多肌群協同收縮的功能性電刺激踏車對腦卒中早期患者平衡功能及步行能力的影響研究

宋琳琳，李哲

（鄭州大學第五附屬醫院康復醫學科，河南 鄭州 450052）

0 引言

腦卒中是一種高發病率、高死亡率、高致殘率的疾病[1]，腦卒中后遺留的肢功能障礙是影響患者日常生活活動能力和生活質量的重要因素[2]，腦卒中后偏癱患者常發生站立及軀干姿勢控制能力障礙，從而影響平衡功能進而影響日常生活[3],而腦卒中患者發生跌倒的最重要的風險因素之一就是平衡能力的下降[4]。所以在臨床治療中改善腦卒中患者的平衡功能對于提高患者運動能力、提升生活質量，都具有十分重要的意義[5]。已有研究證明多肌群協同收縮的功能性電刺激踏車(function electrical stimulation-cycling,FES-cycling)可有效改善腦卒中患者下肢異常步態，提高步行能力[6]。但多肌群協同收縮的功能性電刺激踏車對于腦卒中早期患者平衡功能的影響研究尚不充分，本研究擬觀察FES-cycling對腦卒中早期患者平衡功能及下肢運動功能恢復的影響，現報道如下。

1 資料與方法

1.1 研究對象

本研究開始前已經取得鄭州大學第五附屬醫院倫理委員會的審查批準并簽署知情同意書，所有入選患者均來自鄭州大學第五附屬醫院康復醫學科。

1.1.1 入組標準

①初次發病的腦卒中患者；②符合第五屆全國腦血管病學術會議上通過的腦卒中診斷標準[7]，伴有下肢運動功能障礙；③病程＜1個月；④Brunnstrom分期(下肢)I一Ⅱ期，不具備獨立步行的能力。

1.1.2 排除標準

①認知功能障礙；②嚴重心、肺、肝、腎等重要臟器功能不全；③下肢關節疼痛、被動活動受限等不能配合者；④皮膚對電極片過敏者。

按隨機數字表隨機分為試驗組（FES-cycling組）和對照組各20例。共入組46例，剔除4例，退出2例,40例完成了實驗研究。兩組受試者一般資料（年齡、性別、病程）無顯著性差異（P＞0.05），見表1。

表1 入選時2組患者一般資料情況比較

1.2 治療方法

對照組和實驗組均接受常規康復治療，包括常規基礎藥物治療以及一般康復訓練。試驗組加用多肌群協同收縮的功能性電刺激踏車訓練（FES-cycling）治療。1次/天，每次進行40min, 6次/周,共4周。

FES-cycling（RT-300，Restorative Therapies/美國，SLSA）系統是一種多通路、程序化、智能化的多肌群協同收縮訓練，使得低頻電刺激有序、同步、反復地作用于肌肉相關的神經系統，誘發相應肌群產生協調主動收縮，使得肌群的正常運動功能得以維持和恢復[8]。治療時患者取坐位，雙腳置于踏板上并用繃帶固定，將標準表面電極（3×3cm）分別置于患側豎脊肌、臀大肌、股四頭肌、胭繩肌、脛前肌和腓腸肌，通過智能調節來輔助患者完成完整踏車循環運動，模仿正常的步行周期，刺激參數的設定參照以往研究文獻[9]。

1.3 評定方法

所有受試者分別在治療前、治療4周后采用盲法評測，由具有評定資格且不知道分組情況的同一醫師進行評定。

1.3.1 Berg平衡量表（Berg balance scale, BBS）[10]

包括無支撐坐位、無支撐站立、從坐到站起、轉 移、閉眼站立、上臂前伸等14項與平衡相關的功能性活動，平衡功能每個項目5級，得分由低到高為0、1、2、3、4分，分為14個項目，總分56分，得分高表明平衡功能越好。

1.3.2 Fugl-Meyer下肢運動功能量表(Fugl-Meyer assessment of lower extremity,FMA-LE)

評定下肢運動功能，仰臥位和坐位下反射活動、屈伸肌共同運動、坐位下聯合共同運動、站立下的分離運動等。每項0～2分，總分34分，分值越高表示運動功能越好[11]。

1.3.3 功能性步行分級量表(Functional Ambu1ation Category Scale，FAC)

評估患者的行走功能（根據患者行走的獨立程度分為0-5級，對應0-5分，0分為不能行走，5分為正常獨立行走）[12]。

1.4 統計學分析

采用SPSS 24.0統計軟件進行數據處理,其中計數資料（性別）采用χ2檢驗，計量資料用均數±標準差表示，針對連續變量采用獨立樣本t檢驗，針對等級變（FAC）采用秩和檢驗，P＜0.05認為差異具有顯著性意義。

2 結果

兩組患者在治療前BBS、FMA-LE、FAC差異均無顯著性(P＞0.05)),治療4周后,兩組患者BBS、FMA-LE、FAC較治療前均有明顯變化(P＜0.05)，且治療后實驗組BBS、FMALE、FAC明顯高于對照組，差異具有顯著性(P＜0.05)。見表2-4。

表2 兩組受試者治療前后BBS變化(±s, n=20)

