功能電刺激治療腦卒中足下垂合并內翻的療效觀察

王桂麗，賈杰,2

足下垂合并足內翻是腦卒中后最常見的步行功能障礙[1]。因此，增強踝關節控制、糾正足下垂合并內翻畸形，是腦卒中恢復期步行功能康復的重要目標[2]。功能性電刺激(functional electrical stimulation, FES)最早于1961年被Liberso運用于治療偏癱后足下垂[3]。本研究中，在患者患側下肢實時步行周期中，不僅應用FES刺激腓總神經，并且根據足下垂或足內翻畸形程度，同步給予脛骨前肌或腓骨長短肌電刺激，協助糾正患肢擺動相中的足下垂或足內翻畸形，以期幫助建立正常的步行模式。

1 資料與方法

1.1 一般資料 2014年3月～2014年10月在復旦大學附屬華山醫院永和分院康復治療的腦卒中患者34例，均符合第四屆全國腦血管學術會議制定的各類腦血管疾病診斷要點，且經頭顱CT或MRI確診；患側下肢Brunnstrom分期≥Ⅲ級，徒手肌力測試踝背屈肌力≥1級，小腿三頭肌改良Ashworth痙攣評分≤3分；無認知功能障礙，能獨立或借助輔具實現步行和轉移者。排除標準：存在精神、認知障礙等，不能配合治療及評估者；小腿三頭肌改良Ashworth評分>3分；有癲癇病史或嚴重的心、肝、腎和造血系統并發癥；多種疾病導致的下肢骨折、腓總神經損傷、關節疼痛、活動受限等；心臟起搏器植入、體內安裝金屬固定物者。34例患者均簽署知情同意書，采用隨機數字表法將受試者分為2組各17例。①觀察組，男13例，女4例；年齡(54.41±10.93)歲；病程(17.11±8.12)周；腦梗死11例，腦出血6例；左側偏癱5例，右側12例。②對照組，男15例，女2例；年齡(56.76±11.25)歲；病程(18.35±7.04)個周；腦梗死13例，腦出血4例；左側偏癱8例，右側9例。2組一般資料比較差異無統計學意義。

1.2 方法 2組患者均接受同等常規康復治療，包括輔助踝關節主動活動訓練、楔形板站立平衡訓練、痙攣肌肉牽伸訓練、坐-站訓練、負重站-坐訓練及針刺治療等，由經驗豐富的治療師實施，每日1次，每周5d，持續4周。觀察組在此基礎上增加20min功能性電刺激步行訓練，由DC-L-500智能助行儀(江蘇德長醫療科技有限公司)實施治療，對于足下垂明顯的患者(9例)，電極片分別置于腓骨小頭后下方的腓總神經和脛骨平臺水平的脛前肌；對于足內翻明顯的患者(8例)，電極片分別置于腓骨小頭后下方的腓總神經和腓骨長短肌。運用設備編程器分析患者步態，結合個人耐受程度調節電刺激參數：不對稱雙向方波，頻率35Hz，脈寬100us；設定起步角為10～15°，落地角為7～9°，電流強度以引起明顯踝關節背屈或糾正內翻為度，約30～60mA，編程器會在步態分析過程中選擇最合適的時機施加刺激。對照組患者由治療師監督指導，進行同等時間的常規步行功能訓練。

1.3 評定標準 ①Fugl-Meyer量表下肢部分(FugI-Meyer assessment of lower extremity, FMA-LE)評定患者的運動功能，總分34分，得分越高提示下肢運動功能越好。②起立-行走計時測試(time up and go test, TUGT)評定患者功能性轉移的能力。③徒手肌力測試(manual muscle test, MMT)評定患者踝背屈的肌力。④改良Ashworth量表(modified Ashworth scale, MAS)評定患者踝關節的痙攣(1+級記為1.4分)。⑤觀察組患者步行訓練中佩戴的助行儀可通過其內置軟件記錄：步態不對稱指數(gait asymmetry index, GAI)用以評定患者步行時兩側擺動時間的相似度；非偏癱側擺動時間變異(swing time variability, STV)用以評定患者步行時下肢擺動的非節律性。評估工作分別在入組和治療4周后由治療師進行單盲評定。

