下肢开链增重法对脑卒中患者位置觉和步态对称性的即刻影响

冉军，刘华卫，赵亦超，赖梅金，梅雨，何雅琳，徐燕，姚加佳，孙奕

·临床观察·

下肢开链增重法对脑卒中患者位置觉和步态对称性的即刻影响

冉军，刘华卫，赵亦超，赖梅金，梅雨，何雅琳，徐燕，姚加佳，孙奕

目的研究下肢开链增重对脑卒中患者位置觉和步态对称性的即刻影响。方法2016年1月至2017年1月，选取本院脑卒中患者39例，分别在增重前后进行下肢位置觉测评，包括主动定位-主动复位(ARAP)和被动定位-被动复位(PRPP)测评，记录目标角度与复位角度差值；以及步态测评，记录足偏角对称性、步长对称性、单腿支撑相时长对称性。结果下肢增重后，髋直腿抬高PRPP位置觉无改善(t=0.832,P=0.832)，ARAP位置觉改善(t=3.158,P=0.011)；足偏角对称性无改善(t=-0.704,P=0.483)，步长对称性改善(t=2.022,P=0.041)，单腿支撑相对称性无改善(t=0.381,P=0.702)。结论下肢开链增重可以改善脑卒中患者的下肢主动位置觉和步长对称性。

脑卒中；开链；增重；位置觉；步态

[本文著录格式]冉军，刘华卫，赵亦超，等.下肢开链增重法对脑卒中患者位置觉和步态对称性的即刻影响[J].中国康复理论与实践,2017,23(8):950-954.

CITED AS:Ran J,Liu HW,Zhao YC,et al.Immediate effects of lower limb with open chain weight-adding on joint position sense and gait symmetry in stroke patients[J].Zhongguo Kangfu Lilun Yu Shijian,2017,23(8):950-954.

脑卒中是常见的心脑血管病，具有高发病率、高死亡率和高致残率的特点，对于家庭和社会带来巨大负担[1-3]。步行障碍是最常见的脑卒中后遗症之一[4-6]，患者是否具有良好的步行能力直接关系到他们的独立生活能力和生活质量。很多患者同时希望能够获得尽可能正常化的步态。因此在脑卒中康复中，步行独立和步态正常化是主要康复目标之一[7]。研究证明，本体觉减退是脑卒中后患者步行障碍的重要原因[8]，利用肢体对重量的感觉差异来测定本体觉是经典的本体觉测评方法[9]。下肢开链增重可能对本体觉产生影响，进而影响患者的步态。

本研究旨在探讨下肢开链增重对脑卒中患者相关关节位置觉和步态的即刻影响，为改善脑卒中患者本体觉和步态提供可行方法。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选择2016年1月至2017年1月在本院治疗的脑卒中患者39例，均符合全国第四届脑血管病的诊断标准，确诊为脑卒中。其中男性33例，女性6例；平均年龄(49.4±12.8)岁；平均病程(10.3±6.6)个月；平均身高(171.4±7.6)cm，平均体质量(70.3±11.2)kg；脑梗死19例，脑出血20例；右侧偏瘫19例，左侧偏瘫20例；Fugl-Meyer下肢运动评分(22.6±2.8)分。

纳入标准：①生命体征稳定，无认知障碍；②下肢本体觉存在但减弱；③下肢运动控制Brunnstrom分期3期或以上，且Fugl-Meyer下肢运动评分18分以上(满分34分)；④可独立步行15 min以上。

排除标准：①生命体征不稳定、无法耐受试验；②失语、失用、认知和精神功能障碍；③下肢有肌肉骨骼疾患，关节存在僵硬、肿胀、疼痛。

本研究经本院医学伦理委员会审批通过。

1.2 方法

1.2.1 实验流程

①下肢肌力测评，并取50%1 RM值作为增重干预时的增重量。②无增重下肢位置觉测评，包括主动定位-主动复位(active reproduction of active positioning,ARAP)、被动定位-被动复位(passive reproduction of passive positioning,PRPP)。③下肢开链增重干预下，进行下肢位置觉测评(ARAP,PRPP)。④无增重干预下，进行步态测评。⑤下肢开链增重干预下，进行步态测评。

1.2.2 下肢开链增重

使用SH-1K型数显推拉力计(上海思为仪器制造有限公司)，单位选择kg，最大精确度为0.1 kg。患者仰卧位，下肢置于床外，测试感应头置于胫骨远端，患者尽力完成直腿抬高(straight leg raise)到达最大幅度，此时患者继续用力，测试者则于胫骨远端给予充分阻力使下肢肌肉产生离心收缩直至肢体归于起始位。记录整个过程中的最大用力数值，取50%1 RM值作为增重干预时的增重量。

