四通道FES对脑卒中患者下肢运动功能影响的随机对照研究

陈钰杰

广州市第一人民医院康复医学科(广州 510180)

在所有的由脑卒中引起的功能障碍中，下肢运动功能和平衡功能最能影响日常生活活动能力。传统的康复训练，大多数患者可恢复独立步行或辅助下行走，但其步态为高耗能的异常模式，不能满足日常生活需要。因此改善异常步行模式，提高行走效率是脑卒中后肢体功能康复的新理念[2]。四通道FES(functional electrical stimulation)通过模拟正常人步行时的肌肉收缩时序来刺激患侧下肢相应肌肉，达到让患者学习正常的步态。国内燕铁斌[3]等人基于正常人体行走时的模式，通过2台双通道FES在悬吊下对脑卒中患者进行治疗，结果显示：治疗3周后，下肢痉挛程度降低，踝关节背伸扭矩明显改善，踝背伸时协同收缩率明显降低；陈丹凤[4]研究发现四通道功能性电刺激除了改善脑卒中患者下肢运动功能，还可以促进脑功能的重组；张顺喜[5]等人通过三维步态分析发现，四通道功能电刺激可以即时改善脑卒中患者步行功能。徐冬艳[6]等人研究发现多肌肉协同收缩的功能性电刺激治疗两周后下肢功能即有改善。之前研究主要研究方向为四通道FES可以改善患者下肢运动功能及步行功能，本研除了研究四通道FES治疗对脑卒中患者偏瘫侧下肢运动功能影响，还会进一步研究其对脑卒中患者平衡功能的影响，为四通道FES治疗的偏瘫患者下肢功能障碍提供客观依据，进一步推动四通道FES在脑卒中治疗中的合理应用。

1 资料与方法

1.1 一般资料

研究对象为2017年1月—2018年1月我院脑系科及康复科住院的脑卒中恢复期患者49例，随机分为四通道FES组(17例)、单通道FES组(16例)和对照组(16例)。入选标准：①根据中华神经科学会和中华神经外科学会1995年全国第四次脑血管病会议制定的关于脑卒中的诊断和分类标准，经CT或MRI确诊，第一诊断为初发脑卒中(脑出血或脑梗死)；②发病时间距离试验开始时≥3个月；③年龄45～80岁；④一侧肢体偏瘫，可在借助步行辅助器具下在平地或独立步行5分钟；⑤无感觉功能障碍，无认知功能障碍，简易智力测试量表(abbreviate mental test，AMT)得分>7分。排除标准：①进展型脑卒中或蛛网膜下腔出血；②有感觉功能障碍合并严重心、肝、肾及感染等疾病；③颅脑外伤或肿瘤。

表1 三组患者一般资料比较

1.2 方法

1.2.1 采用机器：采用由中山大学孙逸仙纪念医院康复科设计(专利号：2006200588870)，广州市凡科医疗设备有限公司生产的机器，注册名称：多功能电疗综合治疗仪(商品名：易善行)，型号：P2-9632，注册证号：粤械201522602。

1.2.2 治疗部位：刺激肌肉分别为偏瘫侧胫前肌、股四头肌、腓肠肌及腘绳肌的运动点上，运动点需要通过多功能电疗综合治疗的定位模式进行定位。

1.2.3 治疗方法：三组给予基于正常行走模式设计的四通道功能性电刺激(FES)助行仪治疗(单通道FES组除胫前肌其他通道无输出，对照组均无输出)，患者戴机行走30分钟，若患者不能持续行走30分钟，中间可休息，但总时间须达到30分钟；刺激肌肉分别为偏瘫侧胫前肌、股四头肌、腓肠肌及腘绳肌的运动点上。治疗时间为每周5次，持续2周共10次。治疗前、治疗1周、治疗2周分别进行患侧下肢运动功能评定、平衡功能评定。

1.2.4 采用专用电极：电极规格：40 mm 40 mm；40 mm 60 mm；40 mm 80 mm；50 mm 90 mm。

1.2.5 刺激参数：采用双向对称方波，频率：30 Hz，波长：200 μs，选择步行模式，步行周期：5 s，强度：能引起肌肉产生明显收缩。

1.2.6 操作步骤：先在患者身上确定治疗部位，贴好贴片，设置治疗时间等参数，确认开始运行，调节电流后肌肉产生收缩，完成所设定的行走动作，打开足底触发开关，让患者一边治疗一边行走。

1.3 检测指标

①下肢简易运动功能(Fugl-Meyer assessment,FMA)评分：共17项，总分34分，分数越高，下肢存在的功能障碍越轻；②Berg平衡量表：共14项，0～56分，分数越高提示平衡能力越强。

