振動訓練在康復中的臨床應用及機制研究

李 怡 任蘭芬 馬云輝

湖北省宜昌市第一人民醫院 443000

振動治療(VT)是非藥物治療中的物理因子療法之一。它是通過裝置平臺將機械振動直接或間接的施加于治療對象，這些機械性的振動刺激具有較穩定的發放頻率，產生加速度并持續一定的時間而對作用對象產生效應[1]。全身與局部振動治療成為一種非藥物、非侵入性的治療方法。最初的振動研究集中在競技體育方面，研究認為振動可提高肌肉的力量、減輕骨質疏松、減輕疼痛、提高協調性訓練[1-2]。越來越多的學者把振動應用于兒童康復、骨骼肌肉康復、神經康復等，現就振動訓練在康復中的臨床研究和理論機制展開綜述。

1 振動訓練在康復中的臨床研究

1.1 兒童康復

1.1.1 腦癱(CP)：腦癱是由于發育中的胎兒或嬰兒腦部受到非進行性損傷而引起的，并且影響運動、姿勢和肌肉骨骼系統[3]。而振動訓練越來越多地用于改善與這種發育障礙相關的體征和癥狀。有學者研究結果顯示，短期振動訓練能降低腦癱患兒的痙攣狀態和協調缺陷，并且對腦癱患兒的步行能力有正面影響，主要表現在粗大運動功能、肌力、步態三個方面。而長期振動訓練的影響表現為緩解肌肉緊張和減少痙攣，同時可以增加患兒肌容積和骨密度。還有研究結果顯示全身振動可以改善腦癱兒童的步態速度和站立功能[4]。總之，振動訓練作為一種非藥物學方法的短期和長期應用均可改善腦癱患兒癥狀，實現提高日常生活能力的目標。盡管還需進一步研究振動訓練在成年人應用中的神經肌肉機制，但是越來越多的科學證據支持振動訓練改善腦癱患兒功能障礙的有效性。因此，振動訓練可以減少腦癱相關的感覺、運動功能障礙。可以更容易、更有效地實現腦癱患兒提高生活自理能力的目標。

1.1.2 自閉癥譜系障礙(ASD)：患有ASD的兒童經常出現軀體感覺功能障礙，包括對觸覺刺激的異常反應和對疼痛刺激的異常感知。有學者研究探討軀體感覺治療對ASD兒童體感參數的影響，將59名ASD兒童隨機分配到干預組和對照組。干預組接受了體感療法，包括四種類型的運動(觸覺、本體感覺、振動訓練、立體感)。在治療前和治療后立即評估體感功能(壓力疼痛閾值、觸覺閾值、立體感、本體感受)。干預組兒童治療后疼痛敏感性顯著降低，觸覺敏感性增加，而對照組兒童觸覺敏感性沒有明顯變化，而疼痛敏感性增加。該研究結果提示結合振動訓練可改善ASD兒童的軀體感覺功能障礙[5]。

1.1.3 唐氏綜合征：Eid[6]研究了30名患有唐氏綜合征的兒童，隨機分為研究組及對照組各15名。研究組在接受對照組相同物理治療的基礎上，同時進行全身振動訓練。通過使用Biodex穩定性系統測量穩定性指數以及使用手持式測力計測量膝部屈肌和伸肌的肌肉力量。兩組在治療后的穩定性指數和肌肉力量方面均有顯著改善(P<0.05)，與對照組相比，研究組的改善程度顯著提高(P<0.05)。結果顯示全身振動訓練可能是一種有效的干預方式，可以改善唐氏綜合征患兒的站立平衡和肌肉力量。

1.2 骨骼肌肉康復

1.2.1 老年骨質疏松：Swe M等學者研究全身振動機在老年骨質疏松癥預防和治療中的作用，試驗中使用雙能X射線吸收測定法(DXA)來測量骨礦物質密度(BMD)，結果試驗發現患者BMD顯著增加，結論提示全身振動訓練是用于預防和管理絕經后婦女骨質疏松癥的良好輔助療法[7]。另有學者則發現振動訓練不僅可用于改善老年人的靜態平衡，而且有可能對活動受限老年人的動態平衡產生積極影響[8]。

1.2.2 膝關節骨性關節炎：有一項隨機對照臨床研究探討全身振動訓練對老年膝關節骨性關節炎患者功能改變的影響[9]。23名老年受試者被隨機分為振動組和運動組，兩組分別行全身振動的深蹲訓練及無振動的深蹲訓練。療程持續12周，3次/周。使用四項功能性能測試進行評估：Berg平衡量表、起立行走測試、椅子站立測試和6min步行測試。結果顯示運動組中，患者功能僅改善了兩項測試(即Berg平衡和6min步行測試)，而振動組所有功能測試的表現均有所改善。研究表明全身振動可能是一種可行且有效的方法，可改善膝關節骨性關節炎老年人的疾病狀態和自我認知。

1.2.3 老年髖部骨折：有學者[10]研究振動治療對老年髖部骨折的康復效果。干預組共納入76例患者，對照組77例，兩組均使用起立行走測試(TUG)、老年人運動性量表(EMS)、Berg平衡量表(BBS)和跌倒風險篩查(FS)來評估功能，并記錄跌倒和繼發性骨折的發生率。結果顯示對照組再次骨折率(10.39%)明顯高于干預組(1.32%)，并且干預組在TUG、EMS和FS方面均有顯著改善。表明振動治療是有效的，降低了二次骨折率，同時有利于改善老年髖部骨折患者的生活質量。

1.3 神經系統康復 振動訓練在神經系統康復中應用最多的對象是腦卒中偏癱患者。而肌張力增高、痙攣、肌力減弱、本體覺位置覺缺失、步態異常是腦卒中所導致的主要功能障礙。近年來有國內外學者把振動訓練研究集中于腦卒中患者存在的這些主要運動功能障礙上，在臨床診療思維上提供了一些新的嘗試方式。

