全身振动训练对1～3岁痉挛型脑瘫患儿下肢运动功能的影响*

孟文彬，刘锋伟，董 婵，杨 斌，马丹丹，王明梅，陈 镇，朱登纳#

全身振动训练对1～3岁痉挛型脑瘫患儿下肢运动功能的影响*

孟文彬1，2)，刘锋伟1，2)，董 婵1，2)，杨 斌1，2)，马丹丹1，2)，王明梅1，2)，陈 镇1，2)，朱登纳1，2)#

全身振动训练；痉挛型脑瘫；儿童；痉挛；粗大运动功能

目的：观察全身振动训练对1～3岁痉挛型脑瘫儿童下肢运动功能的影响。方法选取1～3岁痉挛型脑瘫患儿75例，随机分为全身振动训练组(n=38)和常规训练组(n=37)，常规训练组给予12周的运动疗法、石蜡疗法及神经肌肉电刺激疗法；全身振动训练组在常规训练的基础上给予12周的全身振动训练。采用改良Tardieu量表(MTS)、表面肌电图(sEMG)被动状态数值对患儿治疗前后下肢痉挛程度进行评价，采用粗大运动功能测试量表-88(GMFM-88)、Berg平衡量表(BBS)对患儿治疗前后的粗大运动功能及平衡功能进行评价。结果治疗前两组患儿MTS评分、MTS踝关节角度R1、R2、sEMG被动状态数值、GMFM-88评分、BBS评分差异无统计学意义(P>0.05)；治疗后，全身振动训练组MTS评分、MTS踝关节角度R1、R2、sEMG被动状态数值、GMFM-88、BBS评分较常规训练组明显改善(P<0.05)。结论全身振动训练可有效缓解1～3岁痉挛型脑瘫儿童的下肢痉挛，改善其粗大运动及平衡功能。

脑性瘫痪(简称脑瘫)是一组持续存在的中枢性运动和姿势发育障碍、活动受限综合征，这种综合征是由于发育中的胎儿或婴幼儿脑部非进行性损伤所致[1]。我国脑瘫发病率为1.8‰～4‰[2]。脑瘫的临床分型中痉挛型约占70%[3]，脑瘫患儿长期的肌肉痉挛往往会导致异常姿势的产生及运动功能发育障碍，严重影响患儿日常生活及活动能力的发育。所以促进姿势控制、提高脑瘫患儿运动能力，一直都是脑瘫康复和研究的重要课题[4-5]。近20年来，全身振动(whole body vibration，WBV)训练作为一种新兴的训练方法，得到越来越广泛的应用，主要应用在竞技和大众体育、康复理疗、航空、美容医学等方面。相对于其他训练方式，WBV训练具有简单、无创、见效快、加载时间短、频率振幅等控制参数易调节等优点[6]。在查阅国外文献时发现，WBV训练在脑瘫领域的应用仅有少量报道，且大多应用于大龄儿童和青少年及成人脑瘫患者[7-9]，未见用于治疗婴幼儿脑瘫的报道。本研究旨在通过WBV训练，观察其对1～3岁痉挛型脑瘫患儿下肢运动功能的影响。

1 对象与方法

1.1一般资料选取郑州大学第三附属医院儿童康复科2015年11月至2016年5月住院的痉挛型四肢瘫、痉挛型双瘫、痉挛型偏瘫患儿80例，诊断标准参照2015年的中国脑性瘫痪康复指南(第一部分)[10]。入组标准：符合上述诊断标准并同时符合下列条件。①存在下肢肌肉痉挛。②粗大运动功能分级(GMFCS)为Ⅱ～Ⅳ级[11]。③年龄12～36个月。排除标准：合并癫痫、疝气、急性传染病，心、肺、肝、肾功能不全，皮肤病及发热、外伤、炎症感染、出血性疾病、恶性肿瘤，人工关节(如臀部、膝部)，金属植入物 (如螺钉、平板)，关节炎，先天性畸形。本研究已通过郑州大学第三附属医院伦理委员会批准。采用随机数字表法将80例患儿随机分为常规训练组和WBV训练组，每组40例。治疗过程中患儿失访5例(6.25%)，实际纳入试验的病例为75例(常规训练组37例，WBV训练组38例)；其中男41例，女34例。年龄12～35(22.1±7.4)个月。

1.2治疗方案两组患儿在治疗前进行基线评估。常规训练组患儿接受12周的常规康复训练(运动疗法、石蜡疗法及神经肌肉电刺激疗法)；WBV训练组患儿接受12周的WBV训练+常规康复训练。