1.4 统计学方法

2 结 果

组内前后比较：两组患者治疗前、治疗后一周、治疗后两周下肢功能(FMA)及平衡功能(Berg)逐步提高(P<0.05)。组间比较：治疗后一周三组差异无统计学意义(P>0.05)，治疗后两周三组有统计学意义，经过两两比较发现，只有四通道组与对照组之间有统计学意义(P<0.05)。

表2 三组治疗前后及组间下肢FMA评分比较

表3 三组治疗前后及组间Berg平衡量表评分比较

3 讨 论

功能性电刺激是一种广泛应用的康复治疗技术，它应用电流激活由于脊髓损伤、脑外伤、脑卒中等失去神经支配的肢体。在之前的一些研究表明，功能性电刺激可以通过改善患者步行过程中摆动期的廓清，从而改善患者的步行功能。但是另外一些研究发现，尽管功能性电刺激能够改善步行功能，但是对患者的运动功能却没有提高，主要原因可能是功能性电刺激只能引起短时间的肌肉收缩，缺乏患者的主动参与，而主动参与是功能性活动的前提。本文的研究目的是评估四通道功能性电刺激对脑卒中患者的下肢功能及平衡的影响，为功能性电刺激的临床应用提供依据。

四通道FES通过模拟正常人步行时的肌肉收缩时序来刺激患侧下肢相应肌肉，并且在刺激过程中与功能性行走相结合，达到让患者学习正常步态目的。下肢运动功能评估方法是FMA，平衡功能主要通过Berg平衡量表评估。FMA量表是根据脑损伤运动功能的恢复过程进行量化评分，其分级水平为3分，并被证明有很好的信度，能够在患者恢复期功能较好的时候敏感发现运动功能的变化，从而降低患者功能较好时候的“天花板效应”，在临床中是最常用的一个评估量表[10]。金冬梅[11]等人研究发现：Berg平衡量表是一个动态的评估量表，能够评估平衡功能及跌倒的风险，41～56分提示低跌倒风险，21～40分提示中等跌倒的风险，0～20分提示高跌倒的风险。

在Iruthayarajah等[12]人的一项虚拟现实研究中，最小可侦测变化值4～6分，这说明相对于对照组，四通道功能性电刺激有着很好的效果，而对于单通道刺激组效果不明显。在本研究中，随着时间的变化，FMA量表在各组(四通道组、单通道组、对照组)都有明显进步，差异有统计学意义，这说明四通道功能性电刺激、单通道功能性电刺激及综合康复治疗对脑卒中患者下肢运动功能都有一定的治疗效果。但同时我们发现组间比较，第1周的时候下肢运动功能组间变化无统计学意义，而第2周的时候差异有统计学意义，且通过两两比较，四通道组与对照组之间有统计学差异，而单通道组与对照组无统计学意义，这说明四通道功能性电刺激至少需要训练两周以上才能产生明显的变化，且四通道组相对于对照组效果更加显著，这与之前的多个研究结果[13-14]是相似。本研究中虽然四通道组与单通道组差异没有统计学意义，这可能是由于样本量相对于较少的原因，但是从1周到2周的过程中，可以看到四通道组优于单通道组的趋势，我们后期将进一步增加样本量进行研究。

本研究中，随着时间的变化，Berg平衡量表在各组(四通道组、单通道组、对照组)都有明显进步，差异有统计学意义，这说明四通道功能性电刺激、单通道功能性电刺激及综合康复治疗对患者平衡功能都有一定的治疗效果。大量研究显示，平衡功能与步行功能呈现正相关，所以改善患者平衡功能对于患者步行功能至关重要。尽管在两两比较中，只有两周时四通道组与对照组平衡功能差异有统计学意义，但是我们发现四通道组优于单通道组的趋势，这可能由于通过模拟多组下肢肌肉的协同收缩能够提高下肢在站立过程中的稳定性，从而提高平衡功能。

关于多通道功能性电刺激对脑卒中步行功能恢复的中枢机制[15]：研究显示多通道且按照一定时序刺激多组肌肉，可以产生多关节的协调活动，这种运动更符合功能性步行的要求，能够更好地改善脑卒中患者下肢的运动功能，功能性电刺激能够通过神经细胞去极化将刺激上传到中枢神经系统，实现外周到中枢的整合，从而激活大脑相应区域脑功能活动，这能够提高轴突侧枝和新突触的产生速度，实现中枢神经系统的重组，提高大脑可塑性，从而促进运动功能地恢复。本研究未对治疗后脑卒中患者大脑高级功能进行评估，这将是我们后期研究关注的重点。

综上所述，应用基于正常行走模式的FES治疗可以即时改善患者的步行功能，但长期效果还有待进一步深入研究。