功能性電刺激改善腦性癱瘓兒童下肢及軀干功能的Meta分析

北京中醫藥大學東直門醫院，北京市 100700

腦癱是指以廣泛的姿勢異常和運動障礙為主要特征的臨床綜合征[1]，常伴有認知、溝通、語言障礙，行為異常，智力低下，癲癇，繼發性肢體畸形等。腦癱作為不可治愈性疾病，患者需要終身康復治療，常見的康復技術包括Bobath 技術、Vojta 技術、平衡功能訓練、阻力訓練、物理因子治療、作業治療等[2]。

功能性電刺激(functional electrical stimulation,FES)是一種常見的物理因子療法，又稱神經肌肉電刺激(neuromuscular electrical stimulation,NMES)[3]，它對支配肌肉的周圍運動神經施加低頻脈沖電流，或直接刺激功能障礙的肌肉，從而激活肌肉使之恢復功能性活動，當電誘導的肌肉收縮以提供功能的方式協調時，則稱為FES[4]。FES 現已廣泛應用于脊髓損傷和腦卒中等疾病的康復領域[5-7]，對于促進肢體功能恢復、強化肌肉力量、預防肌肉萎縮已取得較好的療效。

近年來FES 也作為輔助治療來改善腦癱兒童的痙攣和運動功能[8-10]，多數研究集中在FES 改善腦癱患者下肢運動功能；也不乏一些系統綜述和Meta 分析報道[11-13]，但存在樣本量偏小、評價指標單一、納入研究數量有限等問題。對于改善上肢、軀干功能和緩解痙攣等方面的報道較少；關于FES 對腦癱兒童的長期影響亦無定論，總體療效尚有爭議，缺乏高質量循證醫學證據。

本研究通過檢索國內外FES 治療腦癱相關的隨機對照試驗(randomized controlled trial,RCT)，將涉及痙攣、下肢功能、脊柱畸形、步態分析等相關研究納入本次分析，并提取相關指標進行Meta 分析，以進一步評估FES 治療腦癱兒童的有效性，為其臨床應用提供循證醫學證據支持。

1 資料與方法

1.1 納入標準

1.1.1 研究設計

腦癱兒童FES康復的RCT。

1.1.2 研究對象

試驗組和對照組均為兒童(年齡＜18 歲)，不分性別和種族，明確診斷為腦癱；患兒意識清楚，智力水平尚可，能配合治療和隨訪；兩組間一般資料和基線特征均無明顯異質性。

1.1.3 干預措施

對照組采用康復治療，包括常規康復訓練和神經發育療法等；試驗組在對照組的基礎上，采用FES。

1.1.4 結局指標

①粗大運動功能：采用粗大運動功能測試88 項(Gross Motor Function Measure-88,GMFM-88)評定，共包含A(仰臥位和俯臥位)、B(坐位)、C(爬與跪)、D(站與立)和E(行走與跑跳)5 個分區。②肌張力：采用改良Ashworth 量表(modified Ashworth Scale,MAS)測量肌張力。③關節活動度(range of motion,ROM)：包括踝關節ROM 和膝關節ROM。④脊柱畸形：Cobb角評估脊柱側凸畸形，Kyphosis 角評估脊柱后凸畸形。⑤步態分析：包括步長、步速和步頻。

至少包含以上結局指標中的一項。

1.2 排除標準

①會議摘要、重復研究；②試驗組在對照組基礎上，不止FES 一項干預措施；③結局數據不完整、選擇性報告研究；④非中、英文原始文獻。

1.3 檢索策略

檢索PubMed、Embase、Web of Science、Cochrane Library、中國生物醫學文獻數據庫(CBM)、CNKI、萬方數據庫(Wanfang Database)、維普中文科技期刊數據庫(VIP)。檢索時限從建庫至2020 年3 月26日。

采用主題詞檢索、部分自由詞檢索與截詞檢索相結合的方式，中文檢索關鍵詞：功能性電刺激、神經肌肉電刺激、腦癱、腦性癱瘓。英文檢索關鍵詞：cerebral palsy、functional electric* stimulation、neuromuscular electric* stimulation、randomized controlled trial、randomly、placebo。