1.2.1 常规康复训练 ①运动疗法：运用Bobath疗法，通过被动活动、负重等手法以降低肌张力，并提高拮抗肌肌力；通过牵拉跟腱、被动运动、主动运动等扩大踝关节关节活动度；采用反射性抑制手法来抑制异常伸展的姿势；通过将患儿下肢外展，足背屈，再将两足趾拉直等纠正患儿尖足的异常姿势。40 min/次，5次/周。②石蜡疗法：将蜡饼(温度为52～55 ℃)包敷于腓肠肌解剖位置处， 30 min/次， 5 次/周。③神经肌肉电刺激疗法：刺激腘绳肌的拮抗肌股四头肌，及腓肠肌的拮抗肌胫骨前肌，频率1 Hz，脉宽100 ms， 5次/周， 20 min/次。

1.2.2 WBV训练 应用德国Novotec公司的Galileo Med L振动治疗仪。治疗前向患儿家长或亲属说明仪器的使用和训练方法，并要求患儿家长或亲属积极配合。启动Galileo振动训练仪，设定振动频率为26 Hz，振动时间设为2 min/次。患儿采取站立位，膝关节屈曲，躯干略微前倾，双手抓扶保护杆，不能独站的患儿可由患儿家属扶持保持站立体位，每组结束后休息1 min，共3～4组。患儿每周均接受5次振动训练。

1.3观察指标

1.3.1 下肢肌肉痉挛程度评定 治疗前后采用改良Tardieu量表[12](modified tardieu scale，MTS)评定患儿双侧下肢内收肌、腘绳肌、踝跖屈肌肌肉痉挛程度，通过两个参数评估特定速度下内收肌、腘绳肌、踝跖屈肌对牵张的反应。①肌肉反应的性质分级(X)。分为 0～5 级。0级：通过全关节范围被动活动没有抵抗；1级：通过全关节范围被动活动有轻微的抵抗，但没有在某一明确角度出现“卡住”的现象；2级：被动活动至某一角度出现明确“卡住”的现象，打断了被动活动，但紧接着就出现“释放”而顺利通过全关节的活动；3级：被动活动至某一角度(保持某种用力或这个位置)出现容易疲劳的肌肉阵挛(<10 s后阵挛停止)；4级：被动活动至某一角度(保持某种用力或这个位置)出现不易疲劳的肌肉阵挛(阵挛持续10 s以上)；5级：关节无法活动。将MTS肌肉反应的性质分级转化为评分：0级为0分，1级为1分，2级为2分，3级为3分，4级为4分，5级为5分。②肌肉反应时所处的角度(Y)。R1是在一定体位下采用V3(高于重力作用下较快的牵伸速度)的被动活动至目标关节出现“卡住”或阵挛的角度；R2是在一定体位下采用V1(低于重力作用下的较慢的速度)关节全范围活动的所得的角度，等同于被动关节活动度。主要对踝关节进行角度测量。

治疗前后进行表面肌电图(surface electromyography，sEMG)测定因患儿年龄较小，难以主动配合检查，故采用被动状态下肢各关节牵伸下的sEMG评估肌肉痉挛情况。

1.3.2 粗大运动功能 采用粗大运动功能测试量表-88(88-item version of gross motor function measure，GMFM-88)对患儿的粗大运动功能进行评估，其对脑瘫运动评估的信度和效度均已经得到验证。该量表分为仰卧和翻身、坐位、爬与跪、立位、走跑跳5个项目，每个项目采用4分法计分。0分指完全不能完成；1分指仅能开始会做，完成动作<10%；2分指部分完成动作，完成工作<90%；3分指完成动作100%。采用5个项目的原始分总和作为评估指标[13]。

1.3.3 平衡功能评定 采用Berg平衡量表(berg balance scale，BBS)评定平衡功能，共14项，每项0～4分，得分越高，表示平衡能力越好[14]。

1.4统计学处理采用SPSS 19.0进行分析。计数资料应用χ2检验；应用重复测量数据的方差分析比较常规训练组和WBV训练组治疗前后下肢MTS评分、踝关节MTS角度、下肢sEMG、粗大运动功能和平衡功能的改善情况。检验水准α=0.05。

2 结果

2.1两组患儿一般资料比较见表 1。两组患儿性别、月龄、治疗前GMFCS分级构成等差异无统计学意义，具有可比性。

表1 两组患儿一般资料比较

2.2两组患儿下肢痉挛程度改善情况

2.2.1 两组患儿治疗前后下肢MTS(X)评分比较

见表2。两组患儿下肢内收肌、腘绳肌、踝跖屈肌MTS(X)评分均随着时间增加而降低，差异有统计学意义(P<0.05)，表明WBV训练组患儿下肢痉挛程度改善均明显优于常规训练组。

