节律性听觉刺激在不完全性脊髓损伤步态康复中的应用

张栋，郑扬，王华栋，朱跃，何勍

(1.解放军总医院第四医学中心骨科医学部，北京 100000；2.积水潭医院脊柱外科，北京 100035)

研究[1]显示，不完全性脊髓损伤患者的步态功能障碍表现为步速、步频等降低，康复的重要目标是改善其步态特征。节律性听觉刺激有助于改善内在和生物节律性运动，在帕金森病[1]、中风[2]、创伤性脑损伤[3]患者步态研究中显示了积极的作用，但其在不完全性脊髓损伤患者中的应用效果尚不明确。本研究观察了节律性听觉刺激对不完全性脊髓损伤患者步态特征的影响，现报告如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料

经医院伦理委员会批准，于2016年3月～2019年12月招募来本院就诊的不完全性脊髓损伤患者作为研究对象。纳入标准：①明确的脊髓损伤史，ASIA神经功能分级[4]为C或D级，可使用辅助设备(如助行器)和/或矫形设备(如脚踝/脚矫形器)；②脊髓损伤已接受手术治疗，术后脊柱稳定性良好；③患者意识清晰，生命体征稳定。排除标准：①双下肢肌张力改良Ashworth分级≥2级；②重症肌无力、脑性瘫痪、脊髓灰质炎等疾病者；③合并神经肌肉、骨关节疾病者；④心力衰竭、慢性阻塞性肺疾病等限制运动疾病者；⑤精神疾病、听力障碍、视力障碍、严重认知功能障碍者。共纳入患者62例，采用随机数字表法分为对照组和观察组各31例。对照组中，男21例，女10例；年龄24～58岁，平均(43.86±9.27)岁；病程1～5个月，平均(3.23±1.28)个月；损伤平面：T107例，T114例，T125例，L15例，L210例；损伤程度ASIA分级：C级13例，D级18例。观察组中，男22例，女9例；年龄24～56岁，平均(42.14±8.68)岁；病程1～5个月，平均(3.36±1.32)个月；损伤平面：T108例，T114例，T123例，L15例，L211例；损伤程度ASIA分级：C级12例，D级19例。两组患者基线资料差异无统计学意义(P>0.05)。

1.2 研究方法

对照组患者给予常规康复治疗，包括下肢牵伸训练、下肢肌力和关节活动度训练、坐位及跪位平衡训练、站立训练、体位转换训练、步行训练等内容，每日锻炼1次，每次30 min。观察组在对照组的基础上给予节律性听觉刺激，常规康复治疗同对照组，节律性听觉刺激采用电子节拍器发出与步行基础速度一致的节拍，患者首先听1 min节拍，然后分别进行4 m和10 m步行练习。练习方法：①没有节律刺激下，以最安全的速度行走；②按照节律器节拍正常行走；③没有节律刺激下，以最安全的速度行走；④在节律器节拍刺激下，步速较无节律刺激增加5%，如果患者步行节奏较低，则逐步提高节拍速度。完成4 m和10 m步行为一组。患者每日进行3组训练。两组均以4周为一疗程，共干预3个疗程。

1.3 观察指标

观察两组患者干预前后步态变化，包括步频、步长、步速等，步频指每分钟步数，步长为同侧肢从上一鞋跟至下一鞋跟距离，步速定义为患者1 min行走的距离。观察干预前后两组患者的胫前肌运动诱发电位(motor evoked potential,MEP)，采用Mag-2型磁刺激仪(丹麦)进行检测，重复检测3次，取平均值。

1.4 统计学方法

2 结果

与治疗前相比，两组患者治疗后的步频、步长、步速均显著升高(P<0.05)；两组间相比，两组患者治疗前的步频、步长、步速差异均无统计学意义(P>0.05)，但观察组治疗后的上述指标均显著高于同期对照组(P<0.05)，见表1。

与治疗前相比，两组患者治疗后的胫前肌MEP潜伏期均显著缩短(P<0.05)，胫前肌MEP波幅均显著升高(P<0.05)；两组间相比，治疗前的两项指标组间差异无统计学意义(P<0.05)，但观察组治疗后的胫前肌MEP潜伏期显著短于对照组，波幅显著高于对照组(P<0.05)，见表2。

表1 两组患者治疗前后步态变化

表2 两组治疗前后胫前肌MEP比较

3 讨论

研究显示，不完全性脊髓损伤患者表现为步行速度较慢，步频和步幅降低，步履困难[5-6]。另一项研究显示，不完全性脊髓损伤患者表现为肌肉激活延迟，运动控制不稳定性增加，快速摆动增加，步幅缩短[7]。本研究显示，节律性听觉刺激可有效改善患者的步频、步长和步速，初步证实了节律性听觉刺激的应用效果。

不完全性脊髓损伤时，皮质脊髓通路受损，导致胫前肌运动诱发电位波幅降低。因此，运动诱发电位波幅增加与运动功能恢复有关，康复训练、功能性电刺激等提高皮质脊髓通路兴奋性的干预措施可改善胫前肌运动诱发电位的波幅，促进其运动功能恢复。研究显示，提高皮质脊髓兴奋性的训练可增加慢性不完全性脊髓损伤患者的胫前肌运动电位波幅[9]。本研究显示，观察组患者表现为运动电位波幅的增加伴随着频率潜伏期缩短，该结果与上述研究的结论相一致。

节律性听觉刺激通过使用节律性声音作为刺激源，增强患者听觉感知和运动行为之间的联系，从而激活参与运动的神经回路。研究显示，节律性听觉刺激的步态康复可通过外部节律促进节奏运动的训练[10]。研究证实，节拍器和音乐干预所产生的节律性听觉刺激可有效改善帕金森和卒中患者的步态时空参数和关节运动模式[11]。既往研究中，听觉刺激源包括音乐和节拍器，不同的听觉刺激对步态、步幅程度等影响存在差异，单纯以节拍器为听觉刺激源的步态训练可改善患者步行节奏，对步幅有显著影响[12]。本研究使用节拍器进行作为听觉刺激源，结果显示节律性听觉刺激可改善患者的步态。其机制可能包括[13-14]：①听觉-运动系统与听觉信息的广泛作用起始于脊髓和脑干，节律性听觉刺激触发的听觉神经元放电会夹带运动神经元放电频率，促进整个运动神经系统进入新的活动频率；②节律性听觉刺激可能激活脊髓运动神经元，增加神经元兴奋性，在听觉刺激的同时可使运动系统做好准备，缩短运动神经的反应时间。国外有研究显示，通过节奏性听觉刺激的夹带、运动系统超前准备等，可改善肌肉的预期控制，减少运动时间的可变性，从而增强患者对运动时相的控制[15]。综合本研究结果提示，节律性听觉刺激可能改变了不完全性脊髓损伤患者的运动神经可塑性，但其机制尚需要进一步研究探讨。