不同形式减重平板训练对脑卒中患者步行速度与下肢关节运动的影响

吴华 顾旭东 傅建明 姚云海 李岩 傅雄伟 章维挺

不同形式减重平板训练对脑卒中患者步行速度与下肢关节运动的影响

吴华 顾旭东 傅建明 姚云海 李岩 傅雄伟 章维挺

目前脑卒中偏瘫患者康复训练主要采用神经促通技术，但该技术本身并不能直接改善步态，而恢复正常步态需要达到合理的肌肉激活、和谐的肌肉收缩时相、足够的承重能力和耐力、不增加下肢伸肌张力等要求[1-2]。减重平板训练（body weight support treadmill training，BWSTT）就是一种提供动态的有特定任务的训练方法，减重状态下脑卒中患者在运动平板上强制行走，通过调整步态的三个基本成分，即负重、步幅和平衡，促使步态和步行能力恢复[3]。BWSTT能够明显改善偏瘫侧肢体的平衡能力、步行的稳定性、实用性（包括步行的模式、步行速度和耐力）。现有研究表明，BWSTT中步行速度和减重负荷明显影响下肢肌电图和运动学参数，如步行速度过小则使下肢肌肉激活的时间延长，或者减重幅度过大则使下肢运动学和肌电图参数均减小，不利于患者步行功能恢复[4-5]。据此，本文旨在讨论基于运动反馈与常规BWSTT两种不同训练方式过程中，步行速度对步行时空参数和下肢关节运动学的影响。

1 对象和方法

1.1 对象 选取2015年6至10月在本院康复医学中心住院接受治疗的脑卒中男性偏瘫患者15例作为研究对象，年龄45～65（51.2±11.7）岁；病程20～35（27.4± 7.5）d；身高160～175（165.3±6.1）cm；偏瘫左侧9例，右侧6例；脑出血10例，脑梗死5例。入选患者均符合第四届全国脑血管疾病学术会议制定的诊断标准[6]。入选标准：（1）首次脑梗死或脑出血后；（2）经头颅CT或MRI检查确诊；（3）年龄为45～65岁；（4）生命体征稳定，可完成训练及评定任务要求；（5）有肢体功能障碍，偏瘫下肢Brunnstrom分级≥Ⅲ级，下肢肌张力（采用改良Ashworth量表评级）≤2级；（6）患者在不使用拐杖和矫形器情况下可独立步行10m以上，并保证在0.5km/h的步行速度下能进行减重平台步行；（7）病程在6周以内，血压控制在正常范围，无心肌梗死、心绞痛等发作，心功能良好，无其他限制活动的合并症。所有入选患者均签署知情同意书，本研究获得医院伦理委员会批准。

1.2 测试方案 首先进行常规BWSTT，采用电动减重装置（美国LifeGait公司提供的LifeGaitI250）及Gaitkeeper步态训练台，平板坡度保持0°不变，采用0.15、0.3和0.45m/s 3种不同步行速度，各训练3min，间隔休息3min，减重量酌情从减30%到减15%，保证患者在不同速度下能顺利完成，每次训练过程中不变化速度和减重量，训练时由1位治疗师站在患者身后，确保患者治疗评定安全。然后采用基于运动反馈的BWSTT：患者休息5min后，在常规BWSTT时，佩戴运动反馈系统装置，双下肢髋、膝、踝关节佩戴运动传感器，感应患者在步行过程中髋关节和膝关节角度，足底传感器可以精确判断下肢在步行周期中所处的时相（支撑相和摆动相）；应用无线传输技术将运动参数采集设备与计算机相连，通过数据处理软件实时显示步行中关节运动数据，并能自动生成患者动态数据库，记录髋、膝、踝关节活动角度（图1和图2）。将患者步态数据与正常步态数据库参数实时比对，经软件数据处理，检测异常运动参数，通过模拟成步态行走动画反馈，然后输出到显示器，提示步行训练中偏瘫步态的具体问题，患者可根据问题主动纠正异常模式。采用之前同样的速度和减重量的训练方案。以上训练测试，重复进行3次。如患者心率超过年龄标准化最高心率的75%、血压超过180/110mmHg或有不适及头晕等症状时，应及时停止训练。

图1 运动参数采集装置

图2 膝关节侧面观

1.3 评定标准 患者在每次3 min减重平板训练后进行功能评定。采用步态分析系统评估两组患者步态的时空参数和下肢关节运动参数，即步行中患侧最大髋、膝关节活动角度。由同1位医生完成所有评定。