表2 两组患儿治疗前后下肢MTS(X)评分比较

2.2.2 两组患儿治疗前后踝关节MTS角度的比较

见表3。两组患儿下肢踝关节MTS角度(R1、R2)均随着时间增加而增大，差异有统计学意义(P<0.05)，表明WBV训练组患儿下肢踝关节MTS角度(R1、R2)增大情况均明显优于常规训练组。

表3 两组患儿治疗前后踝关节MTS角度(R1、R2)比较

2.2.3 两组患儿治疗前后下肢sEMG比较 见表4。两组患儿下肢内收肌、腘绳肌、踝跖屈肌sEMG被动状态数值均随着时间增加而下降，差异有统计学意义(P<0.05)，表明WBV训练组患儿下肢内收肌、腘绳肌、踝跖屈肌sEMG被动状态数值下降情况明显优于常规训练组。

表4 两组患儿治疗前后下肢sEMG比较 μV

2.3两组患儿粗大运动功能和平衡功能改善情况

见表5。两组患儿GMFM-88和BBS评分均随着时间增加而提高，差异有统计学意义(P<0.05)，表明WBV训练组患儿GMFM-88和BBS评分提升情况均明显优于常规训练组。

表5 两组患儿治疗前后粗大运动功能和平衡功能改善情况比较 分

3 讨论

痉挛型脑瘫的主要损伤部位为锥体系，主要临床表现有肌张力增高、关节活动范围变小、运动障碍、姿势异常等[15]，因此缓解痉挛是痉挛型脑瘫康复治疗的重要方面。最近，WBV训练被应用于大龄脑瘫患儿的抗痉挛治疗，取得满意结果：Katusic等[16]对89例4.0～5.4岁脑瘫儿童进行分组研究，结果显示，WBV训练能够降低脑瘫患儿痉挛程度，提高运动表现。

对于痉挛型脑瘫患儿肌肉痉挛的评定，有研究[17]发现MTS在脑瘫下肢的应用信度较好，能较好地反映肌肉痉挛情况。由于MTS包括快、慢不同速度下的肌肉牵张反应，因此对于痉挛的评定具有更高的可靠性和灵敏性[18]。本研究中，治疗后两组MTS(X)评分较治疗前均降低，踝关节角度R1、R2较治疗前均增大，表明两组患儿下肢痉挛情况均较治疗前改善，且WBV训练组下肢痉挛改善情况优于常规训练组。

sEMG是神经肌肉系统进行随意性和非随意性收缩性活动时的生物电变化经表面电极引导、放大、显示和记录所获得的一维电压时间序列信号，采集的数据可以在一定程度上反映肌肉痉挛的程度[18]。许晶莉等[19]认为sEMG能够定量反映肌肉功能的水平，可作为脑瘫患儿疗效评估的电生理学方法。本研究应用表面肌电图分别对下肢内收肌、腘绳肌、踝跖屈肌进行电生理的定量分析，研究结果显示，治疗后两组患儿sEMG均有降低，WBV训练组在sEMG降低程度方面优于常规训练组。值得注意的是，由于入组患儿年龄较小，难以配合检查，一旦出现患儿哭闹、抵抗，则需要终止检查，嘱托患儿家长进行安抚，直到患儿安静配合为止，且试验期间检查者要由同一人进行，尽可能地降低主观因素对检查结果的影响。

上述研究结果表明，WBV训练组患儿下肢痉挛肌肉MTS(X)评分、踝关节MTS关节角度(R1、R2)及sEMG均优于常规训练组，表明WBV训练组缓解痉挛的效果优于常规训练组。这一研究结果为全身振动对抗痉挛作用提供了很好的证据。

由于痉挛型脑瘫患儿内收肌、腘绳肌、踝跖屈肌痉挛是形成患儿交叉步态、蹲伏步态、马蹄内翻足、尖足步态等异常姿势的关键因素，也是影响痉挛型双瘫患儿运动功能的根本原因，因此在脑发育阶段缓解下肢肌痉挛对脑瘫患儿行走、平衡、日常生活活动至关重要[20]。本研究结果显示，WBV训练组GMFM-88评分及BBS评分均较常规训练组明显提高，表明WBV训练可以提高患儿的粗大运动和平衡功能。

