運動訓練預防腦卒中患者跌倒的研究進展

劉 庭，刁子晏，皮紅英

1 解放軍醫(yī)學院，北京 100853；2 解放軍總醫(yī)院第二醫(yī)學中心 消化內科，北京 100853；3 解放軍總醫(yī)院衛(wèi)勤訓練中心，北京 100853

腦卒中是全球第二大死亡原因，也是致殘的主要原因[1]，還是我國成人致死、致殘的首位病因，具有高發(fā)病率、高致殘率、高死亡率、高復發(fā)率、高經(jīng)濟負擔五大特點[2]。腦卒中后常發(fā)生感覺功能障礙、平衡能力下降等后遺癥，使得跌倒成為腦卒中后常見不良事件[3]。腦卒中幸存者跌倒的風險和跌倒后骨折發(fā)生率是同齡非腦卒中人群的2倍[4-5]。跌倒還是腦卒中患者再次入院的最常見原因[6]，因此腦卒中患者的跌倒預防尤為重要。有多項研究證實了運動訓練在腦卒中患者跌倒預防方面的有效性[7-8]。歐洲跌倒預防協(xié)作網(wǎng)(Prevention of Falls Network Europe，ProFaNE)將預防跌倒的運動訓練分為以下幾類：1)平衡、步態(tài)和功能訓練；2)力量和抗阻訓練；3)靈活性訓練；4)3D訓練(如太極、氣功、舞蹈)；5)耐力訓練；6)常規(guī)訓練；7)其他訓練[9]。腦卒中患者跌倒預防的運動訓練措施大多為平衡和步態(tài)訓練、力量和抗阻訓練等。本研究主要從這兩個方面對國內外運動訓練方法在腦卒中患者跌倒預防中的應用進行綜述，旨在為腦卒中患者采取適宜的運動措施預防跌倒提供依據(jù)。

1 平衡和步態(tài)訓練

腦卒中患者常遺留偏癱或單側肢體肌力減弱等后遺癥，因此步態(tài)不穩(wěn)、平衡障礙問題較為常見，改善平衡狀態(tài)對腦卒中患者的跌倒預防極為重要。目前用于改善腦卒中患者平衡能力和步態(tài)穩(wěn)定性的運動措施主要有雙任務訓練(dual task training，DTT)、機器人輔助訓練和虛擬現(xiàn)實技術輔助訓練等。

1.1 雙任務訓練 回歸社會生活的腦卒中患者將面臨在復雜的外部環(huán)境中行走的狀況。有研究指出，認知系統(tǒng)是一個有限的容量整體，外界環(huán)境的干擾會分散患者注意力，影響步態(tài)穩(wěn)定性，增加跌倒風險[10]。因此，有必要通過訓練手段提高患者抗外部環(huán)境干擾的能力，進而提高步行注意力，降低跌倒發(fā)生率。

雙任務訓練分為認知雙任務訓練和運動雙任務訓練兩類，認知雙任務訓練是在執(zhí)行一項運動任務的同時執(zhí)行另一項認知任務，運動雙任務訓練是同時執(zhí)行兩項運動任務[11-12]。認知雙任務訓練多為在站立或步行狀態(tài)下執(zhí)行認知任務，如口頭朗誦、心算等，運動雙任務訓練多為在站立或步行狀態(tài)下執(zhí)行運動任務，常為攜物行走、邊走邊接球或拋球等[13]。一項納入13項隨機對照研究的Meta分析結果顯示，認知雙任務訓練能顯著提高慢性腦卒中患者的平衡能力、步態(tài)穩(wěn)定性和上肢功能[14]。Saleh等[15]比較了水上與陸上運動雙任務訓練對慢性腦卒中患者平衡和步態(tài)的影響，結果表明二者均可顯著改善步態(tài)和平衡功能，水上運動雙任務訓練效果更佳。有研究開展了一項為期8周的雙任務訓練隨機對照研究，隨訪時間為半年，半年后接受雙任務訓練的慢性腦卒中患者行走功能較對照組明顯改善，跌倒發(fā)生率和跌倒相關傷害發(fā)生率分別降低了25.0%和22.2%[16]。

1.2 機器人輔助訓練 近年來，生物醫(yī)學和工學融合發(fā)展，步行輔助系統(tǒng)逐步應用于腦卒中患者步行訓練中。一項系統(tǒng)評價表明，機器人輔助步態(tài)康復可以減輕醫(yī)療成本和治療師的負擔，使腦卒中患者在康復期獲得充分的物理治療療程[17]。一項為期2周的比較機器人輔助步態(tài)訓練系統(tǒng)與常規(guī)地面步態(tài)訓練對腦卒中患者步態(tài)改善效果的隨機對照研究指出，機器人輔助步態(tài)訓練系統(tǒng)對包括步長、步速、足偏角在內的步態(tài)空間參數(shù)有明顯的改善作用[18]。其中Lokomat作為機器人輔助步態(tài)訓練系統(tǒng)的代表之一，已廣泛應用于臨床。Lokomat將跑步機、體重支持系統(tǒng)和驅動外骨骼結合在一起，外骨骼在步態(tài)周期中起著支持腿部運動的作用，使患者在預先設定好步態(tài)模式的跑步機上進行行走訓練，可模擬對稱的雙邊步態(tài)[19]。