1.4 數據提取

2 名評價員使用預先設計的數據收集表，獨立進行資料提取，如意見不一致，咨詢第3名評價員解決，直到達成共識。提取以下資料：第一作者、見刊年份、研究設計類型、受試者數量、年齡或月齡、干預方案、干預持續時間和結局指標等。主要結局指標包括GMFM 評分、MAS 評分和ROM；次要指標包括Cobb角、Kyphosis角和步態分析等。此外，對于沒有足夠信息來分析的文獻，通過電子郵件聯系作者以獲得原始數據；在涉及同一研究對應多個文獻的情況下，提取最新的或最全面的信息；對于只按亞組報告結果的研究(如一個研究分別報道左側、右側腓腸肌MAS 評分的樣本量、均數和標準差)，我們根據Cochrane干預措施系統評價手冊，對亞組數據進行合并，獲得均數和標準差的總體估計值。

1.5 文獻質量評價

兩位獨立評價員采用Cochrane的RCT偏倚風險評估工具(Cochrane 5.1.0 版本)對納入研究進行質量評價，評估偏倚包括：①選擇性偏倚——隨機序列生成；②選擇性偏倚——分配隱藏；③實施偏倚——對受試者、試驗人員施盲；④測量偏倚——對結局評估者施盲；⑤隨訪偏倚——結局數據不完整；⑥報告偏倚——選擇性報告結果；⑦其他偏倚。每項風險評估包括高、低、不詳三個等級。

1.6 統計學分析

提取的數據用Cochrane 推薦的Review Manager 5.3 軟件進行Meta 分析。計數資料，結果用比值比(odds ratio,OR)或相對危險度(relative risk,RR)表示；計量資料，結果采用加權均數差(mean difference,MD)或標準化均數差(standardized mean difference,SMD)表示，置信區間(confidence interval,CI)以95%表示。當I2=0%時，認為無異質性，采用固定效應模型合并數據；當I2＜50%時，認為異質性不顯著，保守地使用隨機效應模型合并數據(I2值越小，隨機效應模型和固定效應模型分析所得結果的差異越小)；當I2≥50%時，認為異質性顯著，采用隨機效應模型合并數據，盡可能找出異質性來源，并且進行亞組分析或敏感性分析。顯著性水平α=0.05。

2 結果

2.1 文獻檢索結果

共獲得644 篇文獻，其中英文415 篇，中文229篇；最終納入11 篇，其中英文5 篇[14-18]，中文6篇[19-24]。文獻篩選過程見圖1。11 篇文獻共納入513 例腦癱兒童，其中FES 組267 例，對照組246 例。納入文獻基本特征見表1。

圖1 文獻篩選流程圖

2.2 納入文獻的質量評價

11篇文獻中，4篇使用數字表法產生隨機序列(低風險)，2 篇按入院次序或治療順序分配(高風險)，其余5 篇均提及“隨機分配”，但并未說明隨機的方法(風險不清楚)。所有研究均未提及分配隱藏(風險不清楚)。4 個研究施盲(低風險)。所有研究結果均完整(低風險)，且無選擇性報告(低風險)。各項偏倚風險分布見圖2，各項研究具體偏倚風險見圖3。

表1 納入研究基本特征

圖2 偏倚風險圖

圖3 偏倚風險

2.3 Meta分析

2.3.1 GMFM-88 D、E區評分

6 篇文獻報道治療后患兒GMFM-88 D、E 區評分，共納入患者365例(FES組188例，對照組177例)。各研究間治療效應無顯著異質性(I2=29%)，采用隨機效應模型。FES 組GMFM-88(D、E 區)評分顯著高于對照組(MD=8.14,95%CI 6.26～10.02,P＜0.001)。敏感性分析發現，剔除孫群英等[22]研究后，各項研究間異質性進一步消除(I2=0%)，表明該研究可能存在一定偏倚。但無論納入該研究與否，合并效應量都具有統計學意義。見圖4。

