等速技术和弹力带阻抗运动在脑卒中康复领域应用的研究进展

吕俊良, 王志强, 于莉莉, 张 萍

(中国医科大学附属盛京医院 康复医学中心, 辽宁 沈阳, 110006)

脑血管疾病是由各种原因导致的急慢性脑血管病变，脑卒中是由急性脑循环障碍所致的脑功能缺损综合征[1]。脑卒中可引发机体运动功能障碍，患者康复周期长且效果差强人意，给患者家庭带来了巨大的人力、经济损失，而由于功能障碍生活不能自理，患者的生活质量也受到严重影响。近年来，各种康复技术、先进设备和康复手段的综合应用，在提高康复疗效、缩短康复病程方面起到了积极作用。

1 等速技术在脑卒中康复中的应用

等速运动的概念可溯源至20世纪中期[2], 经过长期的应用实践，等速技术和相关等速设备的应用已较为成熟，利用等速设备进行下肢肌力训练的研究也多有报道。等速设备能够获得更准确的数据信息资料，可客观评价训练效果，其训练具有高安全性、高信度、高敏感性及可重复性好等优点[3-4], 目前已被广泛应用于体育竞技、康复医学和相关科研领域中。

1.1 等速运动与康复评定

“无评定，不康复”，指出了康复评定在康复领域的重要性[5]。康复评定是指对患者的病史及功能障碍的相关资料进行收集分析，并以此为依据制定康复计划，判断预后，并对康复计划的合理性和有效性进行评价。

利用等速技术对肌力进行评定的方法，有效避免了测试者主观因素对传统的徒手肌力评定结果的干扰，在客观肌力评定方法中有着不可替代的地位。Flansbjer UB等[6]研究显示，等速肌力评定在脑卒中偏瘫患者肌力评价中信度较高，可作为肌力评价的敏感方法。临床常利用峰力矩、屈伸肌峰力矩比对受试者同名肌群间的肌力差异进行对比[7-8], 利用峰力矩体质量比分析不同个体间肌力的差异[9]，利用肌肉总做功来评价肌肉耐力[10]。

测试时，各项测试指标会因测试中肢体的角速度不同而有所差异。一般情况下，随着运动角速度的增加，峰力矩逐渐降低。临床研究普遍以60 °/s作为膝关节最大肌力测定的最佳角速度[11]。此外，测试时的体位也可能对结果产生影响。Langrana NA等[11]认为，躯干肌力测试应在坐位下进行，但 Cohen P等[12]对腰背肌进行肌力测试的结果却显示，坐位与站立位数据差异无统计学意义。目前，对膝关节进行肌力测试的体位较为统一，即取受试者耐受性较高的坐位。

1.2 等速运动与康复训练

Narici MV等[13]认为，正常人体的双侧肌力的峰力矩差异≤10%，而国内有研究[14]表明，双侧伸肌肌力差异≥20%、屈肌肌力差异≥30%可视为肌力不平衡。脑卒中发生后，大多数患者会表现为一侧肢体明显的运动功能障碍，出现不同程度的肢体废用和肌肉萎缩，与非偏瘫侧对比，内在表现为肌肉维度减少，外在表现为肌力下降，继而引起脑卒中患者整体运动功能障碍、平衡协调性差和步行能力下降等问题。

肌力是运动的基础，下肢肌力的改善可明显提高下肢的运动功能和步行速度[15-16]。近年来研究[17]表明，脑卒中后患者非偏瘫侧肢体肌力也受到了影响，且非偏瘫侧的肌力与平衡功能和步行能力密切相关[18]。国外研究[19-20]报道，双侧膝关节伸肌肌力与步态存在显著相关性，提高非偏瘫侧下肢肌力可提高患者的平衡能力和步行速度。这可能由于单侧肢体的运动功能障碍使患者的日常活动受限，运动量减少，导致非偏瘫侧肢体的肌力也低于正常水平。朱小云[21]对脑卒中患者分别进行双侧膝关节等速训练和偏瘫侧膝关节等速训练后发现，双侧膝关节的屈伸等速训练能够更有效地提高患者的下肢运动功能和步行能力。