表2 兩組受試者治療前后BBS變化(±s, n=20)

時間 實驗組 對照組 t P治療前 27.54±2.87 27.90±1.21 -0.517 0.610治療后 49.64±2.40 43.76±2.95 6.915 0.000

表3 兩組受試者治療前后下肢FMA變化(±s, n=20)

表3 兩組受試者治療前后下肢FMA變化(±s, n=20)

時間 實驗組 對照組 t P治療前 14.40±4.97 16.00±4.10 1.111 0.274治療后 27.40±3.41 23.35±4.42 -3.247 0.003

表4 兩組受試者治療前后下肢FAC變化(±s, n=20)

表4 兩組受試者治療前后下肢FAC變化(±s, n=20)

時間 實驗組 對照組 z P治療前 1.38±0.61 1.55±0.85 -0.858 0.391治療后 3.42±0.81 2.10±0.80 -3.889 0.000

3 討論

多肌群協同收縮的功能性電刺激踏車(FES-cycling)可以使得早期腦卒中患者在坐位下進行重復性模擬步行的雙側多肌群協同收縮和情景互動性治療，提高患者參與康復治療的主動參與性，同時避免了在患者尚無站立功能時進行步行訓練的跌倒風險[13]。并且有研究顯示，基于任務導向性的下肢重復性訓練，對多肌群進行協同收縮刺激，可提高下肢運動的對稱性，改善下肢運動功能和轉移能力[14]。已有研究表明，多肌群協同收縮的功能性電刺激踏車(FES-cycling)可以改善早期腦卒中患者下肢肌電信號[15]和改善下肢主動運動[16]，同時提高患者的步行功能。但以往研究中，并未涉及到患側豎脊肌、臀大肌的電刺激治療，本實驗中發現治療組較對照組患者的BBS評分相比有更顯著的提高，這可能是因為治療組采用的豎脊肌和臀大肌FES治療提升了患者軀干后伸能力，同時減緩了臀大肌的萎縮，增強了軀干穩定性和坐位平衡能力。有研究發現在進行多肌群協同收縮的功能性電刺激踏車之后，使患者坐位下ADL能力得到提升[17]，這可能與豎脊肌和臀大肌FES治療提高了軀干穩定性和坐位平衡功能有關，也與本實驗的研究結果相一致。腦卒中患者腰腹部核心肌肉力量不足，缺乏抗重力的活動能力，同時軀干肌神經控制失常，影響患者的姿勢控制，從而引起癱瘓側下肢的聯合反應，導致平衡能力的下降[18]。腦卒中偏癱患者多出現主動肌及拮抗肌協調能力降低，從而導致患者平衡功能下降。FES-cycling是多肌群協同收縮的運動模式，豎脊肌、臀大肌、股四頭肌、胭繩肌、脛前肌和腓腸肌協同收縮產生協同動作，協同動作中肌肉以固定的空間和時間關系模式運動，從而達到保護站立平衡的目的。

在本次研究中，患者平衡功能和步行能力的改善考慮是與中樞神經系統的可塑性有關，而運動活動和感覺反饋是大腦運動功能重組的基礎，并且在腦卒中早期加強突觸結構和功能的重建對于功能的恢復更為重要[18]。同時，本體感覺和視覺功能與人體平衡密切相關，多數人在失去視覺支撐如閉眼站立時姿勢不穩，而視覺在本體感覺系統障礙后人體維持平衡的過程中起到代償作用。有研究表明[19]，視覺反饋可以有效訓練腦卒中后平衡功能，能較好地提高患者運動能力。在腦卒中的早期，多肌群協同收縮的功能性電刺激踏車(FEScycling)把軀干運動與雙側的、對稱的或不對稱的下肢運動相結合，并充分利用本體感覺和視覺刺激，在中樞神經系統重塑的基礎上，增強整個軀體的穩定性和平衡能力。通過多肌群協同收縮的功能性電刺激踏車訓練可使肢體進行主被動運動，同步功能性電刺激促進肌肉收縮，形成有效的本體感覺反饋傳入，促進中樞神經系統恢復和中樞傳導通絡重塑，進而提高患者下肢的功能[20]。已有研究顯示，功能性電刺激可以提高神經肌肉的活動性，并且增加感覺運動皮質神經元的興奮性[21]，這也可能與患者運動功能的恢復相關。FES-cycling可以在早期患者無法獨立完成站立、行走等功能性活動時及時的進行早期干預治療。FES-cycling是一種和行走相似的主動的、重復性的、任務導向性的運動模式，有益于大腦的神經重塑和運動功能的恢復。且和行走訓練相比踏車運動更為安全，對平衡能力的要求更低，是腦卒中患者下肢功能訓練的一種應用更廣泛的訓練方式。

4 結論

本研究發現，多肌群協同收縮的功能性電刺激踏車訓練可改善腦卒中早期患者的平衡功能,提升步行能力。但本研究尚存在局限性，有待后續擴大樣本量、增加步態參數、深入中樞重塑機制方面的研究進一步驗證該療法的臨床療效。本課題尚未分析該研究的中、長期療效，作用機制尚需進一步研究。