水中运动对痉挛型脑瘫儿童运动功能的影响

吴进，张俊杰

（1.华东师范大学体育与健康学院，上海 200241；2.中国民航大学体育工作部，天津 300300）

脑瘫（Cerebral Palsy,CP）是指由发育中的婴儿或胎儿脑部造成的非进展性损伤引起的异质性神经疾病[1]。世界卫生组织（World Health Organization,WHO）《国际疾病分类（第11次修订版）》（International Classification of Diseases,ICD-11）中业已阐明脑瘫分型，包括痉挛型、共济失调性、运动障碍型、Worster-Drought综合征，以及其他特指的脑瘫、未特指的脑瘫[2]。运动功能障碍是脑瘫的最主要特征，这与继发性肌肉骨骼问题有关，包括肌肉张力的异常、肌肉力量缺失、关节活动范围受限、骨骼畸形和本体感觉受损等症状[3]；此外，脑瘫患者往往伴有感知觉、认知、交流和行为障碍。毋庸讳言，所有这些病症对患者的发展将造成重大影响，导致家庭如牛负重。数据显示，现阶段我国小儿脑瘫患病率约为2.48%，12岁以下脑瘫儿童有近180万人[4]。作为“人民”中是最需要格外关心和关注的特殊群体，脑瘫患者无疑具有“发展不平衡不充分”的代表性，也正是特殊群体这一社会角色使得其更加渴望“美好生活”。谨鉴于此，对脑瘫患者尤其是儿童开展科学有效的干预正是“健康中国”至深至重的意义所在。

运动干预具有有效改善脑瘫患儿运动功能状态、提高生活质量之功效。研究表明，有氧训练、抗阻训练[5]、核心稳定性[6]训练等运动干预手段对提高脑瘫患者健康水平大有裨益。作为脑瘫治疗的最佳手段之一，运动干预治疗在脑瘫康复中的应用似乎日臻完善。然而，水中运动干预的研究却相对滞后，阙如足够的思虑。水中运动对于脑瘫患者康复的牵拉助力关键在于水的物理特性，例如粘滞性（viscosity）、压力（hydrostatic pressure）、浮力（buoyancy）等为水中运动时人体的生理机能改善创造了可能。水环境为脑瘫患者在带来愉悦感和新鲜感的同时能够减少关节负重，患者有可能完成在陆地环境中无法完成的三维运动。虽然水中运动治疗具有独特优势，但也要求独特的后勤保障。例如，下肢严重瘫痪且体重较大者需要借助特殊的起重设备方可进入泳池，这是在传统陆上康复治疗中不存在的，需要研究者细细忖度。

WHO《国际健康干预分类（Beta-2版）》（International Classification of Health Intervention,ICHI Beta-2）将水中运动治疗定义为：一种在水疗池、涡流浴槽、哈巴德槽、游泳池内进行的、全身浸入水中的运动治疗手段[7-8]；目前水中运动治疗的主要形式包括水中游戏、水中有氧运动、水中肌力训练、水中高强度间歇训练等。表面上看，国内外研究均表明水中运动治疗对于脑瘫康复安全可行。然而，对国内已有研究深入分析后发现，我国脑瘫患儿水中运动治疗服务主要依赖卫生医疗（医院）系统，干预方式多为治疗槽内的水中运动训练，治疗在整个过程中占统治地位，运动元素则处于“微弱的”辅助地位。反观国外，儿童发展中心、社区康复中心甚至学校等非专业医疗机构在脑瘫患儿水中运动治疗过程中发挥着举足轻重的作用。因此，在我国现有医疗康复资源供给难以满足患者需要的情况下，充分利用特殊教育机构、社区相关机构、游泳馆等相关设施资源提供脑瘫患儿水中运动康复十分有必要。本研究以非医疗环境下脑瘫患儿水中运动功训练为逻辑起点和思维主线，旨在探索普通标准泳池中水中运动对脑瘫患儿运动功能效果的影响，拓宽水中运动在脑瘫患儿康复中的应用。