WBV是通过振动台(椅或床)对人体施加振动刺激，振动信号激活肌肉中(如肌梭)的感觉感受器，进而引起运动单元的反射性激活[21]。WBV治疗痉挛型脑瘫的作用机制推测如下：①WBV激活肌梭和Ⅰa传入纤维，通过振动肌肉介导以提高大脑皮层兴奋性[8]，这个过程似乎有助于大脑神经功能的重建，并进一步促进患儿肢体功能恢复。②WBV通过重力负荷增加引发“神经性适应”或激素的变化，导致初级肌梭传入纤维的灵敏度增加，同时α运动神经元随着振动诱导增强电位放电可以反过来导致肌肉的牵张反射和H反射减弱。这种随着振动诱导增强放电，并发反射抑制被称为“振动悖论”[22]。这种作用可能导致下肢屈肌群的兴奋性受到抑制而使其肌张力降低。③振动训练提高了从肌梭到运动神经元池的兴奋流入，减少了对高尔基体腱器官的抑制，同时能激活腱器，加强伸肌的活性[23]。因此WBV训练可以提高患儿下肢伸肌力量。④WBV刺激可诱导Ⅰa纤维的突触前抑制，很可能减少运动神经元神经递质的释放，从而使单突触反射减弱，同时，振动刺激可以通过交互抑制和脊髓抑制减少拮抗肌之间的活动，由此减弱拮抗肌亢进，使得屈肌和伸肌达到更好的平衡[8]。⑤WBV通过刺激关节、肌肉、韧带的本体感觉器，增加本体感觉功能，有助于受损的本体感觉管理系统的恢复，这可能也是WBV训练组患儿平衡功能改善的原因。

WBV训练作为一种康复治疗手段，最大特点是能够以较小负荷达到有效康复效果，不会造成过重的心肺负担，对人的心血管和神经系统等重要器官影响较小[24]。本研究中，WBV训练组患儿在试验期间未发现明显不良反应，故WBV训练应用于脑瘫婴幼儿期是相对安全的。

综上所述，WBV训练可改善1～3岁痉挛型脑瘫儿童的下肢运动功能，为临床医生在脑瘫婴幼儿期应用此疗法进行早期干预提供了依据。由于婴幼儿期的大脑尚处于快速发育阶段，具有更大的康复潜力，因此这种有效且安全的训练形式值得在脑瘫儿童的早期干预治疗中进行推广应用。但是本研究仍存在一些限制，首先，样本量较小，缺乏治疗效果的后续观察；其次，目前WBV训练的治疗方案尚没有统一的标准，训练指导方案尚不成熟。而影响WBV训练治疗方案的因素，包括振动台本身的因素如振幅、振动频率、振动模式、振动加速度等，以及控制因素，如身体姿势、振动部位、练习时间与间歇、练习的频率、外加负荷等[25]，将是下一步研究的重点。

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(2017-01-25收稿 责任编辑赵秋民)

Effects of whole body vibration training on lower limb motor function in children aged 1～3 years with spastic cerebral palsy

MENGWenbin1,2),LIUFengwei1,2),DONGChan1,2),YANGBin1,2),MADandan1,2),WANGMingmei1,2),CHENZhen1,2),ZHUDengna1,2)

1)DepartmentofChildren'sRehabilitation，theThirdAffiliatedHospital，ZhengzhouUniversity，Zhengzhou450052 2)ZhengzhouKeyLaboratoryofthePreventionandCureofCerebralPalsyChildren，Zhengzhou450052

whole body vibration training；spastic cerebral palsy；children；spasticity；gross motor function

Aim: To observe the effect of whole body vibration training on lower limb motor function in children aged 1～3 years with spastic cerebral palsy.MethodsSeventy-five children aged 1～3 years with spastic cerebral palsy were selected and randomly divided into the whole body vibration training group(n=38) and conventional training group(n=37). The conventional training group

conventional physical therapy, paraffin therapy and neuromuscular electrical stimulation for twelve weeks. The whole body vibration training group received whole body vibration training on the basis of the conventional training for twelve weeks.The modified tardieu scale(MTS), the values in the passive state measured by surface electromyography(sEMG) were used to evaluate the degree of spasticity in children before and after treatment. The 88-item version of the gross motor function measure(GMFM-88) and Berg balance scale(BBS) were respectively used to evaluate the gross motor function and balance function before and after treatment.ResultsBefore treatment, there were no significant differences in MTS score, ankle joint angles R1 and R2 in MTS, the values in the passive state measured by sEMG, GMFM-88 score, BBS score between the two groups(P>0.05). After treatment, all the indexes were significantly improved in the whole body vibration training group compared with the conventional training group(P<0.05).ConclusionWhole body vibration training can effectively relieve spasticity of lower limbs,and improve gross motor and balance function in children aged 1～3 years with spastic cerebral palsy.

10.13705/j.issn.1671-6825.2017.06.019

*郑州市科学技术局普通科技攻关项目 153PKJGG164

1)郑州大学第三附属医院儿童康复科 郑州 450052 2)郑州市儿童脑瘫防治重点实验室 郑州 450052

#通信作者，男，1974年8月生，博士，教授，研究方向：儿童康复，E-mail：zhudengna@126.com

R493；R742.3