1.3．1 肌力及肌張力：李沐陽[11]研究發現早期振動訓練結合運動能有效提高急性腦卒中偏癱患者上肢肌力,改善肢體運動功能。吳超[12]探討局部振動訓練對緩解腦梗偏癱患者上肢痙攣的療效，治療結束后振動組Fugl-Meyer運動功能評分、改良Barthel指數、Ashworth分級法各項評估結果均比治療前顯著改善，提示局部振動訓練可在常規康復訓練基礎上進一步減輕腦梗偏癱患者上肢肌肉痙攣水平。外國學者Casale R[13]采用局部100Hz頻率選擇性振動上肢屈肌拮抗肌肱三頭肌，發現可減少屈肌肱二頭肌的痙攣，以改善腦卒中患者上肢痙攣。

1.3．2 本體覺位置覺：宋志尚[14]研究振動觸覺感覺統合訓練在偏癱治療中的有效性，得出以下結論：偏癱患者患肢本體感覺、位置覺及運動功能存在障礙，振動觸覺與運動統合訓練對偏癱患者下肢康復有一定效果。Jung SM[15]將10例腦卒中偏癱患者在每個療程中接受振動訓練30min，每周3次，持續2周。結果顯示患者手部力量、靈活性以及本體感覺均有顯著改善，并且在療程結束后2周再次評估，發現各項結果仍保持效果，說明振動訓練療效存在持續性。

1.3．3 步態異常：有學者[16]探討下肢區域性振動刺激對腦卒中偏癱患者步行速度與穩定性的作用。26例腦卒中偏癱患者在坐位下接受頻率16Hz、振幅4mm的下肢區域性振動刺激10min，評定振動前后小腿三頭肌張力(改良Ashworth分級)、3m計時起立行走時間和10m最大步行速度。結果顯示下肢區域性振動刺激能夠提高腦卒中患者即刻的步行速度及穩定性，改善步行功能。Park JM等[17]研究振動刺激對慢性卒中患者的時空步態參數的影響，發現局部振動可提高步速、步長和步幅，縮短雙支撐相，表明使用振動刺激可以控制步態參數并改善步態性能。因此，這種干預可用于慢性中風患者的步態康復。

2 振動訓練的機制研究

2.1 肌肉組織研究 有學者認為振動刺激是通過激活Ⅱ型肌纖維而達到提高肌肉收縮效率的作用。彭春政等[18]觀察發現振動訓練刺激肌梭后可以募集更多的運動單位參與活動、改善肌肉協調性,同時還提高了對Ⅱ型纖維的訓練效果,進而導致快肌纖維百分比提高,增加了肌肉的爆發力。Benedetti MG[19]通過表面肌電圖(sEMG)研究振動訓練改善膝關節骨性關節炎患者股四頭肌無力的臨床機制，sEMG分析表明局部肌肉振動后患者股四頭肌中Ⅱ型肌纖維的參與增加，以達到強化股四頭肌的效果。

2.2 骨骼組織研究 大量研究表明全身振動可能在預防骨質疏松性骨折中起到治療作用，還可以改善骨強度、促進骨折愈合過程中的骨形成。有學者[20]則發現振動對骨組織的影響機制可能是通過振蕩細胞核和細胞骨架之間的機械耦合方式。Cerciello S等[21]研究結果提示振動治療可以為骨骼和肌腱系統提供合成代謝機械信號，振動作為一種低強度的力學刺激信號，以較高的頻率作用于骨骼和肌腱時，可通過拉伸應力和壓縮應力的形式，轉變為骨形成或骨吸收的生化信號并傳遞給效應細胞，刺激骨祖細胞—成骨細胞活性，抑制骨溶解過程。

2.3 血流動力學研究 有學者著眼于全身振動運動對患者血流動力學的潛在影響。人體控制皮膚血流的能力隨著年齡的增長和一些臨床疾病而逐漸降低。而有研究[22]系統評估全身振動運動對血流動力學的影響及其在不同人群中的可行性，發現通過振動可以放松局部肌肉，促進血液及淋巴液的流動，加強營養物質向細胞內的運輸，并能加速排出滯留于肌肉局部組織的代謝產物。得出結論提示振動運動是一種改善血液循環安全且有效的治療策略。

綜上所述，振動訓練是近年來康復醫學中的最新研究領域。大量國內外研究已證實振動訓練既可作為主要治療方法，也可作為物理和藥物治療的輔助手段。但不同研究中振動訓練的應用類型、頻率和幅度存在很多差異，這些差異反映了文獻中一些相互矛盾的臨床結果。因此在以后的研究中需更多地去探討更有效的振動頻率和振幅，以及訓練方式、持續時間和強度。并且多數臨床研究并沒有隨訪記錄，無法確定振動治療的持續時間及其遠期療效，這也是未來研究中可以側重關注的方向。目前許多研究了解振動療法在腦卒中偏癱患者中的治療效果，很多神經系統疾病均存在類似于腦卒中后遺癥的功能障礙，如肌張力增高、平衡能力較差等，我們也可以考慮逐步關注研究振動訓練在脊髓損傷、多發性硬化、帕金森病等神經康復中的應用。

雖然振動訓練的療效與安全性均獲得了客觀的肯定，但其治療機制尚不完全清楚。有學者認為振動訓練可能作用于本體感受機制，也可能刺激大腦補償機制，可目前所涉及的細胞機制和假定的神經元環路還沒有被發現[23]。所以筆者認為可以采用神經影像學技術來進一步研究振動治療可能存在的神經元環路機制，為振動治療有效性的作用機理提供更多的客觀依據。