2.3.2 GMFM-88 B區評分

2篇文獻報道治療前后患兒GMFM-88 B區評分的變化，共納入患者68 例(FES 組37 例，對照組31 例)。各研究治療效應無異質性(I2=0%)，采用固定效應模型。FES 組GMFM-88 B 區評分顯著高于對照組(MD=8.77,95%CI 4.00～13.53,P＜0.001)。見圖5。

2.3.3 MAS評分

6 篇文獻報道治療后患兒腓腸肌MAS 評分，共納入患者365 例(FES 組188 例，對照組177 例)。各研究治療效應無顯著異質性(I2=43%)，采用隨機效應模型。與對照組相比，FES 組治療前后腓腸肌肌張力降低更顯著(MD=-1.05,95%CI -1.25～-0.84,P＜0.001)。敏感性分析發現，剔除張進華等[24]研究后，各項研究間異質性進一步消除(I2=0%)，表明該研究可能存在一定偏倚。但無論納入該研究與否，合并效應量都具有統計學意義。見圖6。

2.3.4 Kyphosis角

3 篇文獻報道治療前后脊柱后凸畸形角度(使用Kyphosis角衡量)的變化，共納入患者100例(FES組53例，對照組47 例)。各研究間治療效應無異質性(I2=0%)，采用固定效應模型。FES 組Kyphosis 角顯著優于對照組(MD=-10.67,95%CI -12.21～-9.13,P＜0.001)。見圖7。

2.3.5 Cobb角

2 篇文獻報道治療前后脊柱側凸畸形角度(使用Cobb 角衡量)的變化，共納入患者58 例(FES 組30 例，對照組28 例)。各研究間治療效應無異質性(I2=0%)，采用固定效應模型。FES 組Cobb 角顯著優于對照組(MD=-2.66,95%CI-3.38～-1.93,P＜0.001)。見圖8。

2.3.6 步長

2 篇文獻報道治療前后步長的變化，共納入患者66例(FES組35例，對照組31例)。各研究間治療效應無異質性(I2=0%)，采用固定效應模型。FES 組增加步長顯著大于對照組(MD=3.35,95%CI 1.81～4.90,P＜0.001)。見圖9。

2.3.7 步速

3 篇文獻報道治療前后步態分析步速的變化，共納入患者88例(FES組46例，對照組42例)。各研究間治療效應無異質性(I2=0%)，采用固定效應模型。FES組步速顯著大于對照組(MD=0.09,95%CI 0.05～0.14,P＜0.001)。見圖10。

2.3.8 隨訪6周時GMFM-88 D、E區評分

3篇文獻報道隨訪6周前后GMFM-88 D、E 區評分的變化，共納入患者94 例(FES 組50 例，對照組44例)。各研究間治療效應無異質性(I2=0%)，采用固定效應模型。FES 治療停止后6 周，隨訪6 周時GMFM-88 D、E 區評分仍明顯高于對照組(MD=4.84,95%CI 1.90～7.77,P=0.001)。見圖11。

2.3.9 隨訪6周時MAS評分

3 篇文獻報道隨訪6 周前后MAS 評分的變化，共納入患者94例(FES組50例，對照組44例)。各研究間治療效應無異質性(I2=0%)，采用固定效應模型。FES治療停止后6 周，FES 組與對照組MAS 評分無顯著性差 異(MD=0.04,95%CI -0.30～0.37,P=0.84)。見圖12。

3 討論

電刺激誘導肌肉收縮的概念至少可以追溯到1776年，意大利學者Luigi Galvani 用電刺激引起青蛙腿部肌肉收縮[25]。成功地使用電刺激來增加肌肉力量和功能性運動是一個相對較新的突破，這一領域大多數研究都是在過去幾十年發展起來的，而且多集中在對脊髓損傷和腦卒中患者的報道[26-27]。NMES 可以增加腦癱兒童的肌肉體積和肌肉力量[28]。此外，有大量證據表明，電刺激可以降低伸展反射敏感性，減少腦卒中或脊髓損傷導致的痙攣[29-30]。然而，電刺激改善腦癱患者痙攣的報道較少，還需進一步研究。

