减重平板训练联合功能性电刺激对早期脑卒中偏瘫患者平衡及步行能力的影响

李辉 李岩 傅建明 劳方金 柏和风 林在龙

脑卒中患者约75%遗留有肢体功能障碍，约33%～50%出院后3个月内仍不能独立步行，这与患者偏瘫侧下肢肌力下降、运动控制能力减弱以及下肢异常运动模式等有关[1-2]。减重平板训练（body weight supported treadmill training,BWSTT）是一种新康复训练疗法，应用于早期偏瘫患者的步态治疗，通过悬吊装置减轻患者下肢有效迈步的负重比例，并利用平板运动增加下肢迈步期伸髋势能，进而增强髋部屈肌收缩，恢复患者早期步行能力[3]。但是患者偏瘫侧肢体肌力改变，控制肌群及关节活动的能力下降，两侧肢体的步态不对称。有研究指出，功能性电刺激（functional electrical stimulation,FES）通过对脑卒中患者下肢多组肌肉进行序列刺激，可改善运动功能[4]。笔者团队采用在BWSTT的基础上联合FES的方法对早期脑卒中（病程5周以内）患者进行康复训练，效果优于单一疗法，现报道如下。

1 对象和方法

1.1 对象 选取2017年11月至2019年12月在嘉兴市第二医院康复医学中心住院治疗的早期脑卒中偏瘫患者60例。患者均符合脑卒中诊断标准[5]，经头颅CT或MRI检查明确诊断。纳入标准：（1）首次脑梗死或脑出血；（2）生命体征稳定，意识清楚，可执行动作指导；（3）患者下肢Brunnstrom分期为Ⅲ期；（4）功能性步行分级（functional ambulation classification,FAC）2级，即患者在一人持续或间断扶持下行走；（5）年龄45～65岁，病程在5周以内。排除标准：（1）严重的深感觉、视听觉障碍者；（2）由于其他神经系统、骨关节系统等疾病所致下肢功能障碍者；（3）存在严重的心、肝、肾功能不全及其他严重免疫性疾病；（4）有心脏起搏器、血压控制不合理、近期有心肌梗死、心绞痛发作等其他限制活动的合并症患者。其中20例患者采用FES方法进行康复训练（FES组），20例患者采用BWSTT方法进行康复训练（BWSTT组），另20例患者采用BWSTT联合FES的方法进行康复训练（联合组）。3组患者性别、年龄、病程、偏瘫侧别、脑卒中类型比较差异均无统计学意义（均P＞0.05），具有可比性，见表1。本研究经医院医学伦理委员会批准（批件号：JXEY-2021ZXFQ013），患者或家属知情同意并签署知情同意书。

表1 3组患者性别、年龄、病程、偏瘫侧别、脑卒中类型比较

1.2 方法 所有患者均接受早期综合康复治疗，包括偏瘫肢体良肢位摆放宣教、早期诱发躯干肌转移及控制训练、神经肌肉促通技术、下肢主被动屈伸控制训练、坐位及站立平衡适应性训练、MotoMed下肢运动功能训练，40 min/次，5次/周。FES组患者在此基础上进行床边仰卧位的正常步行程序模式的FES治疗；BWSTT组患者在此基础上进行减重30%～40%的步行平板训练；联合组患者在进行BWSTT治疗的同时，进行步行程序模式的FES。具体方法如下。

1.2.1 FES组 采用FES治疗仪（美国Empi公司，型号：Respond Select），4组功能电刺激表面电极分别粘贴在偏瘫侧下肢的股四头肌、腘绳肌、胫骨前肌和腓肠肌的运动点上，评估患者FES刺激的阈值，获取最合理的刺激强度范围，输出参数为30 Hz，脉宽0.3 ms，最大耐受刺激（20～30 mA）。刺激强度以出现关节运动而不引起疼痛为宜，一个步态周期为一个刺激周期，刺激肌肉的程序模拟正常人步行中的肌肉收缩时序。治疗过程中注意观察FES电极片下的皮肤反应，避免灼伤，治疗前告知患者潜在不良反应，如皮肤灼伤、刺痛、烧伤等。FES治疗20 min/次，5次/周，连续6周。

