基于雙側(cè)訓(xùn)練理論的對(duì)側(cè)控制功能性電刺激治療對(duì)偏癱肩功能的影響

周亞飛，陳慶珍，李瑩瑩，喬峰雷，胡世紅

腦卒中后約69%幸存者留有不同程度上肢功能障礙[1]。肩關(guān)節(jié)半脫位、腦卒中后肩痛(post-stroke shoulder pain，PSSP)是腦卒中偏癱患者常見的肩部問題，其中腦卒中后肩關(guān)節(jié)半脫位發(fā)生率為17%～81%[2]，PSSP 發(fā)病率為5%～84%[3]。雙側(cè)運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練(bilateral movement training，BMT)是腦卒中后改善上肢功能有效的手段之一[4]，但需要患側(cè)肢體保留有較好的運(yùn)動(dòng)功能，或者健側(cè)(他人)輔助患側(cè)完成動(dòng)作，具有一定的局限性。對(duì)側(cè)控制功能性電刺激(contralaterally controlled functional electrical stimulation，CCFES)是一種在電刺激輔助下健側(cè)觸發(fā)患側(cè)產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)的功能性電刺激治療方法，可用于改善上肢功能，其應(yīng)用范圍主要集中在上肢遠(yuǎn)端、手腕部[5-8]，作用于偏癱肩部的研究鮮有報(bào)道。因此，本研究嘗試基于雙側(cè)訓(xùn)練理論進(jìn)行肩部的對(duì)側(cè)控制功能性電刺激治療，并探討其對(duì)偏癱患者肩關(guān)節(jié)及上肢功能的影響。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取2018年6月～2019年12月在復(fù)旦大學(xué)附屬上海市第五人民醫(yī)院行康復(fù)治療的腦卒中患者44例。本研究經(jīng)復(fù)旦大學(xué)附屬上海市第五人民醫(yī)院倫理委員會(huì)審批，所有患者均簽署知情同意書。納入標(biāo)準(zhǔn)：經(jīng)CT或MRI確診為腦卒中，經(jīng)神經(jīng)科治療后，神志清楚，生命體征穩(wěn)定；初次發(fā)病，伴有單側(cè)肢體癱瘓；年齡45～70 歲；病程<3個(gè)月；上肢Brunnstrom分期Ⅰ～Ⅲ期；偏癱肩痛患者視覺模擬評(píng)分≤7分；非偏癱側(cè)上肢運(yùn)動(dòng)功能正常；可配合訓(xùn)練和評(píng)估；自愿簽署知情同意書。排除標(biāo)準(zhǔn)：各種重要臟器疾病急性進(jìn)展期和危重期；癱瘓側(cè)肩部有金屬異物、嚴(yán)重的骨關(guān)節(jié)疾病或周圍神經(jīng)損傷；治療期間病情惡化，出現(xiàn)新的腦梗死灶或腦出血灶；肩部皮膚過敏、破損、感染、皮疹等。隨機(jī)將44例腦卒中偏癱患者分為神經(jīng)肌肉電刺激(Neuromuscular Electrical Stimulation,NMES)組和CCFES組，每組各22例。2組患者一般資料比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。見表1。