1 资料与方法

1.1 一般资料 共有15例脑瘫患儿参与本试验的初步筛选，其均为来自北京市怀柔区脑瘫康复中心校的脑瘫学生。纳入标准：（1）年龄6～14周岁；（2）临床分型为痉挛型；（3）试验期间能够下水配合教练完成训练；（4）试验期间不参与其他形式的康复练习；（5）具备参加体育锻炼的基本生理机能水平；（6）保证试验的出勤率。排除标准：（1）患有心血管疾病者；（2）癫痫反复发作者；（3）皮肤有严重感染、破溃及外伤者；（4）发热体温在38.5℃以上者。经过初步筛选，共9例脑瘫患儿符合要求，其中男性4例，女性5例，年龄9.11±2.42岁，病程8.02±1.23年。

1.2 干预方法

1.2.1 试验方法 由于样本数量有限，本研究采用自身对照试验，通过受试者干预前后的变化得出研究结论。试验以功能性训练设计为基本思路，依据练习部位及身体体位的不同将患儿水中运动动作分成上肢、下肢以及躯干和髋关节，具体练习动作如下：（1）下肢练习。①仰卧及俯卧位：患儿坐在池边反复进行分腿、合腿练习；左右下肢交替上、下“打水”；待患儿熟练动作模式后俯卧位趴在池边重复以上动作，目的在于屏蔽视觉，刺激本体感觉；患儿佩戴颈圈、袖漂双足并拢仰卧于水中，家长站在患儿的头部所指方向，双手轻轻拖住患儿上背部（注意只是起到辅助固定作用，而非完全拖住），教练员站在患儿足底所指方向，双手放在踝关节外侧，患儿在教练的指导下进行髋关节外展，同时教练双手发力与其进行对抗；患儿双腿外展45°俯卧与水中，教练双手置于踝关节内侧，在教练员的指示下进行髋关节的内收练习，同样教练员发力与内收的力量进行对抗；患儿佩戴浮漂，双手握住浮力哑铃，俯卧与水中，进行类似于自由泳腿的上下交替打腿练习，熟练后可以逐步减少浮漂的数量，同时教练员提示患儿要尽量把水花“打”大一些。②站立位：水中“骑自行车”，患儿佩戴颈圈，双手握住浮力哑铃或佩戴袖漂，在水中保持站立位，双腿交替进行蹬自行车的动作，根据教练员的指示向前或左右旋转，熟练后可以减少浮具的佩戴。（2）俯卧位上肢练习。①肩关节屈伸，患儿趴在池边，双手正握浮力哑铃，起始姿势保持双手伸直，在教练员的指导下进行肩关节的屈、伸练习，要求下压哑铃时速度较快，且直到哑铃碰到池壁时再返回，双手同时进行或交替进行均可。②肩关节水平屈、水平伸：身体位置与前一动作相同，但起始姿势改成双手侧平举，进行肩关节的水平屈、水平伸的练习，要求下压时速度较快，直至两个哑铃在最低点相碰时返回。③肩关节90°～180°的外展内收：徒手完成，身体位置与姿势均与前一动作相同，起始姿势为双手侧平举，大拇指朝天花板，开始运动后双手沿水面滑行在头顶上方击掌，随后迅速旋转手腕使拇指朝向池底朝后回到身体两侧，整个过程中保持手在水面一下，以获得更多的阻力。④肩、肘关节的联合运动：身体位置与姿势均与前一动作相同，双手保持伸直，进行浮力哑铃的推拉练习，利用自身制造的乱流达到激活上肢小肌肉群的目的；教练员将浮力绳的一端固定于岸上，另一端置于水中，患儿佩戴浮漂和颈圈俯卧于水中，从指定位置开始，双手抓住浮力绳，进行类似于攀爬动作的练习，双手不断交替拽动浮力绳，带动身体前进，直至抵达终点。（3）躯干练习。①仰卧位：患儿双腿伸直仰卧于水中，双足置于浮力棒上；教练双手托住患儿背部，双肘夹托头部，主动发力，带动患儿进行左右方向的水平摆动；教练辅助支撑，患儿躯干主动发力左右摆动；患儿佩戴颈圈，双手放在体侧或双臂外展90°；教练站在后方，双手抓住患儿大腿并将膝关节固定在腋下，给患儿提供支撑重复以上练习。②俯卧位：患儿上半身趴在泳池边缘双手置于身体前侧方双腿伸直，双足置于浮力棒上；教练位于后方，患儿根据教练的指令进行屈髋练习，要求将浮力棒压入水中直至触碰池壁。③直立位：患儿佩戴颈圈，双手握住浮力棒，保证可以获得足够的浮力，教练双手置于患儿髋关节处，辅助患儿进行躯干的屈、伸、侧屈及旋转。