2 結果

治療4周后，觀察組患者FMA-LE、TUGT、MMT、MAS、GAI和STV評分均較治療前顯著提高(P<0.05)；對照組TUGT及MMT評分較治療前明顯提高(P<0.05)，其余各評分治療前后比較均差異無統計學意義；治療后組間比較，觀察組FMA-LE、TUGT和MAS評分均顯著高于對照組(P<0.05)，但MMT評分組間比較差異無統計學意義。見表1。

表1 FMA-LE、TUGT、MMT、MAS、GAI及STV評分2組治療前后比較 分，

與治療前比較，aP<0.05；與對照組比較，bP<0.05

3 討論

腦卒中導致大腦高級中樞損害、功能受到抑制，而低位中樞原始反射釋放，形成上肢屈肌痙攣和下肢伸肌痙攣的異常運動模式，下肢表現為足下垂合并足內翻，是臨床上最常見的腦卒中后遺癥之一[4]。Burridge等[5]研究報道，腦卒中后遺留足下垂患者比例多達20%，且合并程度不同的內翻畸形。嚴重的足下垂患者在步行的擺動期內，患足不能及時脫離地面，代償性形成外展畫圈步態[6]。這種低效的異常步行模式，導致患者步長縮短、步速減慢、體力消耗過快、行走穩定性降低因而增加跌倒風險[7]。因此改善足下垂，糾正踝關節內翻畸形，從而增強步態節律性和穩定性，幫助建立正常步行模式，對于腦卒中患者的康復具有重要意義。

目前針對足下垂合并足內翻的治療，主要有兩種方式：一種是佩戴踝足矯形器(ankle foot orthosis, AFO)；另一種即是針對性應用功能性電刺激(functional electrical stimulation, FES)。踝足矯形器在步行過程中對踝關節起到穩定和支撐作用，對患者步態、步速和穩定性均有明顯改善；但限制關節活動、誘發攣縮、尺寸不適應肢體變化等問題，都限制了踝足矯形器的廣泛應用[8-10]。

相比之下，功能性電刺激在治療足下垂中具有更高的接受度[11]。在肢體運動過程中，FES上下行刺激相關神經和肌肉，誘發肌肉的重新活動，恢復和重建感覺和運動信息的傳導通路，將特定的運動模式信息持續、反復地逆行傳入中樞神經系統，使大腦相應皮層形成興奮蹤跡，逐漸恢復原有的運動控制功能。Hara等[12]通過近紅外光譜分析技術證實，FES刺激能使患側大腦感覺運動皮層的血流灌注量明顯增加，側面證明FES刺激能增強皮層興奮性，有利于受損中樞神經系統的功能重塑。大量臨床研究也表明，FES不僅具有即刻矯正效應，而且長期應用FES還有助于提高下肢肌力、增強隨意運動控制、減輕踝關節痙攣并增加關節活動范圍[13-15]。

Ramsay等[16]研究發現，踝背屈肌無力由背屈肌肉募集不能或跖屈肌痙攣增加所致；筆者認為，對于周圍神經支配完好的腦卒中足下垂患者，針對性的神經肌肉功能電刺激方法將更有利于足下垂障礙的治療。本研究應用FES刺激患肢腓總神經與小腿前外側肌，通過步態傳感器(傾角傳感器)檢測追蹤步態情況來控制電脈沖刺激輸出，從而控制足部運動(足內外翻和背屈運動)，以矯正足下垂，糾正足內翻等異常步態。經過4周治療，患者GAI和STV評分較治療前均顯著降低，提示兩側擺動時相逐漸趨近，步態對稱性及節律性均有所改善；患者的下肢FMA評分和TUGT測試成績較治療前和對照組均差異顯著，說明功能性電刺激在改善腦卒中足下垂合并足內翻患者起立-行走和轉移能力方面也有明顯效果。這也與Kesar等[17]使用功能電刺激治療足下垂的研究結果相似。

