双侧上肢训练技术对偏瘫患者上肢功能的研究进展

荆金鑫，温晓妮，代瑞兰，武文平，范玉婷，孙彤，刘焕

(1.西安体育学院 a.研究生部，b.健康科学系，西安 710068； 2.西安交通大学第一附属医院康复医学科，西安 710061； 3.西安医学院基础部，西安 710016)

脑卒中又称脑血管意外，一旦发病，重者死亡，幸存患者可能会因偏瘫等后遗症严重影响生活质量。脑卒中患者上肢功能往往恢复较差且恢复所需时间较长，采取各种康复技术恢复偏瘫患者的上肢功能已成为脑卒中重点关注的问题之一。目前，神经发育学疗法(Bobath、Brunnstrom、Rood等)、运动再学习、强制性运动疗法、电子生物反馈疗法等康复技术均强调单纯的患侧上肢运动，对患者上肢功能的恢复有一定局限性。研究显示，日常生活中的大部分活动均由双手协调完成，双手协调能力的恢复将有助于提高偏瘫患者的日常生活能力[1]，因此探究偏瘫患者双上肢协同功能的康复方法显得至关重要。双侧上肢训练技术实现了将双侧上肢同时融入训练，以提高日常生活活动能力。双侧上肢训练技术作为脑卒中患者上肢功能康复的有效手段逐渐被关注。双侧训练技术大致分为以大脑半球间内部耦合为理论基础的双侧对称/交替运动和以大脑半球间特异性为理论基础的双侧上肢协调运动[2]，也有的将双侧训练与其他训练方法相结合以提高训练效果。现就双侧上肢训练技术在偏瘫患者上肢功能恢复中的研究进展予以综述，为临床康复工作提供参考依据。

1 双侧上肢运动训练方面的研究

1.1双侧上肢运动训练 卒中发生后，患者脑部本身病变造成的上肢功能障碍较下肢严重，同时患者在日常生活中往往倾向于使用健侧上肢或者由于单侧忽略而减少患侧上肢的使用，进而造成患侧上肢的废用甚至损伤，产生肩痛、肩手综合征等不良后果，减缓患侧上肢的恢复进程，造成恶性循环。双侧上肢运动训练主张双上肢同时参与运动，降低了患侧上肢废用和损伤的风险，并且激活了两大脑半球间的偶联机制，两大脑半球通过胼胝体完成信息之间的联系，双侧肢体的同时运动使这种联系更加密切；另一方面，双上肢的同步运动将减弱两大脑半球间的皮质抑制，提高患侧肢体肌肉的激活水平[3-4]，尤其是在偏瘫上肢迟缓期和共同运动时期，以诱发上肢肌肉活动和分离运动。治疗师可根据具体的训练目的设置不同的训练方法，双侧上肢运动训练主要以健侧上肢直接带动患侧上肢运动的方式进行，或借助特定的器材或电刺激辅助提高恢复效果，运动形式相对简单，偏瘫患者可在康复训练和日常休息时进行。何斌和张超[5]为急性期偏瘫患者设计了仰卧位双侧肘关节伸直位肩关节屈曲运动、坐位借助滚筒双上肢同步屈伸运动、坐位借助滚筒双侧腕关节同步掌屈背伸运动以及坐位借助滚筒双手同步抓握伸展运动4种训练模式，患侧上肢的近端运动功能和肩肘腕关节的肌张力得到显著改善。Lim等[6]的研究证明了双手抓普拉提环进行训练可显著增强患侧斜方肌、三角肌前束、肱三头肌和双侧肱二头肌的激活水平，并且使患者的运动更加协调。王强等[7]借助训练棒和转轮证明了针对上肢处于共同运动期患者的肘屈/伸联合腕关节背伸/掌屈、肘屈伸联合腕尺偏桡偏、肘伸展下前臂旋前旋后3个动作的疗效，在上肢运动功能和日常生活活动能力方面均显著优于常规神经发育学疗法。针对后遗症期患者的研究发现，双侧腕伸肌等长收缩时患侧上肢的力量控制效率显著高于单独健侧或患侧用力[8]。此外，双侧训练同样可借助体操棒实现肩关节同步屈曲上抬运动，以触发患侧肩关节前屈运动，该方法灵活多变，可根据患者最关注和最实际的需求来设计不同的训练方案以达到更好的效果。

1.2双侧运动结合电刺激训练 爬行训练作为双侧训练的一种训练方式，在促进肩关节前屈和肘伸直等动作、刺激上肢关节的本体感受器以及提高上下肢的整体协调能力方面具有重要的作用[9]。单侧的神经肌肉电刺激可触发肌肉动作电位，提高神经肌肉兴奋性，双侧的电刺激也有提高肌肉功能、激活大脑半球间联系、提高中枢整合的作用[10]。龙耀斌和郭利平[9]将爬行训练与双侧上肢的神经肌肉电刺激相结合应用于急性期偏瘫患者2个月后，患者的上肢功能、肌张力和日常活动能力均有显著改善。Kang等[11]对后遗症期且上肢功能障碍较轻的患者采用了双侧上肢运动结合肌电触发的神经肌肉电刺激治疗6周后的肌电结果显示，患者腕关节和手指关节的伸展、肩关节外展肌群的激活水平均高于肘关节伸展肌群。另有研究显示，右半球损伤患者双侧训练的改善效果显著优于左半球损伤的患者[12]。

