痙攣型腦癱患兒個體化康復治療前后步態特征分析

孫愛萍，畢勝，趙海紅，張學敏，季潤，霍劍菲，吳慧楠

腦癱患兒中痙攣型腦癱占比約60%～70%，痙攣嚴重影響患兒的生長發育，引起關節攣縮、畸形、疼痛等并發癥，嚴重影響患兒步行能力[1]。改善腦癱患兒的步態是康復的主要目標。目前腦癱患兒的功能評定多采用量表評定,簡便易行,但操作過程中主觀性較強,缺乏精確性和準確性。目前三維步態分析，被認為是步態評估的金標準[2-4]。但三維步態分析設備昂貴，需要場地大，并對操作人員專業要求高、評定耗時長，目前國內三維步態分析與腦癱患兒的評估、康復方案的制定及治療結合并不理想。大多數國內外學者多采用便攜式步態分析儀分析腦癱患兒康復治療前后的步態特征，并缺乏與正常兒童的對照研究。

本研究應用三維動態撲捉系統分析腦癱患兒治療前后的步態數據，并與正常兒童對比，探討個體化康復方案治療后其步行能力的改善情況，為痙攣型腦癱患兒運動功能的評價和康復治療，提供量化、客觀的科學依據。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取我院兒童康復科從2017年7月～2018年12月收治的門診或住院的腦癱患兒10例為觀察組，再選取12例性別、年齡、身高及體重與腦癱兒童相匹配的健康兒童為對照組。入選標準： 年齡4～12歲；符合痙攣型腦癱雙癱的診斷標準；粗大運動功能評分(Gross Motor Function Measure，GMFM)Ⅰ級或Ⅱ級；可以獨立行走10步；能聽懂簡單的指令，能充分配合步態測試的完成；患者家屬知情同意。排除條件：排除嚴重腦發育障礙、聽力異常、嚴重癲癇及精神病等患者；有過度興奮、焦慮退縮或沖動、攻擊行為或自傷、自殘行為者，適當用精神藥物但仍不能很好控制者；合并嚴重運動障礙不能行走者，智力嚴重障礙者等。2組一般資料比較差異無統計學意義，見表1。

表1 2組一般資料比較

1.2 方法 采用英國VICON三維動態撲捉系統(型號Vicon MX ultranet HD，Oxford Metrics公司)，步態系統硬件主要包括6個高速紅外拍攝頭、2個測力平臺以及16個反光標記球等。系統采樣頻率設置為100 Hz，實時追蹤受試者關鍵解剖位上的熒光標記球。每次測試，患兒穿短褲或緊身褲，光腳無輔具進行步態測試。光點標記位置：雙側的髂前上棘、髂后上棘、大腿下1/3、膝外上髁、小腿下1/3的脛骨、雙側外踝、雙側第二跖骨頭、雙側跟骨后側。測試前患兒在步道上練習3～5次后準備測試，聽到指示信號后開始行走，囑患兒按照平時的正常步速行走，采集有效數據。觀察組分別在治療前后進行測試各1次，對照組為正常兒童，不進行任何康復治療，只采集1次步態分析數據。觀察組由一名專業康復醫師和2名治療師根據三維步態分析采集的步態時空參數及運動學參數，制定個體化訓練方案，包括糾正患兒腘繩肌、腓腸肌痙攣狀態，增加屈髖，抑制膝關節屈曲，熱濕敷后加強跟腱牽拉，加強足背屈訓練及佩戴踝足矯形器等，并進行相關的步速、步長及單側支撐時間訓練等，共治療1個月，具體訓練方式包括：①懸吊運動：30min/次，1次/d，5次/周；②改良Ashworth肌張力評定在2～4級的下肢肌肉進行抑制痙攣訓練，包括熱濕敷及物理治療，20min/次，1次/d，5次/周；③對于跟腱攣縮，尖足的患兒佩戴踝足矯形器，每日10h；④步態訓練：20min/次，1次/d，5次/周；⑤康復踏車或減重步行訓練：20min/次，1次/d，5次/周；⑥雙下肢肌肉力量及耐力訓練：20min/次，1次/d，5次/周。

1.3 評定標準 對照組僅進行三維步態分析，觀察組治療前及治療1個月后分別進行以下評定：①GMFM評分：D區和E區(站立行走功能區)，共37項，總計111分，分數越高功能越好；②Berg平衡量表(Berg Balance Scale， BBS)：滿分56分，分數越高平衡功能越好；③改良Ashworth肌張力評定量表(modified Ashworth Scales，MAS)：分為0～4級，分別給予0～4分，評定患兒左側腘繩肌及腓腸肌的痙攣程度，分數越高痙攣越嚴重。④三維步態分析系統：因觀察組為痙攣型雙癱，雙下肢功能接近，本研究2組受試者均選取左下肢進行步態分析，使用VICON(Vicon MX)系統核心處理軟件得出患兒的步態周期、跨步時間、步頻、步速、跨步長、步長、單支撐時間及髖、膝、踝的關節活動度范圍及對應關節的屈曲最大和最小角度。

2 結果

2.1 觀察組治療前后GMFM、BBS及MAS評分比較 治療1個月后，觀察組GMFM和BBS評分較治療前均明顯提高 (均P<0.01)，MAS評分較治療前明顯下降(P<0.01)，見表2。