脑卒中后偏瘫患者心肺功能和运动耐力的下降也是导致其运动能力和生活质量下降的主要原因之一，加强患者的有氧耐力训练对改善患者的运动功能和生活质量是十分必要的[22-24]。查阅脑卒中后偏瘫患者有氧训练的相关文献发现，大多数研究都将踏车运动作为患者有氧训练的方法。张卉等[25]对下肢肌力大于4级的偏瘫患者进行8周的四肢联动有氧阻抗训练后发现，相较常规康复训练，增加有氧耐力训练能够有效提高患者的运动能力; 王尊等[26]对病情稳定后的早期脑卒中患者进行低强度踏车训练后显示，有氧训练组的受试者运动能力和生活活动能力较对照组有显著提高。踏车运动作为有氧耐力的常用训练方式，有利于实验者实时监控受试者的心肺功能，安全性高。关于利用等速设备进行有氧耐力训练的研究则并不多，主要原因是虽然等速训练能够为肌肉提供顺应性阻力，使肌力较弱的偏瘫患者完成肌力和耐力训练，但等速训练的结果往往是单纯增强了受试者的肌肉力量和肌肉耐力，训练结果缺少目的性，对偏瘫患者日常生活活动实际能力的提高表现不足。目前，等速设备常被用于相关科学研究的测试中，尤其是峰力矩和总做功(或耐力比)是公认的评价肌肉能力的重要指标，被用来监控和比较训练效果[10]。

2 弹力带阻抗运动训练在脑卒中康复中的应用

脑卒中的高致残率，以单侧肢体运动功能障碍问题最为常见，导致患者卧床时间增加或以静息生活方式为主[27-28], 即使经过系统的康复训练，相当一部分患者的日常活动仍需部分依赖他人才能完成，不仅给患者家庭带来巨大的经济负担[29], 生活质量也受到极大的影响[30-31]。因此，增强脑卒中患者的肌肉力量和机体耐力，提高肢体的运动能力，成为脑卒中患者的必要康复条件。

2.1 弹力带阻抗运动与肌肉力量

目前，国内的阻抗运动多使用沙袋、哑铃、杠铃等健身器材和进行下肢脚踏车运动等，但这些训练形式多数只能对单一关节进行固定模式的训练，训练器材也较为笨重。弹力带则具有质量轻、可折叠、易携带、价格低、性价比高等优点，且运动形式更加多样，很容易被患者接受。此外，弹力带阻抗训练是一种渐进式的阻抗训练，可随患者运动能力的提高，而提供更高的阻力。弹力带伸长所产生的阻力曲线类似于人体关节运动时产生的力量曲线[32], 弹力带阻抗训练不同于等张运动，其阻力并不来源于重力，而来源于材料被拉伸的长度，使其具有方向多变性的特点，可在不同解剖平面上运动，能够更好地模拟日常生活中的多种动作，促进患者功能恢复[33]。

弹力带阻抗训练已被广泛应用于运动损伤和颈肩腰痛等康复治疗中，可起到矫正肌肉平衡、整合感觉、促进稳定、提高机体协调性的作用[34]。脑卒中康复领域的相关文献中，更多的是同时利用弹力带的矫正和阻抗作用，或将弹力带与其他康复手段结合使用，以提高偏瘫患者的运动能力。国外研究[35-36]报道，将弹力带阻抗运动应用于早期脑卒中患者的训练中，患者的运动能力和生活质量均有提升。顾昭华等[37]使用弹力带对偏瘫患者进行阻抗和步态纠正训练后发现，弹力带渐进阻抗训练可有效促进分离运动的出现，降低肌张力。这主要是由于脑卒中后，患者肌肉的部分失神经支配导致的肌萎缩，致肌力明显下降，而适当的阻抗可以有效保持一定的肌容量，增加关节活动度，减少关节僵硬，有助于神经肌肉的功能重建。此外，弹力带阻抗训练过程中的阻力变化，与患者主动运动引起的弹力带形变量呈正相关，其安全性比传统的健身器材要高，能有效避免肌肉拉伤等意外情况的发生。李岩[38]对40例脑卒中合并2型糖尿病患者进行弹力带渐进阻抗训练后发现，受试者的运动能力明显提高。痉挛一直被神经康复领域研究人员认为是阻碍运动功能恢复的主要原因，康复治疗中也以抑制异常运动模式为主。近年来，外周神经导致的废用性肌肉萎缩、肌力下降、运动功能降低现象才逐渐被人们认识和重视，并开始尝试通过提高偏瘫侧肢体肌力来改善患者运动能力。国外研究[39-40]表明，尽早对脑卒中后偏瘫患者进行力量训练，有利于提高其生活质量。温如武等[41]对90例脑卒中患者分别进行常规康复训练和阻抗联合有氧训练后发现，后者的运动能力及生活活动能力显著提高，并发症发生率更低，表明弹力带阻抗运动可以增强肌力，减少痉挛。这是因为适当的力量训练能够降低肌张力[42-44], 增强关键肌肌力，保持关节活动度，促进肢体位置感觉的恢复，改善平衡和运动功能[35-36, 45-47]。但也有研究[48]指出, 6周的弹力带阻抗运动训练并没有表现出比正常康复治疗更好的运动功能和步态的改变，这可能是由于弹力带阻抗训练中的矫正作用让患者产生了依赖性，缺乏积极的肌肉主动运动，但该研究发现弹力带组比常规训练组在实验的前3周内表现出了更快的恢复速度。