2 功能任务型双侧训练方面的研究

康复训练源于生活，终于生活，以生活目的为导向的任务训练有助于激发人体的自然属性，对运动功能和日常生活能力的恢复起到更好的效果，而肢体间协调在任务导向活动中占有重要的位置，这种协调取决于运动的时空偶合[13]，同时胼胝体在高度的双手协调任务中扮演着重要的角色[4]。双侧训练是自然选择的另一种结果，人类从远古爬行时期的双上肢交替前伸到直立人时期的双手协调配合完成日常生活，在人体的神经系统和运动系统均留下了相对持久的“记忆”[14-15]。由于卒中后神经系统完整性被破坏，以功能为导向的双侧训练方式有助于唤醒这种人体原有的“记忆”，提高神经可塑性，激发患者的运动潜能，同时在训练中改善患者的日常活动能力[16-17]。任务型双侧训练可根据患者的具体情况进行设置，可进行徒手双上肢训练或借助仪器、电刺激进行辅助，对于病程、训练地点、训练方式的选择灵活性较大。在急性期或亚急性期患者的住院康复期间，Han和Kim[18]为患者设置了3个功能性动作，即挂环、用毛巾擦桌子和喝水，要求他们尽量用双手同时各自完成，6周后患者的肩关节活动功能显著改善。Song[17]让患者完成了用毛巾擦桌子、堆叠杯子、将杯子直立放置、拿木块和喝水5项任务，患者上肢和手的运动功能及日常活动能力均显著提高，且效果优于双侧重复训练。Singer等[19]根据个体化原则为患者设置了抓和放杯子、往杯子中倒水、排列卡片、打开信封或拧下瓶盖等动作，对上肢功能障碍较重的患者还辅以电刺激腕指伸肌，6周后，患者的上肢功能较干预前显著提高，且这种效应可持续到3个月后。在家庭训练中，以双侧训练的方式进行洗碗、煮咖啡、打字、切水果和叠衣服等任务训练，将对患者的上肢功能和日常生活能力产生显著影响[20]。在康复中，从医院到家庭的过渡训练将成为治疗的关注点，将日常生活、家务劳动、休闲娱乐等内容融入训练，有助于患者更好地回归生活和社会。

人体遭遇卒中后，不仅患侧肢体会受到影响，健侧肢体也会受到影响，表现最明显的是健侧上肢灵活性下降[21]，在伸手抓取和拿起物体动作的过程中会出现手向物体移动的速度减慢、抓取动作的时间和比例不协调以及抬起动作不充分等现象，这些问题与手部的感觉障碍也有一定的关系[22]。双侧训练在改善患侧上肢运动功能的同时也会提高健侧上肢的灵活性，Morris和Van Wijck[21]让患者进行以下4项任务动作：将一个直径2 cm、高4 cm的木钉从桌子上移动到眼睛水平的架子上；将一个7 cm3的木块从桌子上移动到与肩同高的架子上；抓一个空玻璃杯，送到嘴边，然后放回原位；指向距桌子30 cm的一个点，该点距桌子边沿左右各40 cm；结果显示，患侧上肢运动功能和健侧上肢的灵活性均得到改善。可见，应重视偏瘫患者健侧上肢的灵活性康复训练。

不同距离的功能任务型双侧训练对患者症状的改善作用可能略有不同，Ma等[23]嘱患者用双手同时分别拿取桌上位于肩关节正前方的铃铛，铃铛与患者的距离分别为90%手臂长度和125%手臂长度，并比较在手臂长度范围内和超过手臂长度范围两种情况下取物时躯干的运动情况，结果显示，超过手臂距离的取物训练可更多地增加肩关节前屈外展、肘关节伸展，但也会增加不对称的躯干旋转和侧屈运动，同时增加过早和过多的躯干代偿，因此当患者完成超过手臂距离的取物任务时应先指导患者进行上肢运动(尤其是肘关节的运动)，当患者上肢达到伸直时再指导患者躯干前屈，同时防止躯干旋转和向患侧侧屈。

3 节奏性听觉提示型双侧训练方面的研究

节奏性听觉提示型双侧训练(bilateral arm training with rhythmic auditory cueing，BATRAC)是以一定频率听觉提示下的双侧重复对称或交替运动训练方法，通过一定的节奏触发患者对韵律的感知，并根据节奏进行双上肢对称或交替训练。位于脊髓的中枢模式发生器调节和管理着上肢、下肢在移动时的节律性运动[24]。BATRAC大多借助特定的训练工具完成，其发展经历了从针对近端运动到远端运动的方式，运动方式更精细，对患者运动功能的要求也逐渐增高。