關于Lokomat對腦卒中患者步態(tài)矯正效果的結論并不統(tǒng)一。一項隨機對照試驗表明，相比傳統(tǒng)訓練，Lokomat能帶來更好的行走結果，雖無法

替代傳統(tǒng)訓練，卻可以作為傳統(tǒng)訓練的輔助措施實現(xiàn)一對一的康復訓練[20]。但有研究指出，對于有中度至重度步態(tài)障礙的亞急性腦卒中患者，傳統(tǒng)步態(tài)訓練干預的多樣性相比Lokomat似乎能更好地促進步行能力的恢復，此外Lokomat會限制軀干和骨盆活動，可能會降低腿部肌肉的主動參與水平[21]。鑒于以上問題，團隊研發(fā)了新型的步態(tài)輔助訓練系統(tǒng)AiWalker。與Lokomat相比，AiWalker具有地面行走模式，且在訓練過程中可產(chǎn)生體感刺激。Zhang等[22]比較了Aiwalker + 常規(guī)訓練與常規(guī)訓練對腦卒中患者平衡和步行能力的影響，結果表明Aiwalker + 常規(guī)訓練組步態(tài)、平衡能力和下肢體感功能均有較大的提升。

1.3 虛 擬 現(xiàn) 實 技 術 輔 助 訓 練 虛 擬 現(xiàn) 實(visual reality，VR)技術利用計算機系統(tǒng)、感覺反饋裝置和建模技術，創(chuàng)造出一種虛擬的場景，可實現(xiàn)人體與虛擬環(huán)境或物體的交互[23]，常運用于腦卒中患者康復期功能鍛煉。VR游戲主要包括球類、滑雪、騎車、冒險、躲避障礙等多種訓練任務游戲，VR設備主要包括Kinect、BTS、Wii Fit等[24]。一項系統(tǒng)評價指出，VR技術在提高腦卒中患者肢體功能、平衡能力和步態(tài)方面較傳統(tǒng)干預措施更有效[25]。有國外研究通過對比常規(guī)訓練方案與虛擬現(xiàn)實反射療法(virtual reality reflection therapy，VRRT)對慢性腦卒中患者平衡和步態(tài)的改善效果，發(fā)現(xiàn)VRRT組患者的Berg平衡量表(berg balance scale，BBS)評分、功能性前伸測試(function reach test，F(xiàn)RT)結果、計時起步行走測試(timed up and go test，TUGT)結果、姿勢擺動、10 m步行速度測試結果均顯著改善，與常規(guī)訓練組比較差異有統(tǒng)計學意義[26]。與僅進行早期康復相比，將VR技術加入腦卒中患者早期康復中對肌肉力量和身體功能狀態(tài)有更大的提升效果[27]。一項將VR技術應用于腦卒中偏癱患者下肢功能康復的研究結果顯示，VR組運動功能評分、平衡功能評分、10 m最大步行速度測試結果均明顯優(yōu)于對照組[28]。有研究將Lokomat輔助訓練技術聯(lián)合VR技術應用于腦卒中康復期患者的步態(tài)和平衡訓練，結果顯示聯(lián)合VR的Lokomat輔助訓練較無VR的Lokomat輔助訓練在改善腦卒中患者步態(tài)和平衡方面更有效[29]。

2 力量和抗阻訓練

腦卒中患者常伴隨肌肉力量減退，可導致身體控制能力減弱，跌倒風險升高。力量訓練常采用克服器械重量、身體重量、阻力帶阻力等方式對偏癱側肢體或軀干以及核心肌群進行訓練。