此外，脑卒中患者肢体运动功能的异常和运动量的减少，是否使非偏瘫侧肢体的肌肉力量受到影响也得到了临床人员的广泛关注。国外有学者对脑卒中患者的肌肉力量进行研究时发现，脑卒中患者的非偏瘫侧肢体肌力也出现了降低。Büyükvuralen S等[19]将25例脑卒中患者的非偏瘫侧下肢肌力与30名健康人的下肢肌力进行对比发现，前者的肌肉力量明显低于后者，且对偏瘫侧和非偏瘫侧肢体均进行适当的阻抗训练，更有利于患者运动能力的提高。这是因为脑卒中患者的双侧肌力不平衡、协调稳定性差，痉挛的出现会加重患者的功能障碍，甚至出现疼痛，进而严重影响患者的运动功能。

2.2 弹力带康复训练与肌肉耐力

脑卒中导致患者中枢功能受损，外周神经无法正常传递信号，运动时募集的运动单位的数量减少，表现出肌力下降，这是造成患者疾病初期肌力不足的主要原因，因此脑卒中康复措施中增加有氧耐力训练能够减少因时间推移造成的废用性肌肉萎缩[49]。2016年脑卒中康复指南[50]中提出，中等强度的有氧训练，可以提高患者的运动能力和有氧耐力; Bang DH等[51]对慢性脑卒中患者给予共4周的有氧耐力训练后(30 min/d, 5 d/周)发现，患者的6 min步行试验成绩和肺功能均明显改善。本研究查阅大量相关文献发现，各研究的干预方法多统一为四肢联动或踏车等运动形式，而利用弹力带进行康复训练后脑卒中患者肌肉耐力的变化情况少见报道。

弹力带的显著优点是康复治疗师可以根据患者肌力进展情况选择和更换不同公斤数的弹力带，患者可利用不同的弹力带进行中小强度的耐力训练，相比于哑铃等传统器材，弹力带的优点在于能够完成肌肉和关节的目的性训练，而非单纯的肌肉耐力训练，还可以改善肢体协调性，使能量节约化，提高运动耐力，增加步行距离[38]。因此，采用弹力带进行康复训练对脑卒中患者有氧运动能力的效果值得临床人员进一步研究。

3 等速技术和弹力带阻抗运动

目前，国内的脑卒中康复治疗模式多数为运动疗法(PT)、作业治疗(OT)等，医患“一对一”手法治疗联合各种仪器设备进行训练的多手段联合治疗是有效的，但每日有限的指导训练与治疗时间与脑卒中患者迫切的康复意愿产生了矛盾，而等速设备等康复仪器多是固定而昂贵的，能够让患者自主利用的有效康复器材和训练方法很少，而弹力带价格低、易携带，几乎能够满足机体所有关节的肌肉肌力训练、耐力训练和功能训练等，使用方式更多样化，能够满足不同时期、不同要求的脑卒中患者进行康复训练。

但将弹力带应用在脑卒中患者的康复训练中尚有几点需要完善: ① 弹力带被拉长时产生的阻力是非线性的，其产生的负荷很难精准把控; ② 对弹力带阻抗训练效果的评价工具大多为Fugl-Meyer运动功能评分、Berg平衡量表、改良Ashworth量表等，这些评价指标都不可规避测试者主观因素的干扰，缺乏弹力带阻抗训练效果的客观评价指标; ③ 弹力带康复训练后肌肉耐力变化情况的报道临床少见。

等速设备价格高昂，需要专业的操作人员，但其能够完成对肌力和耐力的量化测定。因此，在试图利用弹力带进行阻抗康复训练的前、后，可以增加等速肌力测试和肌耐力测试，通过峰力矩和总做功的变化对偏瘫患者弹力带康复训练效果进行客观评价，提升研究信度。此外，弹力带阻抗运动训练作为更易于集体化和大众化训练的方式，其训练效果与等速设备相比是否存在差异，且其能否替代等速设备作为脑卒中患者肌力训练方法等问题，均值得深度研究。