(huì)出現(xiàn)上肢屈曲痙攣，這是聯(lián)合反應(yīng)的一種表現(xiàn)形式［14］。基于手臂在步態(tài)中的特殊作用，近來有學(xué)者開始關(guān)注通過改善手臂擺動(dòng)促進(jìn)腦卒中步態(tài)恢復(fù)。EsquenaziA等［15］發(fā)現(xiàn)對腦卒中患者患側(cè)痙攣上肢行肉毒毒素注射治療后，患者上肢屈曲痙攣改善，步行速度也有顯著提高。ChelseaKaupp等使用一個(gè)帶有手臂搖桿的腳踏車，可在踏車的同時(shí)進(jìn)行手搖車，以模擬步行時(shí)交替邁步與擺臂動(dòng)作，在5周訓(xùn)練結(jié)束后腦卒中患者的起立步行測試、10m步行時(shí)間、6分鐘步行試驗(yàn)、Berg平衡功能功能測試成績均有顯著提高［16］。作者認(rèn)為這種四肢訓(xùn)練可以修復(fù)中樞模式發(fā)生器的功能。本資料結(jié)果證實(shí)約束健側(cè)手臂擺動(dòng)會(huì)同時(shí)影響健側(cè)下肢與患側(cè)下肢擺動(dòng)相，提示可能通過健側(cè)上肢不同位置或擺動(dòng)策略促進(jìn)步行功能改善，但具體的訓(xùn)練方法還需要繼續(xù)探索。

綜上，約束健側(cè)手臂擺動(dòng)后腦卒中患者健側(cè)支撐相、患側(cè)支撐相、雙支撐相延長，提示臨床應(yīng)關(guān)注手臂擺動(dòng)在腦卒中患者步態(tài)康復(fù)訓(xùn)練中的作用。受限于實(shí)驗(yàn)條件，本研究的不足是未分析身體各節(jié)段的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)、肌電信號以及能量消耗等，將在今后的研究中進(jìn)一步完善。