1.2.2 试验安排 试验共持续16周，每周1次，每次约90min，由20～30min的准备热身活动、40～45min的水中运动及5～10min的整理活动组成；游泳池水深约1.6m，水温约28℃。前2周的适应性训练主要目的在于提高患儿的适应能力，消除恐惧心理，缓解由水环境刺激而产生的焦虑感和紧张感，以减轻过度应激反应导致的姿势异常；内容包括学习如何进入泳池、水中适应、水中呼吸调整训练等。另外，通过亲子嬉水游戏转移患儿的注意力，辅助稳定其情绪。第3～16周进行水中运动干预，患儿在教练帮助下，完成不同空间位置中的多种练习。

1.3 观察指标

1.3.1 下肢肌力测试 徒手肌力检查（Manual Muscle Test,MMT）技术常用于伤残人士的肌力诊断。尽管电子肌力测试仪器近年不断推陈出新，但徒手肌力检查仍因其简单、科学、实用而成为最常见的肌力评价方法[9]。本研究将患儿两侧髋关节功能性力量（外展、内收、屈、伸、外旋、内旋）选为测量指标，旨在探究水中运动干预对相关肌力的影响，为进一步研究奠定基础。所有受试者均接受下肢的徒手肌力测试，进行该测试的人员均为运动康复专业的硕士研究生，具有足够的测试经验。

1.3.2 平衡能力测试 平衡（balance）是身体所处的一种姿态及其在运动中调整并维持姿态的能力。水中运动干预对于残疾人平衡能力的改善已经得到了国内外研究学者的一致认可；针对脑瘫患儿水中康复训练的相关研究中，平衡能力被视为一项必不可少的重要指标。因此，本研究亦将平衡能力作为主要指标进行测试、分析。使用Berg量表分别在干预前后对患儿的平衡能力进行评价，该量表正式发表于1989年，由加拿大的Berg等设计，其产生经过严谨的设计，反复临床验证证明具有较高的信度和效度。试验开始前由运动康复与医学领域专家对测试人员进行该量表使用方法的培训，测试人员经考核上岗。

1.3.3 水中运动功能测试 目前，国际上就残疾水中功能评价尚未开发出“金标准”。仅有Alyn水中适应性测试量表（Water Orientation Test of Alyn,WOTA）进行过严格的信度和效度检验。该测试量表分为WOTA1和WOTA2两个版本，在评价脑瘫患儿游泳能力时均有较好的信度和效度。我国学者在经过了相关授权后对WOTA1和WOTA2先后进行了汉化，推出了中文版WOTA1和WOTA2，并再次验证了中文版量表总体上具有较好的信度与效度，值得在国内水疗康复中进行推广[10]。本研究使用更完善的WOTA2作为测量工具。

1.4 统计方法 采用SPSS 24.0统计软件分析数据。描述性统计以均值加减标准差（±s）的形式表示。均数经Shapiro-Wilk检验后不符合正太分布，故干预前后受试者均值变化采用非参数检验中Wilcoxon match-pairs signed rank test，比较干预前后变化。显著性水平设为P＜0.05。

2 结果

2.1 平衡能力 干预前，受试者Berg平衡量表得分为41.38±7.70分，干预后提升至43.50±5.90分，差异有统计学意义（P＜0.05）。

2.2 水中运动功能 由表1可见，干预前后受试者水中运动功能在心态调整能力及水中技能两个维度均有显著性提升，差异均有统计学意义（P＜0.05）。

表1 受试者干预前后水中运动功能得分情况（±s，n=9）

表1 受试者干预前后水中运动功能得分情况（±s，n=9）

注：与干预前比较，①P＜0.05

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2.3 下肢肌力 由表2可见，干预前后受试者下肢肌力徒手测试得分无显著性差异（P＞0.05）。