表1 2組患者一般資料比較

1.2 方法 所有患者均接受腦卒中常規(guī)的神經(jīng)內(nèi)科治療和康復(fù)治療。常規(guī)康復(fù)治療主要包括康復(fù)宣教、關(guān)節(jié)活動(dòng)度訓(xùn)練、神經(jīng)肌肉促進(jìn)技術(shù)、體位轉(zhuǎn)移訓(xùn)練、軀干及平衡功能訓(xùn)練、步行能力訓(xùn)練，以及物理因子治療、作業(yè)治療等。常規(guī)康復(fù)治療由不確定分組、工作經(jīng)驗(yàn)相仿的治療師實(shí)施。在常規(guī)治療基礎(chǔ)上，NMES組患者接受常規(guī)的神經(jīng)肌肉電刺激治療，CCFES組患者接受基于雙側(cè)訓(xùn)練理論的對(duì)側(cè)控制功能性電刺激治療，以上治療均每次20min，每天1次，每周治療5d，連續(xù)治療4周。①常規(guī)神經(jīng)肌肉電刺激(neuromuscular electric stimulation，NMES)：采用S4Plus生物刺激反饋儀，選擇“神經(jīng)肌肉電刺激”模塊。刺激部位選擇斜方肌上部、岡上肌及三角肌前束，刺激電極沿肌肉走向分別粘貼于肌腹部近端與遠(yuǎn)端。設(shè)置參數(shù)，頻率60Hz，脈寬200us，升波2s，降波1s。調(diào)節(jié)電流至患者可耐受的合適強(qiáng)度，以產(chǎn)生動(dòng)作或肌肉收縮為宜。②基于雙側(cè)訓(xùn)練理論的CCFES：采用S4Plus生物刺激反饋儀，選擇“對(duì)側(cè)控制功能性電刺激——垂腕”模塊。將表面肌電采集電極和刺激電極分別粘貼于健側(cè)和患側(cè)的斜方肌上部、岡上肌及三角肌前束，分別在患者健側(cè)產(chǎn)生輕微幅度動(dòng)作(<10%完全動(dòng)作幅度)、中等幅度動(dòng)作(50%完全幅度動(dòng)作)、完全幅度動(dòng)作時(shí)，標(biāo)定健側(cè)的表面肌電值，并按比例分別設(shè)置患側(cè)產(chǎn)生與健側(cè)相同幅度動(dòng)作或肌肉收縮所需要的刺激電流強(qiáng)度，從而使雙側(cè)產(chǎn)生同幅度或相似的動(dòng)作。根據(jù)治療儀指令 “收縮”—“放松” 進(jìn)行雙側(cè)肩部訓(xùn)練，訓(xùn)練動(dòng)作主要包括聳肩、肩外展及肩前屈等，可配合拋球、夠物等任務(wù)性活動(dòng)。

1.3 評(píng)定標(biāo)準(zhǔn) 于治療前及治療4周后，統(tǒng)計(jì)肩關(guān)節(jié)疼痛及半脫位發(fā)生例數(shù)，采用表面肌電圖(surface electromyography，sEMG)、肩關(guān)節(jié)主動(dòng)活動(dòng)角度(Active range of motion，AROM)、Fugl-Meyer量表上肢運(yùn)動(dòng)功能測(cè)試部分(upper extremities motor function test of Fugl-Meyer movement assessment，U-FMA)對(duì)患者肩關(guān)節(jié)功能進(jìn)行評(píng)估。同一評(píng)估項(xiàng)目由同一康復(fù)醫(yī)師執(zhí)行。①疼痛評(píng)估：視覺模擬評(píng)分法(visual analogue scale，VAS)：根據(jù)患者自覺疼痛程度在0～10分之間打分，0分表示無(wú)痛，10分表示最劇烈疼痛。②肩關(guān)節(jié)半脫位診斷標(biāo)準(zhǔn)[9]：采用觸診法，患者取坐位，雙上肢自然下垂于體側(cè)，檢查者用示指觸診患側(cè)肩峰突起和肱骨頭之間的距離，以其間可容納的橫指數(shù)表示脫位的程度。肩峰和肱骨頭的間隙可容納1/2橫指作為肩關(guān)節(jié)半脫位的診斷標(biāo)準(zhǔn)。③sEMG：采用XRHK型肢體功能評(píng)定與康復(fù)訓(xùn)練系統(tǒng)分別對(duì)受試者患側(cè)的斜方肌上束、岡上肌及三角肌前束進(jìn)行表面肌電評(píng)估。測(cè)試步驟：受試者取坐位，將電極片粘貼于受測(cè)肌肉，測(cè)試前給予3～5 min的訓(xùn)練，讓患者理解整個(gè)測(cè)試過程，測(cè)試時(shí)要求患者用最大力氣做聳肩、肩外展及肩前屈的等長(zhǎng)收縮，堅(jiān)持5s，然后休息10s，重復(fù)3次。設(shè)置靈敏度500μV/D、掃描速度2S/D采集表面肌電信號(hào)，波形RMS平滑處理，進(jìn)行信號(hào)頻譜分析，提取sEMG信號(hào)的時(shí)域指標(biāo)-平均肌電值(average EMG，AEMG)。④肩關(guān)節(jié)AROM[10]：使用通用型量角器，分別測(cè)量受試者偏癱側(cè)肩關(guān)節(jié)前屈(參考范圍0～180°)及外展角度(參考范圍0～180°)。⑤U-FMA：共33個(gè)項(xiàng)目，每項(xiàng)的評(píng)分范圍為0～2分，總分為66分，總分越高表示上肢運(yùn)動(dòng)功能越好[11]。