1.4 统计学处理 采用SPSS 13.0统计软件；计量资料以表示，组间比较采用t检验。

2 结果

在步行0.15m/s时，患者进行常规BWSTT和基于运动反馈的BWSTT时髋、膝关节最大活动角度比较，差异均无统计学意义（均P＞0.05）。在步行0.45m/s时，运动反馈中髋关节最大活动角度比常规时有提高（P＜0.05），但膝关节最大活动角度比较，差异无统计学意义（P＞0.05）。在步行0.3m/s时，相比常规BWSTT，基于运动反馈的BWSTT能够提高髋、膝关节最大活动角度，差异均有统计学意义（均P＜0.05）。且与步行0.15和0.45m/s比较，基于运动反馈的BWSTT改善程度最大（P＜0.05），见表1。

表1 两种不同训练方式中不同步行速度患侧关节最大活动角度比较（°）

3 讨论

步行中下肢对称性是步态的一个重要特征，目前对脑卒中患者步态重建的研究越来越受到重视，与步速、步行距离等其他传统的步态评定指标相比，步态姿势更能反映患者步行控制能力，并能为临床治疗提供指导意义[7]。有学者曾报道BWSTT对患者站立平衡能力和步行速度等均有显著改善，但其不对称的步态模式几乎没有改变[8-9]。Trueblood[10]报道应用信息反馈（视觉、语音刺激）可改善步态。本研究认为步行训练的干预应重点纠正运动的错误，而非单纯提高步速。因此，本研究采用运动反馈作为干预策略，研究不同速度对患者步态的改善程度，寻找步行速度与步态运动控制的合理关系，观察脑卒中患者在有无运动反馈情况下，不同步速对下肢步行中关节活动的改变。

国外大多数研究通过调节平板训练速度来增加患者难度，康复专用跑步机速度调节范围大，以适应偏瘫患者的步行要求，甚至可低至0.01m/s。本研究发现患者在减重步行0.15m/s时，基于运动反馈的BWSTT与常规BWSTT相比，步态下肢关节运动学参数比较差异均无统计学意义（均P＞0.05），运动反馈因素的介入没有对患者的步行运动特征产生影响。Kammen等[11]发现步态相关肌肉的活化程度取决于复杂的交互和步行速度，建议如果需要规范的步态模式，尽可能避免在非常低的速度下训练。减重步行速度0.45m/s时，基于运动反馈的BWSTT与常规BWSTT相比，膝关节最大活动角度比较差异无统计学意义（P＞0.05），髋关节最大活动角度比较差异有统计学意义（P＜0.05），如在步行速度上步频更快、摆动期更短。减重平台上步频更快可能是因为当支撑肢受驱使自动地处于身体后时有一种使摆动足尽快着地的紧迫感，由于需要更快的步频以维持既定的步行速度，造成膝关节最大活动范围的下降[12]。快速步行更容易影响到行走的运动特征，治疗师在进行常规BWSTT时，需要选择没有加重异常步态模式的方式进行[13]。当减重步行速度0.3m/s时，髋、膝关节最大活动角度之间差异均有统计学意义（均P＜0.05），且与0.15、0.45m/s时比较，运动反馈下的减重平板训练改善程度最大（P＜0.05）。

本研究发现，低速时，步行中有无反馈对于患者并无明显影响；快速时，由于步行中的紧迫感，对于患者调整步态没有正面影响；当以适中的步行速度在运动反馈的干预下，患者能充分地调整步行姿势，改善步态。目前很多研究多采用较慢的平台步行速度，如Hesse等[14]采用的速度开始为0.07～0.11m/s，结束时达0.12～0.23m/s，其他学者采用的最高速度为0.43m/s。有研究认为应采用低于地面辅助行走速度以便对步态进行纠正和延长训练期，并根据训练时的舒适程度、步频和步长等进行自我调节，但是即使身旁有康复治疗师指导辅助，仍然难以在持续运动过程中准确纠正错误步态[15]。因此，在合适的步速下，通过运动反馈来调节改善步态具有临床意义。

综上所述，本研究采用运动反馈系统，通过运动传感器采集患者步态周期信号，包括步长、步宽、髋膝关节运动角度等，实时与正常步态参数比对，将错误运动问题以视听方式反馈给患者，帮助其在运动过程中及时纠错，重建和强化正常步行控制过程。进行步行速度的调节，以保证个体采用最优的步行方式。所以在BWSTT中合理的步行速度，将更有利于脑卒中患者在运动反馈中完成任务靶向性训练，提高患者运动控制能力。

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2016-01-18）

（本文编辑：陈丽）

浙江省医药卫生平台骨干人才计划（2013RCA043，2014RCA030）；浙江省科技厅公益技术项目（2014C33278）

314000 嘉兴市第二医院康复医学中心

吴华，E-mail：woohua@live.com