1.2.3 无增重下肢位置觉测评

采用IsoMed 2000型等速系统(德国)进行干预前后的髋关节位置觉测试[10]。患者仰卧位，下肢置于测试床外，髋置于后伸位，手握手持开关，戴眼罩和耳塞(除去视听觉干扰)，等速运动臂与下肢长轴平行，轴心为髋关节，固定点为胫骨远端。测试前练习，随机选取1个目标角度，肢体移动至目标角度并停留10 s，使患者识记目标角度，再将肢体归于起始位，接下来再次移动肢体，嘱患者达到目标角度时按下按手持开关(停止按钮)，重复进行此程序3次，使患者充分熟悉测试流程，ARAP和PRPP分别进行练习。PRPP正式测试，角速度定为5°/s，目标角度选分别在2个范围(屈髋位：-10°～10°、10°～30°)进行选取，每个范围随机选取3次共6个角度进行测试。ARAP正式测试，角速度定为60°/s，具体角度选取同PRPP，为了避免疲劳影响，每次测评间歇30 s[11]。记录PRPP和ARAP目标角度与复位角度差值，并计算差值绝对值的平均值，平均值越大，表示位置觉越差。

1.2.4 下肢开链增重下肢位置觉测评

以1.2.2测评结果为依据，将50%1 RM重的沙袋固定于胫骨远端。即刻进行下肢关节位置觉测评，方法同1.2.3。

1.2.5 无增重下步态测评

采用Zebris步态跑台分析系统(德国)进行测试，跑台面积为150×50 cm。通过跑台上的足底压力系统和对应的KISTLER软件进行步行力学和时空参数态分析。测试前，在跑台上进行适应性行走3 min，从0.1 m/s速度开始，每隔10 s增加0.1 m/s，直到达到患者主观最舒适速度(自我感觉步态最对称时的步行速度)。步行过程中，患者目视前方，不得低头，避免视觉对下肢控制的干扰。达到最舒适速度后，进行步态数据采集，采集时长30 s。设备自动生成步态分析结果。本研究以足偏角对称性、步长对称性、单腿支撑相时长对称性为步行对称性的主要观察指标，即以左右足偏角差值的绝对值、左右步长差值的绝对值、左右下肢单腿支撑相占左右步态时相百分比的差值的绝对值，作为步态对称性的评价指标。绝对值越小，步行对称性越好。

1.2.6 下肢开链增重步态测评

以1.2.2测评结果为依据，将50%1 RM重的沙袋固定于胫骨远端，即刻行步态分析，方法同1.2.5。

1.3 统计学分析

使用SPSS 20.0统计分析软件，各项指标以(xˉ±s)表示。采用配对t检验对增重前后主被动位置觉绝对误差、足偏角对称性、步长对称性、单腿支撑相对称性进行比较。显著性水平α=0.05。

2 结果

下肢增重前后，髋直腿抬高PRPP位置觉无改善(P＞0.05)，ARAP位置觉改善(P＜0.05)；足偏角对称性无改善(P＞0.05)，步长对称性改善(P＜0.05)，单腿支撑相对称性无改善(P＞0.05)。见表1、表2。

3 讨论

PRPP角速度取值较低，可以给测评对象充分的时间去感受位置变化并做出判断(是否达测评目标角度)，同时需要测评对象在认为达到目标角度时按下停止按键，使等速移动臂停止运动。如果PRPP角速度较大的话，会造成移动臂在目标角度位置停留时间过短，干扰位置觉的判断，降低位置觉判断的准确性，不能如实反映测评对象实际的位置觉能力。

ARAP测评时，需要测评对象主动用力，由于本研究采用的是等速设备进行位置觉测评，等速设备角速度一旦确定，则不论测评对象使用多大的力量，其角速度是不变的。如果ARAP角速度较低，会造成从起始位到目标角度移动的时间较长，易引起患者的疲劳，而疲劳对位置觉有不利影响[12-13]。ARAP取值较大时(本实验ARAP角速度定为60°/s)，只要测评对象发力，就会引起等速移动臂运动，而一旦患者停止发力，等速移动臂也即刻停止运动，等速移动臂完全顺应测评对象的发力而运动，不易引起疲劳，且不影响测评的准确性。