表2 受试者干预前后下肢肌力得分情况（±s，n=9）

表2 受试者干预前后下肢肌力得分情况（±s，n=9）

注：干预前后比较，P＞0.05

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3 讨论

水中运动治疗在脑瘫康复中具有不可替代的作用，由于浮力等作用，脑瘫患儿能在水中完成陆上无法进行的活动。本研究表明，非医疗环境下水中运动干预能够有效改善脑瘫患儿平衡能力及水中运动功能，为普通标准游泳池中开展脑瘫患儿运动治疗提供了借鉴经验。

研究显示，经过水中运动治疗的脑瘫患者其平衡能力相关指标较陆上训练提高更多，与本研究的结果一致[11]。理论上讲，导致脑瘫患儿平衡功能障碍的因素主要有感受器官功能失调、骨骼肌发育异常、肌张力异常、神经反射延缓或消退等。Damiano DL等[12]研究指出，髋关节区域本体感觉的改善有利于脑瘫患儿静态和动态平衡能力的提高。进行平衡能力训练时应首先着重提高感受器敏感度及神经系统处理信息的能力。相较于陆上训练，水环境具有不稳定的特性[13]，因此水中运动对脑瘫患儿感受器刺激更加深刻，进而获得更好的康复效果。值得注意的是，水中运动干预能否改善及在多大程度上改善患儿的视觉、前庭稳定性等其他平衡能力相关因素仍需要进一步的研究。

WOTA2具有良好的信效度，Dimitrijevic L等[14]及Declerck M等[15]的研究表明，接受水中运动治疗的脑瘫患儿其WOTA2得分较治疗前提高，且患儿水中运动技能具有持续性特点，在治疗结束后仍能保持3～5周。水中适应阶段的训练对于患儿心态调整至关重要，患儿初次下水会出现哭闹、紧张等不良反应，试验过程中可以采取游戏的方式例如坐在水池边的传球游戏来分散患儿的注意力，提升患儿的心态调整能力[16]。本试验过程验证了上述观点，为期2周的适应阶段结束后大部分的患儿的紧张、哭闹等反应会消失，表现出高兴、放松，并愿意脱离教练自己活动。随着试验的进行，还会针对性地培养患儿独立进入水池和离开水池的能力，主要是教会其坐在水池边缘，学会利用手臂和头部引导动作和手掌支撑由站立位转换成坐在水池边缘的技术。可以说，适应性训练是非医疗环境下开展脑瘫患儿水中运动干预的前提。水中技能的提高主要是在试验的后期，随着对肢体控制能力的改善，大部分患儿会以俯卧位的姿势进行打腿练习，前进效果较好。虽然本研究中受试者在干预前后WOTA2得分提高，但总分低于同类研究结果。经过比较发现，本研究中受试者年龄较小，无论从认知能力还是身体素质方面均弱于年龄较大的脑瘫患者。上述现象提示，年龄因素可能会影响水中运动干预的效果。

“肌源性”和“神经源性”因素相互作用使肌肉力量得到提高[17]。就水中运动干预能否提高脑瘫患者下肢肌张力这一问题，学术界似乎尚未得到较为一致的结论。Adar S等[18]的研究表明，30次水中运动治疗能够改善肌肉弹性，但与陆上传统治疗相比肌张力无变化。宋凡旭等[19]的研究得到了类似结果，为期3个月的水中干预治疗组的肌张力低于对照组。与此形成对比的是，在另外两则研究中，水中运动治疗组受试者髋关节内收肌群、膝关节伸肌及比目鱼肌肌张力改善更加明显[20-21]。本研究发现，每周1次的水中运动对患儿肌力的增长难以起到正向促进作用。抗阻训练效果的持续获得需要运动员至少保持每周2～3次的训练频率，每周1次的训练频率无法促进肌肉生理横截面积等“肌源性”因素的增长[22]。可以推测，训练频率不同可能是导致水中运动干预未能引起脑瘫患儿肌力提升的诱因之一，在非医疗条件下开展脑瘫患儿水中干预难以同医院环境中的治疗一样保证足够的频率，导致研究结果不一致。

总而言之，非医疗环境下水中运动干预能够显著提高脑瘫患儿的平衡能力和水中运动能，并且具有一定的可行性。虽然学术界暂未对水中运动干预能否提高患儿肌肉力量达成一致，但本研究结果显示每周1次的训练无法提高患儿肌力，建议提高练习的频率。