振动训练在康复中的临床应用及机制研究

李 怡 任兰芬 马云辉

湖北省宜昌市第一人民医院 443000

振动治疗(VT)是非药物治疗中的物理因子疗法之一。它是通过装置平台将机械振动直接或间接的施加于治疗对象，这些机械性的振动刺激具有较稳定的发放频率，产生加速度并持续一定的时间而对作用对象产生效应[1]。全身与局部振动治疗成为一种非药物、非侵入性的治疗方法。最初的振动研究集中在竞技体育方面，研究认为振动可提高肌肉的力量、减轻骨质疏松、减轻疼痛、提高协调性训练[1-2]。越来越多的学者把振动应用于儿童康复、骨骼肌肉康复、神经康复等，现就振动训练在康复中的临床研究和理论机制展开综述。

1 振动训练在康复中的临床研究

1.1 儿童康复

1.1.1 脑瘫(CP)：脑瘫是由于发育中的胎儿或婴儿脑部受到非进行性损伤而引起的，并且影响运动、姿势和肌肉骨骼系统[3]。而振动训练越来越多地用于改善与这种发育障碍相关的体征和症状。有学者研究结果显示，短期振动训练能降低脑瘫患儿的痉挛状态和协调缺陷，并且对脑瘫患儿的步行能力有正面影响，主要表现在粗大运动功能、肌力、步态三个方面。而长期振动训练的影响表现为缓解肌肉紧张和减少痉挛，同时可以增加患儿肌容积和骨密度。还有研究结果显示全身振动可以改善脑瘫儿童的步态速度和站立功能[4]。总之，振动训练作为一种非药物学方法的短期和长期应用均可改善脑瘫患儿症状，实现提高日常生活能力的目标。尽管还需进一步研究振动训练在成年人应用中的神经肌肉机制，但是越来越多的科学证据支持振动训练改善脑瘫患儿功能障碍的有效性。因此，振动训练可以减少脑瘫相关的感觉、运动功能障碍。可以更容易、更有效地实现脑瘫患儿提高生活自理能力的目标。

1.1.2 自闭症谱系障碍(ASD)：患有ASD的儿童经常出现躯体感觉功能障碍，包括对触觉刺激的异常反应和对疼痛刺激的异常感知。有学者研究探讨躯体感觉治疗对ASD儿童体感参数的影响，将59名ASD儿童随机分配到干预组和对照组。干预组接受了体感疗法，包括四种类型的运动(触觉、本体感觉、振动训练、立体感)。在治疗前和治疗后立即评估体感功能(压力疼痛阈值、触觉阈值、立体感、本体感受)。干预组儿童治疗后疼痛敏感性显著降低，触觉敏感性增加，而对照组儿童触觉敏感性没有明显变化，而疼痛敏感性增加。该研究结果提示结合振动训练可改善ASD儿童的躯体感觉功能障碍[5]。

1.1.3 唐氏综合征：Eid[6]研究了30名患有唐氏综合征的儿童，随机分为研究组及对照组各15名。研究组在接受对照组相同物理治疗的基础上，同时进行全身振动训练。通过使用Biodex稳定性系统测量稳定性指数以及使用手持式测力计测量膝部屈肌和伸肌的肌肉力量。两组在治疗后的稳定性指数和肌肉力量方面均有显著改善(P<0.05)，与对照组相比，研究组的改善程度显著提高(P<0.05)。结果显示全身振动训练可能是一种有效的干预方式，可以改善唐氏综合征患儿的站立平衡和肌肉力量。

1.2 骨骼肌肉康复

1.2.1 老年骨质疏松：Swe M等学者研究全身振动机在老年骨质疏松症预防和治疗中的作用，试验中使用双能X射线吸收测定法(DXA)来测量骨矿物质密度(BMD)，结果试验发现患者BMD显著增加，结论提示全身振动训练是用于预防和管理绝经后妇女骨质疏松症的良好辅助疗法[7]。另有学者则发现振动训练不仅可用于改善老年人的静态平衡，而且有可能对活动受限老年人的动态平衡产生积极影响[8]。

1.2.2 膝关节骨性关节炎：有一项随机对照临床研究探讨全身振动训练对老年膝关节骨性关节炎患者功能改变的影响[9]。23名老年受试者被随机分为振动组和运动组，两组分别行全身振动的深蹲训练及无振动的深蹲训练。疗程持续12周，3次/周。使用四项功能性能测试进行评估：Berg平衡量表、起立行走测试、椅子站立测试和6min步行测试。结果显示运动组中，患者功能仅改善了两项测试(即Berg平衡和6min步行测试)，而振动组所有功能测试的表现均有所改善。研究表明全身振动可能是一种可行且有效的方法，可改善膝关节骨性关节炎老年人的疾病状态和自我认知。

1.2.3 老年髋部骨折：有学者[10]研究振动治疗对老年髋部骨折的康复效果。干预组共纳入76例患者，对照组77例，两组均使用起立行走测试(TUG)、老年人运动性量表(EMS)、Berg平衡量表(BBS)和跌倒风险筛查(FS)来评估功能，并记录跌倒和继发性骨折的发生率。结果显示对照组再次骨折率(10.39%)明显高于干预组(1.32%)，并且干预组在TUG、EMS和FS方面均有显著改善。表明振动治疗是有效的，降低了二次骨折率，同时有利于改善老年髋部骨折患者的生活质量。

1.3 神经系统康复 振动训练在神经系统康复中应用最多的对象是脑卒中偏瘫患者。而肌张力增高、痉挛、肌力减弱、本体觉位置觉缺失、步态异常是脑卒中所导致的主要功能障碍。近年来有国内外学者把振动训练研究集中于脑卒中患者存在的这些主要运动功能障碍上，在临床诊疗思维上提供了一些新的尝试方式。