采用直腿抬高来进行下肢位置觉测评，可以在安全体位下，最大程度模拟步行时的下肢开链运动动作。在ARAP测评中，由于患者主动用力，有可能会产生下肢张力增高和痉挛的发生，测试时无法排除痉挛的影响，但是不影响其对步行时下肢开链运动(迈步)的模拟。因为脑卒中患者实际步行迈步时，也同样存在下肢肌张力增高和痉挛的发生。同时因为ARAP为主动定位-主动复位，也就是说，定位目标角度时是主动完成的，复位时也是主动完成的。前后主动运动时痉挛因素是相同的，具有可比性。本研究仅仅记录ARAP直腿抬高位置觉的客观数值，在具体分析时则要把痉挛因素考虑进去。

本研究发现，脑卒中患者下肢开链增重前后，髋(直腿抬高)PRPP位置觉无显著性差异，ARAP位置觉改善。可能原因如下。

PRPP与ARAP测评的影响因素不同。ARAP测评时，除了关节、韧带、关节囊等本体觉感受器受到刺激外，主动发力造成的努力的感觉和肌肉收缩对本体感受器的刺激也对位置觉有影响[14-15]。在PRPP测评状态下，无论下肢增重与否，都是由等速移动臂提供动力进行被动活动，并无肌肉收缩，无法进一步激活本体觉感受器。在ARAP状态下，增重可直接增加肌肉主动收缩强度，增加本体觉输入。Bang等[16]针对15例脑卒中患者，进行负重和不负重下的膝关节主动位置觉测评，负重测评为单腿站立闭链位置觉测评，不负重测评为坐位下开链位置觉测评。结果为负重下膝主动位置觉更准确，说明适当增加肢体主动用力负荷可提高位置觉准确性。同时，位置觉的优劣与运动输出的优劣无必然关联。位置觉是一种主观感觉，可以发生在肢体放松静止时、肢体被动活动时或肢体主动运动时。位置觉异常者，通过视觉代偿，也可以产生较好的运动输出。而肢体运动瘫痪者，即使位置觉未受损，也无法进行高质量的运动输出。本研究中的ARAP测评，本质上是将位置觉和运动输出的结果进行综合量化，即以ARAP测评的角度差绝对值来反映位置觉和肢体相应的运动控制能力。

髋常规位置觉测评与髋直腿抬高位置觉测评时腘绳肌受到的牵拉不同。常规测评髋位置觉时，不要求膝固定于伸直位，而是将膝置于放松位。而髋直腿抬高测评时，膝被固定于伸直位，直腿抬高时，腘绳肌受到牵拉，会增加本体觉输入强度。肌肉受到牵伸时，产生的位置觉更精确已得到研究支持。吴毅等[17]针对28例膝骨关节炎和27例同龄健康人进行膝位置觉测评，分别在测试膝屈15°、45°、75°的位置觉时，发现两组人群在75°时位置觉绝对误差最小，15°时误差最大，认为可能是角度较大时，对于肌肉牵伸程度也较大，肌梭传入信号较强，位置觉更精确。

脑卒中患者步行可从三个大的方面进行评估，包括步行学习过程、步行运动特性和步行动作内容，而步态对称性就属于步行运动特性范畴[18-19]。本研究取足偏角对称性、步长对称性、单腿支撑相对称性三个指标来表示步行对称性。绝对值越小，步行对称性越好。本研究显示，与增重前相比，下肢开链增重后，足偏角对称性无改善，步长对称性改善，单腿支撑相对称性无改善。可能原因如下。

足偏角是指行走时脚的纵轴与步行方向中线所成夹角，这个角度是由髋部解剖结构特性、髋部内外旋、小腿胫骨扭曲和各人足部结构特点所造成的。一般我们可以从调整髋内外旋和调整足部力学结构两个方面来进行介入，从而改变足偏角[20-21]。脑卒中患者往往伴有髋外旋肌肉短缩，使髋固定于外旋位，同时脑卒中患者髋内旋的主动控制往往也较弱。开链增重可以在下肢离地运动时额外附加向下的力，患者需要进一步主动用力以对抗，这样就增加了本体觉输入。但开链增重无法增加下肢内外旋的感觉输入，这是由开链增重的力学特性决定的。

胫骨远端增重在下肢开链运动时会涉及到髋膝两个关节，所以对髋膝同时会产生影响。本研究在进行下肢位置觉测评时，采用固定点在胫骨远端的髋直腿抬高位置觉测评。这种测评方式最大限度地模拟了步行时下肢开链运动的情况，测评结果反映髋膝双关节的综合位置觉能力。本研究证明胫骨远端增重后下肢主动直腿抬高位置觉改善。由于步行功能的维持有赖于感觉器官对人体所处位置信息的正确接受，中枢神经系统对这些信息的整合和应对，还有运动系统对中枢信号指令的正确执行等[21-22]。因此位置觉的改善可能对步行控制中的感觉反馈产生影响，从而改善步长对称性，进而改善步行姿势。