2 結(jié)果

治療前，NMES組肩痛7例、肩關(guān)節(jié)半脫位5例，CCFES組肩痛8例、肩關(guān)節(jié)半脫位5例；治療4周后，NMES組肩痛5例(新增2例)、肩關(guān)節(jié)半脫位3例，CCFES組肩痛3例、肩關(guān)節(jié)半脫位1例，NMES組治療前后差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，CCFES組治療前后及治療后組間差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。

治療前，2組AEMG值、肩關(guān)節(jié)AROM 、U-FMA評(píng)分比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。治療后，2組AEMG值、肩關(guān)節(jié)AROM、U-FMA評(píng)分均比治療前有明顯提高(P<0.05)，且CCFES組更高于NMES組(P<0.05)。見表2。

表2 2組患者治療前后評(píng)估結(jié)果比較

3 討論

CCFES是一種新型功能性電刺激治療方法，由Knutson[12]于2007年提出，該學(xué)者進(jìn)行的一項(xiàng)臨床隨機(jī)對(duì)照試驗(yàn)顯示CCFES的治療效果優(yōu)于常規(guī)的神經(jīng)肌肉電刺激，因?yàn)镃CFES刺激是由意圖驅(qū)動(dòng)的[6]，病人控制刺激強(qiáng)度，從而控制患手的張開程度。運(yùn)動(dòng)意圖與運(yùn)動(dòng)反應(yīng)的時(shí)間性重復(fù)耦合可能促進(jìn)神經(jīng)可塑性與重組，而后者是腦卒中患者功能恢復(fù)的基礎(chǔ)。陳沫等[13]總結(jié)CCFES可能的機(jī)制主要包括意向性運(yùn)動(dòng)、雙側(cè)同步運(yùn)動(dòng)、運(yùn)動(dòng)想象機(jī)制、目標(biāo)導(dǎo)向性任務(wù)訓(xùn)練。鄭雅丹等[14]將14例患側(cè)上肢功能中度到重度損傷皮質(zhì)下梗死患者分為雙側(cè)訓(xùn)練組及對(duì)照組分別接受雙側(cè)上肢訓(xùn)練與常規(guī)單側(cè)肢體訓(xùn)練，雙側(cè)訓(xùn)練組患者出現(xiàn)雙側(cè)主要運(yùn)動(dòng)區(qū)、主要感覺區(qū)以及輔助運(yùn)動(dòng)區(qū)激活，機(jī)制可能與促進(jìn)兩側(cè)大腦皮質(zhì)間抑制正常化及同側(cè)皮質(zhì)脊髓通路開放有關(guān)。以上研究表明，CCFES與雙側(cè)運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練在作用機(jī)制、訓(xùn)練方法上有諸多的重疊和相似之處。兩者可同時(shí)聯(lián)合應(yīng)用而不增加治療時(shí)長(zhǎng)，提高治療效果。