1.3．1 肌力及肌张力：李沐阳[11]研究发现早期振动训练结合运动能有效提高急性脑卒中偏瘫患者上肢肌力,改善肢体运动功能。吴超[12]探讨局部振动训练对缓解脑梗偏瘫患者上肢痉挛的疗效，治疗结束后振动组Fugl-Meyer运动功能评分、改良Barthel指数、Ashworth分级法各项评估结果均比治疗前显著改善，提示局部振动训练可在常规康复训练基础上进一步减轻脑梗偏瘫患者上肢肌肉痉挛水平。外国学者Casale R[13]采用局部100Hz频率选择性振动上肢屈肌拮抗肌肱三头肌，发现可减少屈肌肱二头肌的痉挛，以改善脑卒中患者上肢痉挛。

1.3．2 本体觉位置觉：宋志尚[14]研究振动触觉感觉统合训练在偏瘫治疗中的有效性，得出以下结论：偏瘫患者患肢本体感觉、位置觉及运动功能存在障碍，振动触觉与运动统合训练对偏瘫患者下肢康复有一定效果。Jung SM[15]将10例脑卒中偏瘫患者在每个疗程中接受振动训练30min，每周3次，持续2周。结果显示患者手部力量、灵活性以及本体感觉均有显著改善，并且在疗程结束后2周再次评估，发现各项结果仍保持效果，说明振动训练疗效存在持续性。

1.3．3 步态异常：有学者[16]探讨下肢区域性振动刺激对脑卒中偏瘫患者步行速度与稳定性的作用。26例脑卒中偏瘫患者在坐位下接受频率16Hz、振幅4mm的下肢区域性振动刺激10min，评定振动前后小腿三头肌张力(改良Ashworth分级)、3m计时起立行走时间和10m最大步行速度。结果显示下肢区域性振动刺激能够提高脑卒中患者即刻的步行速度及稳定性，改善步行功能。Park JM等[17]研究振动刺激对慢性卒中患者的时空步态参数的影响，发现局部振动可提高步速、步长和步幅，缩短双支撑相，表明使用振动刺激可以控制步态参数并改善步态性能。因此，这种干预可用于慢性中风患者的步态康复。

2 振动训练的机制研究

2.1 肌肉组织研究 有学者认为振动刺激是通过激活Ⅱ型肌纤维而达到提高肌肉收缩效率的作用。彭春政等[18]观察发现振动训练刺激肌梭后可以募集更多的运动单位参与活动、改善肌肉协调性,同时还提高了对Ⅱ型纤维的训练效果,进而导致快肌纤维百分比提高,增加了肌肉的爆发力。Benedetti MG[19]通过表面肌电图(sEMG)研究振动训练改善膝关节骨性关节炎患者股四头肌无力的临床机制，sEMG分析表明局部肌肉振动后患者股四头肌中Ⅱ型肌纤维的参与增加，以达到强化股四头肌的效果。

2.2 骨骼组织研究 大量研究表明全身振动可能在预防骨质疏松性骨折中起到治疗作用，还可以改善骨强度、促进骨折愈合过程中的骨形成。有学者[20]则发现振动对骨组织的影响机制可能是通过振荡细胞核和细胞骨架之间的机械耦合方式。Cerciello S等[21]研究结果提示振动治疗可以为骨骼和肌腱系统提供合成代谢机械信号，振动作为一种低强度的力学刺激信号，以较高的频率作用于骨骼和肌腱时，可通过拉伸应力和压缩应力的形式，转变为骨形成或骨吸收的生化信号并传递给效应细胞，刺激骨祖细胞—成骨细胞活性，抑制骨溶解过程。

2.3 血流动力学研究 有学者着眼于全身振动运动对患者血流动力学的潜在影响。人体控制皮肤血流的能力随着年龄的增长和一些临床疾病而逐渐降低。而有研究[22]系统评估全身振动运动对血流动力学的影响及其在不同人群中的可行性，发现通过振动可以放松局部肌肉，促进血液及淋巴液的流动，加强营养物质向细胞内的运输，并能加速排出滞留于肌肉局部组织的代谢产物。得出结论提示振动运动是一种改善血液循环安全且有效的治疗策略。

综上所述，振动训练是近年来康复医学中的最新研究领域。大量国内外研究已证实振动训练既可作为主要治疗方法，也可作为物理和药物治疗的辅助手段。但不同研究中振动训练的应用类型、频率和幅度存在很多差异，这些差异反映了文献中一些相互矛盾的临床结果。因此在以后的研究中需更多地去探讨更有效的振动频率和振幅，以及训练方式、持续时间和强度。并且多数临床研究并没有随访记录，无法确定振动治疗的持续时间及其远期疗效，这也是未来研究中可以侧重关注的方向。目前许多研究了解振动疗法在脑卒中偏瘫患者中的治疗效果，很多神经系统疾病均存在类似于脑卒中后遗症的功能障碍，如肌张力增高、平衡能力较差等，我们也可以考虑逐步关注研究振动训练在脊髓损伤、多发性硬化、帕金森病等神经康复中的应用。

虽然振动训练的疗效与安全性均获得了客观的肯定，但其治疗机制尚不完全清楚。有学者认为振动训练可能作用于本体感受机制，也可能刺激大脑补偿机制，可目前所涉及的细胞机制和假定的神经元环路还没有被发现[23]。所以笔者认为可以采用神经影像学技术来进一步研究振动治疗可能存在的神经元环路机制，为振动治疗有效性的作用机理提供更多的客观依据。