步行可以看作一连串失去平衡和恢复平衡的过程。左右步态时相对称与否可以有效、敏感地评价步态的对称性，其中单腿支撑相长短可直接反映步行的平衡稳定性[23]。根据步态时相特点可知[18]，单腿支撑相时长意味着对侧下肢的摆动相时长。由于左右单腿支撑时的平衡控制能力不同和对侧下肢摆动控制能力不同，导致左右单腿支撑相在左右整个步行时相中占时百分比不同。一般而言，脑卒中患者步行时偏瘫侧下肢单腿支撑能力和摆动控制能力均较差，从而造成偏瘫侧下肢单腿支撑相缩短，摆动相延长[21,24-25]。开链增重主要对下肢摆动相期的本体觉输入和运动控制输出产生影响。支撑相期由于地面提供支撑，此时并没有增加人体的感觉输入和运动输出负荷。

本研究不足之处如下。

本研究测评时以仰卧直腿抬高来模拟站立迈步动作，而这两者下肢的用力强度不同，涉及肌肉有差异，膝屈伸状态不同，腘绳肌牵拉程度不同，任务数目和难度不同。因此仰卧直腿抬高与站立迈步的状态仍有差异。如果能够在实际站立迈步时，进行下肢增重前后的本体觉测评，则更具功能性意义。

本研究进行开链增重，而开链增重(增重于偏瘫侧下肢胫骨远端)与闭链增重(增重于躯干，如穿戴增重背心)不同，本研究未能涉及闭链增重对本体觉和步态的影响。开链增重仅对偏瘫侧下肢摆动相时的感觉输入和运动输出产生影响，而闭链增重则对躯干和双下肢相均产生影响。

本研究仅测评位置觉。位置觉是指对肢体位置的主观感受。运动觉是指对于肢体是否运动、运动方向、运动速率等的主观感受。两者的内涵和影响因素不同。对于运动输出而言，位置觉和运动觉的反馈都十分重要。本研究仅测评位置觉，无法全面说明下肢开链增重对于本体觉的影响情况。

本研究仅对下肢开链增重后位置觉和步态对称性的即刻效果进行了研究，而忽略了长期的积累性、习得性效果。

综上所述，下肢开链增重可以改善脑卒中患者的下肢主动位置觉和步长对称性。下肢开链增重可以作为一种提高脑卒中下肢主动位置觉和步行对称性的辅助手段。

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Immediate Effects of Lower Limb with Open Chain Weight-adding on Joint Position Sense and Gait Symmetry in Stroke Patients

RAN Jun,LIU Hua-wei,ZHAO Yi-chao,LAI Mei-jin,MEI Yu,HE Ya-lin,XU Yan,YAO Jia-jia,SUN Yi
Shanghai Sunshine Rehabilitation Center,Shanghai,201619,China

LIU Hua-wei.E-mail:13817361047@139.com

ObjectiveTo investigate the immediate effects of lower limb with open chain weight-adding on joint position sense and gait symmetry in stroke patients.Methods From January,2016 to January,2017,39 stroke patients were included.Their joint position sense and gait symmetry were compared before and after weight-adding.The joint position senses of active reproduction of active positioning(ARAP) and passive reproduction of passive positioning(PRPP)were assessed during lower limb straight leg raise.The gait symmetry was also assessed and three indexes were recorded including the symmetry of foot rotation angle,step length and percentage of single leg support phase.Results After weight-adding,the position sense of PRPP did not improve(t=0.832,P=0.832),nor of the symmetry of foot rotation angle(t=-0.704,P=0.483)and percentage of single leg support phase(t=0.381,P=0.702);the position sense of ARAP improved(t=3.158,P= 0.011),as well as the symmetry of step length(t=2.022,P=0.041).Conclusion The lower limb with open chain weight-adding could improve the active joint position sense and symmetry of step length.

stroke;open chain;weight-adding;joint position sense;gait

R743.3

A

1006-9771(2017)08-0950-05

2017-03-13

2017-06-07)

10.3969/j.issn.1006-9771.2017.08.017

上海市残联优青课题(No.2014KFB01YQ)。

上海市养志康复医院(上海市阳光康复中心)物理疗法科，上海市201619。作者简介：冉军(1988-)，男，汉族，四川达州市人，硕士研究生，中级治疗师，主要研究方向：神经物理治疗。通讯作者：刘华卫(1982-)，男，汉族，江苏扬州市人，硕士，主管治疗师，主要研究方向：神经康复。E-mail:13817361047@139.com。