1.2.2 BWSTT组 采用电动减重装置（美国Life Gait公司，型号：Life Gait I250）及Gait-keeper步态训练平台，减重从30%～40%开始，视患者步态异常程度、下肢张力和肌力等情况酌情减重0%～15%，调速范围 0.2～0.5 m/s，一般 0.4 m/s，平板坡度设置为0°。患者迈步不充分的情况下由1～2名治疗师对髋屈曲、髋关节后伸、骨盆旋转或对膝踝关节处给稳定性支持、诱导。患者步行20 min/次，5次/周，连续6周。

1.2.3 联合组 在减重平板训练任务开始前，将治疗电极贴在患侧下肢股四头肌、腘绳肌、胫前肌、小腿三头肌的运动点上。打开FES治疗仪开关，治疗仪输出参数为30 Hz，脉宽0.3 ms，最大耐受刺激（20～30 mA），治疗仪周期性间歇输出模式，一个刺激周期相当于一个步态周期。刺激程序模拟正常人步行中的肌肉收缩时序，治疗中患侧下肢出现可见的步行动作，再打开减重平板开关，平板移动速度下的步态时相与刺激周期时间同步；之后根据步行速度变化适时调整刺激周期时间，使其周期同步。即随步行速度变化的量在变化过程中保持电刺激刺激时间有一定的相对稳定关系。患者治疗20 min/次，1次/d，连续6周。

1.3 观察指标 3组患者分别于治疗前、治疗6周后评估平衡及肢体运动功能。平衡及肢体运动功能评估采用Berg平衡量表（Berg balance scale,BBS）[6]、10 m 最快步行速度（maximum walking speed,MWS）[7]、FAC[8]对3组患者进行疗效评定。BBS将平衡功能从易到难分为14个项目，每项5级，总分56分，得分越高表示患者平衡能力越好。患者的步行能力测定采用10 m MWS，用彩色胶布在起点到终点的直线距离为16 m的平地上标记测试的起点、3 m点、13 m点及终点，用秒表记录从3 m点至13 m点所需要的时间，精准到0.1 s，测试3次，取其平均值为10 m MWS。采用FAC将患者的步行能力、步行状态分为5级：0级为不能步行或需2人以上协助；1级为需1人连续不断地帮助才能行走；2级为需1人在旁边间断地给予患者接触身体的帮助才能行走，步行不安全；3级为需1人在旁监护或用语言指导，但不接触身体；4级为在平地上独立步行，在楼梯或斜坡上行走需帮助；5级为任何地方都能独立步行。

1.4 统计学处理 采用SPSS 19.0统计软件。计量资料以表示，多组比较采用单因素方差分析，组间两两比较采用SNK检验，组内治疗前后比较采用配对t检验。计数资料以频数和构成比表示，组间比较采用χ2检验。P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

治疗前，3组患者BBS评分、10 m MWS及FAC分级比较差异均无统计学意义（均P＞0.05）。治疗后，FES组BBS评分较治疗前升高，BWSTT组和联合组BBS评分、10 m MWS及FAC分级均较治疗前升高，差异均有统计学意义（均P＜0.05）。治疗后，联合组患者BBS评分、10 m MWS及FAC分级均高于FES组、BWSTT组（均P＜0.05）。3组患者治疗前后BBS评分、10 m MWS及FAC比较见表2。

表2 3组患者治疗前后BBS评分、10 m MWS及FAC比较

3 讨论

脑卒中患者由于中枢系统与反馈机制受到损害，步行时肌肉活动的时间及顺序出现差错，肌肉活动力量减弱或主动收缩肌达不到应用的强度[9]，即异常的步态模式，影响平衡，增加步行能量消耗。研究显示，脑卒中运动康复介入越早，患者功能恢复和整体疗效就越好[10]。