圖4 兩組治療后GMFM-88 D、E區評分比較

圖5 兩組GMFM-88 B區評分變化值比較

圖6 兩組MAS評分變化值比較

圖7 兩組Kyphosis角變化值比較

圖8 兩組Cobb角變化值比較

圖9 兩組步長變化值比較

圖10 兩組步速變化值比較

本文共計納入11篇文獻，旨在驗證FES改善腦癱兒童下肢、軀干運動功能，脊柱畸形，步態，肌肉痙攣等方面的有效性，同時分析FES 的長期療效。本研究合并不同文獻的GMFM B 區評分、GMFM D、E 區評分，發現FES 對提高腦癱兒童下肢及軀干的粗大運動功能均有效。這與一項近年的Meta 分析[13]結果相似。該研究顯示FES 可以作為輔助治療來改善痙攣型腦癱兒童的粗大運動功能，特別是GMFM 的坐位(B區)和站立(D 區)功能[13]。FES 也能改善患兒步態，尤其是步速和步長，但相關文獻過少，還需更多前瞻性、大樣本的研究加以證實。此外，FES 減小患兒脊柱Kyphosis 角和Cobb 角，對糾正脊柱后凸、脊柱側凸也有一定作用，從而改善軀干功能，但同樣存在樣本量偏小的問題。本研究還顯示，FES 對于腦癱患兒粗大運動功能、腓腸肌肌張力的短期療效顯著，FES治療終止后，患兒粗大運動功能仍持續改善，而腓腸肌痙攣已無明顯改善。因此，FES 解除腦癱患兒肌肉痙攣長期療效不顯著，在臨床實踐中可聯合長期、穩定的解痙治療，以求長期改善腦癱兒童痙攣。

圖11 兩組隨訪6周時GMFM評分變化值比較

圖12 兩組隨訪6周時MAS評分變化值比較

不同形式的電刺激對腦癱兒童的上肢功能、平衡功能、流涎等也有一定的改善。譚麗萍等[31]通過采用Peabody 運動發育量表、精細運動能力評定表、改良Barthel指數進行評價，發現FES 治療可以提高痙攣型腦癱患兒上肢運動功能，改善日常生活能力。一項雙盲的隨機對照試驗表明，持續經顱直流電刺激結合虛擬現實訓練能夠提高腦癱患兒靜態平衡和功能性平衡[32]。段華林等[33]指出，NMES 可以改善腦癱患兒流涎，提高其吞咽功能。此外，還有經皮電神經刺激治療腦癱的相關報道[34-35]，部分研究取得一定的臨床療效，但仍需進一步的證據驗證其有效性。

電刺激聯合其他治療能夠收獲更可觀的療效。Qi等[36]報道NMES 聯合強化運動治療痙攣型腦癱較單純NMES 更有效。A型肉毒毒素作為神經肌肉接頭阻滯劑，參與NMES 的輔助治療，可能通過暫時降低肌肉張力來增強治療效果[37]。Ozer 等[38]的一項隨機對照試驗顯示，使用NMES 聯合動態支具比單獨使用任何一種干預措施都更有效，但需要持續干預。該研究也表明，NMES 合并動態支具臨床應用可能更適合于改善腦癱兒童上肢的功能、力量和姿勢。

本研究仍存在以下幾點局限性：①納入文章數量有限，一些研究樣本量偏小；②部分文獻的效應指標不是以()體現，且無法運用公式合理轉化，故未能納入本研究，可能存在發表偏倚；③對照組的治療并非統一的常規康復治療，部分研究還加入神經發育療法、康復運動訓練等；④11 篇文獻中有7 篇均報道FES 對踝關節活動度的影響，但各項研究均未提及ROM 的具體測量方式，不同研究間的測量值也存在較大差異，可能存在方法學異質性，故未納入分析。

綜上所述，FES 可以作為輔助治療來提高腦癱兒童下肢和軀干功能；FES 改善患兒粗大運動功能具有一定長期療效，但解除肌肉痙攣的長期療效證據不足。值得注意的是，本文納入的研究數量仍然偏少，部分研究的樣本量有限。因此，仍然有必要進行高質量、樣本量充足和長期隨訪的進一步研究。

利益沖突聲明：所有作者聲明不存在利益沖突。