表2 觀察組治療前后GMFM、BBS及MAS評分比較 分，

與治療前比較，aP<0.01

2.2 2組步態時空參數比較 治療1個月后，觀察組步態周期和跨步時間較治療前均明顯降低(均P<0.05)，步頻、跨步長及步長較治療前均明顯增加(P<0.05，0.01)，步速和單支撐時間與治療前比較差異無統計學意義。觀察組治療前后較對照組比較，步態周期和跨步時間均明顯增加(均P<0.01)，單支撐時間差異無統計學意義，步頻、步速、跨步長及步長均明顯降低(均P<0.01)，見表3。

表3 2組步態時空參數比較

與治療前比較，aP<0.05，bP<0.01；與對照組比較，cP<0.01

2.3 2組步態運動學參數比較 治療1個月后，觀察組髖、膝關節的關節活動度和屈曲最大角度及踝關節的關節活動度較治療前均明顯增加(P<0.05，0.01)，其余參數比較差異無統計學意義；觀察組治療前后較對照組比較，除了膝關節屈曲最大角度差異無統計學意義，其余髖、膝及踝關節各運動學參數均明顯增加(均P<0.01)，見表4。

表4 2組步態運動學參數比較

與治療前比較，aP<0.05，bP<0.01；與對照組比較，cP<0.01

3 討論

腦性癱瘓的運動障礙常伴有繼發性肌肉、骨骼問題[5]。王志敏等[6]指出畸形導致下肢骨骼結構以及步態異常，嚴重損害患者的行走能力。

目前改善痙攣型腦癱患兒下肢運動功能的治療方法包括藥物、康復訓練、手術、物理因子治療、輔具、針灸推拿等[7-9]。而精確的康復評定為康復方案的制定及療效的判定提供科學依據及指導作用，盡管觀察性步態分析量表與三維步態分析有較好的一致性，但有限的信度和效度還不能用于術前計劃和臨床診斷[10-11]。

三維步態分析是利用三維運動捕捉系統、測力臺系統以及表面肌電采集與分析系統等對步態的時-空、運動學、動力學及肌電參數進行的全方位的采集與分析。三維步態分析結果具有客觀性和準確性，被公認為是步態分析的黃金標準[12-15]。

本研究采用GMFM量表、Berg平衡量表及改良Ashworth肌張力量表評估患兒后，采用三維步態分析來定量評價腦癱患兒行走過程中的功能情況，并根據評估結果判定患兒存在的主要運動障礙點，制定個性化康復治療方案(改善肌痙攣、協調控制訓練、步態訓練等)，重點以提高患兒的步行能力為主，并加強訓練。本研究結果表明治療1個月后患兒的GMFM、BBS評分均明顯增高，MAS評分較治療前明顯改善，患兒的運動功能得到明顯改善；同時通過三維步態分析系統量化反映了患兒步行功能的改善情況。治療1個月后患兒步態周期、跨步時間降低，步頻、跨步長、步長增高，步行能力明顯提高；治療前及治療后與正常兒童比較，步頻、步速、跨步長及步長均明顯減小，考慮患兒基本都存在下肢肌痙攣情況，行走過程中由于腘繩肌和腓腸肌痙攣，并隨步行速度可能進一步加重痙攣，導致患兒髖、膝及踝關節運動時的張力失調，進而限制髖、膝及踝關節的活動度，從而使步行速度緩慢。研究結果表示，治療后患兒腘繩肌、腓腸肌肌張力明顯改善，能很好地糾正腦癱兒童典型的尖足畸形；訓練后，患兒重心轉移較充分，步態控制更協調，與黃一琳等[16]研究的痙攣型雙癱患兒結果基本一致。這些參數的變化進一步為康復治療提供信息，提示臨床醫生在腦癱兒童的康復治療及相關研究中應該重視運動控制訓練、并可規范借助矯形器輔助控制膝、踝關節的運動。

腦癱患兒下肢各關節的運動差異較大，本研究中選取一個步態周期內，治療前后髖、膝、踝在矢狀面上的數據進行對比，治療1個月后，患兒各關節的活動范圍較治療前改善，行走時的姿勢控制能力也提高，但髖、膝、踝關節的最小和最大屈曲角度較正常兒童均偏高，說明患兒行走過程中各關節呈現過度屈曲情況，關節角度伸展不充分。

目前大部分研究是對治療前后或2組不同腦癱兒童是否使用某種治療方法進行對比，用以證明某種或幾種治療方法的療效，未將腦癱兒童與本地區的正常兒童對比[17-18]。本研究分析了腦癱兒童治療前后的數據并與正常兒童進行對比，更好地分析腦癱兒童康復治療的效果，并建立我院實驗室不同年齡組腦癱及正常兒童的數據，為進一步的臨床康復治療提供依據。本研究的不足之處是樣本量較小，且患兒配合不如成人配合好，跨步長小，步行中不能有效踩踏力臺，不能保證力學數據的有效性，故未作地面反作用力及力矩的分析，下一步可進行不同年齡組，大樣本量的精細分析，以便為臨床康復方案的制定提供客觀依據。

綜上所述，三維步態分析系統可精準評估腦癱患兒障礙點，為其制訂個體化康復訓練方案，有效改善患兒的下肢運動功能，提高步行能力，并對療效評估提供科學依據。