本研究选取早期脑卒中能在间断扶持下行走的患者作为研究对象，使用的四通道FES治疗仪为其提供了正常步态的模式化刺激，突破了传统康复产生的错误运动模式，按照正常行走的时序和时间分别刺激股四头肌、腘绳肌、胫前肌、小腿三头肌，使瘫痪的下肢各关节产生行走的动作[11]，强调了正常模式输入的重要性，符合下肢功能性活动规律，可以更好地促进偏瘫下肢肌肉力量和运动协调性恢复[12]。本研究发现在治疗6周后，FES组BBS评分高于治疗前，差异有统计学意义，而FES组10 m MWS及FAC与治疗前比较差异均无统计学意义。本研究结果显示早期患者平衡功能有一定恢复，但是下肢肌力弱，恢复肌力与步行能力用时较长，不能在步行任务时给予刺激，只能仰卧位下功能性刺激，患者虽然安全主动参与，但难以诱发肌肉完成负重下的的步行任务，因此10 m MWS及FAC比BBS评分更能直接客观判定脑卒中患者的独立步行能力。

BWSTT是建立在大脑功能重组和神经可塑性基础上的功能训练方法[13]，利用悬吊装置减轻患者体重对其下肢的负荷，并配合适速步行平板带动患者下肢进行重复而有节律的步行练习，使下肢支撑能力不足的患者早期进行直立位功能步行。本研究表明，患者在进行减重训练治疗6周后，其平衡功能、步行速度及步行功能均有好转。减重平板训练在提高患者步行能力方面远优于常规训练方法，有助于无法负担全部体重的患者进行平衡、站立步行训练。有研究证明，通过平板转动，充分拉伸髋关节，诱发患者患肢迈步，进而增强髋部屈肌收缩，肢体摆动增加，促进髋关节屈伸协调发展，激活了脊髓节律性运动中枢及大脑运动皮质，患者较快地恢复了地面行走能力，康复的时间可以大大提前[14]。本研究发现，患者早期进行BWSTT治疗时需要治疗师控制膝关节的灵活度及踝关节稳定性，不然患者易出现下肢痉挛，引起的屈膝不充分、踝内翻负重不对称等情况，对患者功能恢复及治疗师姿势造成影响。

本研究中联合组患者在减重平板下进行重复而有节律的步态周期练习的同时，按照正常行走的时序和时间分别刺激股四头肌膝伸、刺激腘绳肌膝屈、刺激胫前肌踝伸、刺激小腿三头肌跖屈。经6周治疗后，发现该组患者平衡能力、步行速度及步行功能均较治疗前、FES组及BWSTT组明显改善。BWSTT装置能减轻患者下肢负重，提高平衡功能等影响步行的不利因素，通过活动平板，均速带动患者产生伸髋、屈膝及踝背屈的重复、有节律、迈步动作[15]。同时，FES按照正常行走的时序和时间分别刺激股四头肌、腘绳肌、胫前肌、小腿三头肌，利用反射性抑制，降低下肢关键肌肉协同收缩率，同步增强了相关时序肌肉收缩能力，有利于下肢膝关节向前摆动，提高下肢行走能力；同步训练平衡了下肢膝关节、踝关节各肌群的收缩能力，使瘫痪的下肢产生正确的行走动作，双重诱导瘫痪肢体周而复始的主动运动，增强髋、膝、踝关节和肌肉信息输入，运动感觉产生正反馈和神经元被刺激后肌肉收缩能力提高，进而促进脑的可塑性变化。研究发现早期的多通道FES配合任务性功能训练，可以安全有效地改善脑卒中后偏瘫肢体的运动功能及平衡功能[16-17]。本研究显示早期脑卒中患者平衡能力、步行速度及步行功能得到进一步改善。

综上所述，FES根据步行周期相关肌群进行刺激，并与BWSTT相结合，对早期脑卒中患者下肢功能性动作有明显诱导作用。双重任务下，即提高了中枢控制信号，又与外部的输入强化信号产生共振，可放大肢体节律性运动的幅度、速度及平衡性，比临床上单一使用其中一种方法更易引起相关肌肉兴奋性，能很好适应早期偏瘫患者步行需要，对早期脑卒中步行功能恢复有较好的效果。