肩關(guān)節(jié)作為一種復(fù)合體結(jié)構(gòu)，其周圍肌肉眾多。斜方肌、前鋸肌、肩胛提肌、菱形肌、胸小肌等肌肉起維持肩胛帶靜態(tài)及動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性的作用[15]。腦卒中患者由于中樞神經(jīng)損傷，通常表現(xiàn)為肌肉無(wú)力、肌肉疲勞、軟癱或肌張力增高、神經(jīng)肌肉控制異常、本體感覺障礙等，改變肩胛周圍肌肉的協(xié)同收縮和平衡度[16]。這些肌肉的功能改變可影響肩胛骨的靜態(tài)及動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性，導(dǎo)致肩胛骨動(dòng)力障礙的發(fā)生，引起肩痛、肩關(guān)節(jié)半脫位和肩肘功能障礙等[17]，影響上肢功能的恢復(fù)。蔡桂元等[18]通過對(duì)腦卒中后偏癱肩痛患者進(jìn)行肩關(guān)節(jié)超聲檢查，觀察卒中后偏癱患者肩關(guān)節(jié)及其周圍組織的超聲影像特點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)患者肩關(guān)節(jié)半脫位發(fā)生率肩痛組(81.3%)高于非肩痛組(40.0%)，且卒中后偏癱肩痛患者的肩胛下肌-喙突滑囊粘連、肩峰下撞擊征及肩峰-三角肌下滑囊炎發(fā)生率顯著高于非肩痛患者，提示卒中后偏癱肩痛與肩關(guān)節(jié)周圍軟組織病變之間的相關(guān)性。本研究針對(duì)肩關(guān)節(jié)采用基于雙側(cè)訓(xùn)練理論的對(duì)側(cè)控制功能性電刺激治療，盡早激活肩周肌群，促進(jìn)偏癱肩關(guān)節(jié)建立正常的“鎖定機(jī)制”和“肩肱節(jié)律”[19]，降低了肩關(guān)節(jié)疼痛及半脫位發(fā)生率。

sEMG作為一種客觀反映神經(jīng)肌肉系統(tǒng)生物電活動(dòng)的檢測(cè)手段，已在腦卒中康復(fù)評(píng)估領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。本研究采用AEMG對(duì)斜方肌上束、岡上肌及三角肌前束進(jìn)行量化的評(píng)估。AEMG是指一定時(shí)間內(nèi)瞬時(shí)肌電振幅的平均值，主要反映肌電信號(hào)的強(qiáng)度與參與活動(dòng)的運(yùn)動(dòng)單位數(shù)目、類型及其放電頻率同步化程度[20]。另外還采用肩關(guān)節(jié)AROM 和U-FMA量表，來(lái)評(píng)估偏癱肩關(guān)節(jié)及上肢運(yùn)動(dòng)功能。治療4周后，結(jié)果顯示CCFES組AEMG值、肩關(guān)節(jié)AROM、U-FMA評(píng)分均比治療前有明顯提高，且CCFES組優(yōu)于NMES組。究其作用機(jī)制可能包括：①雙側(cè)運(yùn)動(dòng)模式起源于通過胼胝體連接的雙側(cè)大腦半球神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，通過這些網(wǎng)絡(luò)雙側(cè)運(yùn)動(dòng)皮層可調(diào)控雙側(cè)肢體運(yùn)動(dòng)在時(shí)間和空間上的緊密耦合[21]，重復(fù)的雙側(cè)運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練可促進(jìn)大腦半球間的聯(lián)系，重塑大腦半球間類似的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)[22]；②雙側(cè)CCFES和單側(cè)NMES具有不同的神經(jīng)生理機(jī)制，單側(cè)NMES和自發(fā)性收縮引起的肌肉疲勞后，皮質(zhì)脊髓興奮性降低；與單側(cè)NMES不同，雙側(cè)CCFES時(shí)對(duì)側(cè)運(yùn)動(dòng)皮層的半球間抑制降低，這種抑制作用可能有助于克服因疲勞而導(dǎo)致的同側(cè)輸出減少，并維持對(duì)肢體的同側(cè)輸出[23]。

由于條件限制，本研究治療過程中主要選取了斜方肌上束、岡上肌及三角肌前束等三組肌群，具有一定的局限性，有待更深入的廣泛研究。

綜上所述，基于雙側(cè)訓(xùn)練理論的對(duì)側(cè)控制功能性電刺激治療可改善患者肩部及上肢的功能，且比常規(guī)的神經(jīng)肌肉電刺激具有一定的優(yōu)勢(shì)，其臨床應(yīng)用范圍值得進(jìn)一步探索和推廣。