Paoloni等[18]采用聲波振動設備將聲波通過皮膚表面節律性地傳入脛前肌與腓骨長肌，發現其能改善腦卒中后足下垂患者的步態，在擺動相能顯著增加踝關節背曲角度。我們猜想，這種機械性振動刺激通過深感覺傳入神經上傳到大腦，調節皮層興奮性，從而有利于腦功能重塑和運動再學習。本研究中，FES刺激腓總神經和小腿前外側肌群，患者FMA-LU和TUGT評分顯著提高，步行功能和轉移能力明顯改善，其恢復機制可能與神經肌肉協同運動模式信息逆行上傳引起相關腦區皮層興奮和功能重塑有關，有待進一步研究探討。

現有報道中，功能電刺激治療腦卒中患者下肢運動功能障礙均采用單獨或者同步刺激腓總神經和脛骨前肌的治療方案[19-22]。本研究中，作者認為脛骨前肌止于楔骨內側面和第1跖骨底，具有控制踝關節背屈和內翻的作用，因此對于足內翻明顯的患者，過多刺激該肌肉可能會加重內翻畸形；參考Morita等[23]的理論，電刺激對應的拮抗肌能通過交互抑制減輕跖屈肌痙攣，因而選取與脛骨后肌互為拮抗的腓骨長短肌，刺激該肌肉能夠直接矯正脛骨后肌痙攣引起的足內翻，輔助完成踝背屈動作。因此本研究的創新之處在于，在對患者進行腓總神經電刺激的同時，對足下垂和足內翻進行了區分和針對性治療：針對足下垂明顯的9例患者刺激脛骨前肌，而對于足內翻明顯的8例患者則刺激腓骨長短肌。觀察組患者在4周干預結束后，踝關節MAS評分相對對照組明顯降低，證明該治療方案對于改善踝關節跖屈肌痙攣確有一定效果，無論是腓總神經電刺激還是對脛骨前肌、腓骨長短肌電刺激都能有效緩解痙攣；但MMT的評分僅表現為組內治療前后差異，觀察組中對足下垂患者的脛骨前肌電刺激對提高踝背屈肌力可能有正面作用，但在觀察組中另有8例嚴重足內翻患者電刺激腓骨長短肌，并沒有直接證據證明FES刺激腓骨長短肌有利于踝背屈肌力的增加。作者猜想，觀察組嚴重足內翻患者踝關節跖屈肌痙攣和踝背屈肌力改善的原因，是功能電刺激腓骨長短肌有助于緩解脛骨后肌痙攣，因此在改善足內翻的同時對減輕跖屈痙攣也有一定的幫助，MMT的測量中由于拮抗肌群痙攣改善使得測量踝背屈肌力也能相對提高。本研究受樣本量的限制，評價指標中未能進行針對性的足內翻改善評分，今后的研究中也可依據足內翻評分對患者進一步分組治療，針對互為拮抗肌群的功能電刺激進行療效對照研究。

本研究的設計還存在一些不足之處：研究方案未設置僅粘貼電極片而不予電刺激的對照組，因此不能排除電極片自身感覺刺激對研究結果的影響。在今后的研究中，我們將完善試驗設計，力爭減少此類缺陷。本研究也存在一定的局限性，如樣本例數較小、缺乏長期隨訪觀察及遠期療效的比較等，尚需進一步試驗論證。

綜上，本研究結果表明，持續4周的動作反饋功能性電刺激輔助步行訓練相比較常規康復訓練能進一步促進腦卒中足下垂合并足內翻患者下肢運動功能和步行能力的恢復，提高功能性轉移能力。另外在提高踝背屈肌力，糾正足下垂合并足內翻，改善步態對稱性及節律性等方面也具有一定積極作用，對腦卒中后步行功能障礙的臨床康復具有指導意義。

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