最初的BATRAC由Whitall等[25]于2000年从步态训练中得到启发而提出，主要以双侧上肢推拉手柄的方式进行，分为两侧同时推拉和两侧交替进行推拉运动，训练6周后，患侧上肢功能和使用频率均显著提高，并且这种效应可持续到训练8周后。McCombe-Waller等[26]将BATRAC法与单纯患侧上肢任务导向联合使用，训练阶段包括6周的双侧训练和随后6周的单侧训练，结果显示，两种方法联合使用的效果大于单纯的单侧训练方法，主要表现为患侧上肢运动功能和使用频率增加、运动时大脑运动区和运动前区的激活增加，近端双侧训练和远端单侧训练相结合的方案将为日常的康复训练提供更多的思路。此后，van Delden等[27-29]将训练元素由肘关节屈伸运动改良为以腕关节为主的运动，设置了包括双侧对称运动，即双腕同时屈曲后同时伸展；双侧交替运动，即双腕同时向左运动(即左腕伸展右腕屈曲)和同时向右运动(即右腕伸展左腕屈曲)；双侧同时伸展然后自然放松回到中立位；双手放于桌面上(手掌向下)跟随音乐的节奏进行手指敲击桌面的运动(双侧对称或交替均可)4种模式的训练，6周后，患侧上肢功能、协调性和运动幅度均显著改善，但该方法需将纳入人群限定为患侧腕关节可主动伸展至少10°者。

4 主被动双侧启动训练和主被动双侧运动训练方面的研究

与上述训练方式不同，主被动双侧启动训练(active-passive bilateral priming training，APBP)需要使用特定的机械设备和电子设备来实现双侧上肢的同时运动，该设备可实现健侧腕关节主动屈伸，同时带动患侧腕关节完成对称运动，这种训练方法常作为患者康复训练前的辅助启动方法。有研究表明，在健康人完成20 min双侧对称的主被动训练后，大脑运动皮质的兴奋性可持续30 min[30]。

APBP辅助装置起初较为简易，仅能实现双侧腕关节的屈伸运动，常针对急性期上肢运动功能障碍较重的偏瘫患者以激活大脑皮质的兴奋性，在达到3～6个月恢复平台期前，卒中患者的神经可塑性相对较强[31]，此时在上肢物理治疗和作业治疗前使用APBP作为启动方法可显著提高患者的功能水平，增加患者急性期恢复效率[32]。另外，APBP也可与游戏训练结合使用，Shiner等[33]在Wii-Baced运动疗法前使用APBP后患者的上肢运动功能显著改善，且效果在28周后持续存在。在继APBP简易辅助装置之后，有学者在此基础上进行了改良，设计出前臂旋前/旋后和腕屈曲/伸展运动的被动-被动模式、被动-主动模式以及主动-主动模式训练方法，此方法要求患者有患侧腕关节的主动伸展能力[34]。Hsieh等[34]在任务导向性训练之前加以APBP，患者的自我力量感知和残疾程度显著改善。另外，Hsieh等[35]对患者实施2周的APBP结合任务导向训练后再进行2周的强制性运动疗法，结果证明该方法较单纯4周的APBP结合任务导向训练在运动控制能力方面有更好的效果。

主被动双侧运动训练将主被动结合的双侧运动作为一种康复治疗方法，主要形式为双侧腕关节的节律性运动，经验证该方法可提高患者的运动功能，调节半球间兴奋性的平衡状态[36]。

5 双侧运动结合虚拟现实技术以及其他方面的研究

双侧训练技术与虚拟现实技术的结合将产生更好的效果，Lee等[37]将双侧训练和虚拟现实技术结合与单纯双侧训练的效果进行比较，采用对称的上肢运动、不对称的上肢运动、对称的0～45°虚拟上肢运动和不对称的0～45°虚拟上肢运动4种训练模式，6周后患者的上肢和手功能水平显著提高，并且双侧训练与虚拟现实技术结合组患者的肘关节屈伸和手抓握、对掌、侧捏、指捏力量的提高效果显著高于单纯双侧训练组患者。

基于双侧运动模式借助机器人设备对患者进行的辅助训练，通常运用计算机系统、外骨骼模型等装置。目前设计出来的机器人种类繁多[38-49]，不仅实现了患者上肢运动功能的提高，而且能够用机械代替人力，以减轻人力资源的消耗，这需要医疗工作者和机械工程师以及计算机软件相关行业人员的良好合作。

6 小 结

双侧训练具有较常规康复疗法更易于操作和需要更少辅助的优势，且训练过程需要患者更多的主动参与，摆脱了以往患者康复训练更多需要在医院或依靠康复治疗师人工辅助来完成的困境，患者可在家庭或社区进行，并且在住院期间或日常生活中的任何休息时间均可进行有效的训练和提升。目前，双侧上肢训练技术的应用还不够广泛，所以，治疗师灵活应用双侧训练技术，制定个性化的治疗方案，将训练与患者日常生活有效融合可为双侧上肢训练技术更好的实施与推广打下良好的基础。