2.1 肢體訓練 早期及時的肢體功能鍛煉可在一定程度上恢復肢體功能，有利于腦卒中患者保持平衡，減少跌倒等不良事件的發(fā)生。一項系統(tǒng)評價指出，老年人進行平衡訓練結合抗阻訓練可降低跌倒發(fā)生率[9]。踏車運動常用于腦卒中患者肢體功能鍛煉中，劉加鵬等[30]和袁建容等[31]的研究表明踏車訓練可有效改善腦卒中患者的肢體運動功能。何雯雯等[32]將48例腦卒中后偏癱患者均分為兩組，對照組采用常規(guī)康復治療，治療組在常規(guī)康復的基礎上增加Thera-Band彈力帶對偏癱側肌肉進行漸進抗阻訓練，治療8周后治療組Fugl-Meyer運動功能評定量表(Fugl-Meyer assessment，F(xiàn)MA)評分、BBS評分和步態(tài)分析中的步頻、步幅、步速均優(yōu)于對照組，差異有統(tǒng)計學意義。Vahlberg等[33]研究了包含下蹲、起立行走、避障行走、柔軟平面行走等項目的漸進式抗阻和平衡訓練方案在慢性腦卒中患者中的應用效果，結果顯示訓練3個月后患者的平衡和行走速度有效改善。國外研究指出，低強度和高強度耐力訓練在增強慢性腦卒中患者肌肉力量、提高身體活動性方面均有明顯效果，低強度訓練效果更佳[34]。

2.2 軀干 和核心 穩(wěn)定 性 訓練 人體 的 核心 區(qū) 域(即腰椎-骨盆-髖關節(jié))是保證人體在運動中合理發(fā)力、力量傳遞和力量控制的關鍵[35]。核心穩(wěn)定性在腦卒中患者軀干和下肢的協(xié)調運動中具有重要作用[36]。腦卒中患者軀干功能與平衡和行走能力密切相關，被看作腦卒中患者功能恢復和住院時長的關鍵預測因素，軀干和核心肌群訓練對腦卒中患者的平衡和移動功能具有積極意義，可顯著降低跌倒風險[37-39]。邸妍[40]將64例腦卒中患者均分為兩組，對照組進行早期康復訓練，試驗組在對照組的基礎上進行針對性核心肌群訓練(包括軀干旋轉訓練、平衡球半橋訓練、腹部訓練、抗阻訓練)，隨訪3個月后，試驗組運動功能和步行功能均優(yōu)于對照組，跌倒發(fā)生率也明顯低于對照組，差異有統(tǒng)計學意義，與蔡超群和唐春妮[41]、吳運明等[42]的研究結論一致。

3 其他訓練

傳統(tǒng)的中醫(yī)訓練方法如太極、八段錦、氣功、五禽戲等常被用于腦卒中患者運動功能的康復和跌倒預防，瑜伽、舞蹈、普拉提等也逐漸應用于腦卒中患者跌倒預防中，可對平衡、肌力、耐力、靈活性進行全面訓練。太極作為中國傳統(tǒng)鍛煉方法，已被多項研究證實可改善腦卒中患者的運動控制和感覺平衡功能，降低跌倒發(fā)生率[43-46]。由于腦卒中患者多存在肢體感覺和功能障礙，無法完整完成傳統(tǒng)的太極，因此符合腦卒中患者運動特征的改良式太極值得進一步探索。一項比較八段錦訓練與傳統(tǒng)訓練的研究表明，八段錦訓練可顯著提高慢性腦卒中患者的平衡能力、腿部力量和靈活性，是一種安全、可持續(xù)的居家鍛煉方式[47]。有研究將基于舞蹈的運動游戲用于改善慢性腦卒中患者麻痹性上肢運動控制功能，發(fā)現(xiàn)基于舞蹈的運動游戲不僅對腦卒中患者上肢運動功能恢復有積極作用，也可降低跌倒發(fā)生率[48]。Correia等[49]研究發(fā)現(xiàn)眼動和凝視穩(wěn)定性訓練對降低腦卒中幸存者跌倒風險有積極作用。電刺激作為一種新型的神經(jīng)調控和外周傳導技術，對腦卒中患者運動功能的恢復有較好的臨床效果[50]。一項以跌倒發(fā)生例數(shù)和步態(tài)改善為主要結局指標的隨機對照試驗結果表明，功能電刺激(functional electrical stimulation，F(xiàn)ES)可提高腦卒中患者的步態(tài)穩(wěn)定性，減少跌倒發(fā)生[51]。在電刺激基礎上發(fā)展起來的腦機接口控制功能性電刺激訓 練(brain-computer interface-controlled functional electrical stimulation training，BCI-FES)在腦卒中患者中的應用愈發(fā)廣泛，有研究表明相比于FES，BCI-FES改善步速和步頻的效果更明顯[52]。

4 結語

運動訓練在腦卒中患者跌倒預防中具有獨特的優(yōu)勢，主要通過提升平衡功能和肌肉力量對腦卒中患者進行跌倒預防。目前人工智能在腦卒中患者運動功能康復和跌倒預防中呈現(xiàn)出較好的發(fā)展態(tài)勢，機器人輔助訓練和VR輔助訓練逐漸應用于腦卒中患者跌倒預防中，但因價格昂貴、使用場所限制等原因，這些訓練方式的可及性較差，醫(yī)務工作者可深化醫(yī)工結合，研發(fā)更為普惠便攜的智能訓練設備，造福廣大的腦卒中患者。