股四頭肌痙攣對(duì)腦卒中患者跨越障礙的影響

于小明，黃尚軍，喬鈞，陸琰，胡軍

1.上海中醫(yī)藥大學(xué)康復(fù)醫(yī)學(xué)院，上海市 201203；2.上海中醫(yī)藥大學(xué)附屬第七人民醫(yī)院康復(fù)治療科，上海市 200137；3.同濟(jì)大學(xué)醫(yī)學(xué)院康復(fù)工程與生物力學(xué)實(shí)驗(yàn)室，上海市 200092；4.上海市第二康復(fù)醫(yī)院，上海市 200441

跨越障礙是社區(qū)步行較常見且易引發(fā)跌倒的日常動(dòng)作之一[1-4]。腦卒中患者因肌無(wú)力、痙攣、本體感覺障礙、主動(dòng)-拮抗肌收縮模式異常，以及環(huán)節(jié)間協(xié)調(diào)功能障礙等[5-8]，常需調(diào)整步態(tài)跨越障礙和維持平衡[3,9]。目前功能康復(fù)越來(lái)越側(cè)重于根據(jù)環(huán)境、任務(wù)目標(biāo)和自身功能水平，在復(fù)雜運(yùn)動(dòng)任務(wù)中生成合適的運(yùn)動(dòng)控制策略的能力[10-12]。生物力學(xué)分析為理解腦卒中患者步態(tài)控制提供良好的視角[3]。以前的研究發(fā)現(xiàn)[13-17]，腦卒中患者常通過(guò)調(diào)整步長(zhǎng)和步速跨越障礙，維持平衡。

痙攣是卒中后常見的運(yùn)動(dòng)障礙，發(fā)病率達(dá)43%，為一種以速度依賴為特征的張力性牽張反射增高并伴有腱反射亢進(jìn)[18-19]。痙攣不僅僅是一種嚴(yán)重的獨(dú)立障礙，還會(huì)對(duì)肌肉收縮、肌肉激活模式、本體感覺、環(huán)節(jié)間協(xié)調(diào)和平衡控制產(chǎn)生負(fù)面影響[20-23]。股四頭肌是跨越障礙時(shí)屈膝屈髖的主要肌群[16]。本研究分析股四頭肌痙攣對(duì)腦卒中患者跨越障礙運(yùn)動(dòng)參數(shù)的影響，理解膝關(guān)節(jié)伸肌痙攣對(duì)腦卒中患者成功跨越障礙的影響。

1 資料與方法

1.1 一般資料

2017 年10 月至2018 年11 月，選取在上海中醫(yī)藥大學(xué)附屬第七人民醫(yī)院康復(fù)科和上海市第二康復(fù)醫(yī)院就診的腦卒中患者20例，診斷符合全國(guó)第四屆腦血管學(xué)術(shù)會(huì)議通過(guò)的“各類腦血管疾病診斷要點(diǎn)”腦卒中診斷標(biāo)準(zhǔn)，并經(jīng)CT或MRI檢查證實(shí)[24-25]。

納入標(biāo)準(zhǔn)：①年齡30～75歲；②病程＞3個(gè)月；③無(wú)輔具或其他幫助可步行10 m 并可跨越15 cm 高障礙物；④簡(jiǎn)易精神狀態(tài)檢查(Mini-Mental State Examination,MMSE)評(píng)分≥24分[26]；⑤依從性好，并簽署知情同意書。

排除標(biāo)準(zhǔn)：①伴有其他神經(jīng)系統(tǒng)疾病或嚴(yán)重內(nèi)科疾病；②小腦卒中或雙側(cè)腦損傷。

采用改良Ashworth 量表(modified Ashworth Scale,MAS)評(píng)估股四頭肌痙攣[27]。患者仰臥位，評(píng)估者一手置于股骨遠(yuǎn)側(cè)大腿外側(cè)，一手置于腳踝位置，1 s內(nèi)將膝從伸直狀態(tài)牽拉到最大彎曲狀態(tài)，評(píng)估并記錄阻力[28]。根據(jù)評(píng)估結(jié)果將患者分為無(wú)痙攣組(MAS=0,n=9)和痙攣組(MAS ≥1,n=11)。

兩組除MAS 評(píng)分外，其他基線指標(biāo)均無(wú)顯著性差異(P＞0.05)。見表1。

表1 兩組受試者基線特征比較

本研究經(jīng)上海中醫(yī)藥大學(xué)附屬上海第七人民醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)(No.2018-IRBQYYS-012)，患者均簽署知情同意書。

1.2 方法

采用三維紅外運(yùn)動(dòng)捕捉系統(tǒng)(VICON MOTION SYSTEMS 公司)和三維測(cè)力臺(tái)(KISTLER INSTRUMENTS AG 公司)同步采集跨越障礙的運(yùn)動(dòng)參數(shù)和動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)，采樣頻率分別為100 Hz 和1000 Hz。高度可調(diào)的障礙物放置于兩塊測(cè)力臺(tái)之間。

測(cè)試前，由兩名經(jīng)驗(yàn)豐富的康復(fù)治療師對(duì)患者基線情況進(jìn)行評(píng)估，包括身體參數(shù)、MAS 分級(jí)、Fugl-Meyer 評(píng)定量表下肢部分評(píng)分、MMSE 評(píng)分和Berg 平衡量表評(píng)分[29-30]。受試者簡(jiǎn)單熱身后，統(tǒng)一穿戴試驗(yàn)短褲和鞋子。告知受試者以患側(cè)腿作為先行腿跨越障礙，練習(xí)4 次，以充分熟悉試驗(yàn)?zāi)康暮铜h(huán)境。障礙高度設(shè)為15 cm，與社區(qū)臺(tái)階高度相同。采用自選步速測(cè)試[31]。跨越障礙時(shí)，治療師在側(cè)后方跟隨保護(hù)[13]。若患者碰觸障礙、失衡或借助治療師的幫助，視為失敗，不納入分析。采集3次成功跨越的數(shù)據(jù)。

數(shù)據(jù)采用Vicon 自帶軟件和Visual 3D (C-MOTION 公司)軟件處理。動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)用于劃分階段，不進(jìn)行分析。跨越周期定義為障礙前健側(cè)腳跟著地至障礙后健側(cè)再次著地(垂直地面反作用力＞10 N)[3]。觀察指標(biāo)如下。足尖-障礙物距離(toe-obstacle distance,TOD)：跨越障礙時(shí)，支撐腿足尖與障礙物間水平距離。足尖-障礙物垂直間距(toe-obstacle clearance,TOC)：跨越障礙時(shí)，擺動(dòng)腿足尖到達(dá)障礙物正上方與障礙物間的垂直距離。足跟-障礙物距離(heel-obstacle distance,HOD)：跨越障礙后，擺動(dòng)腿足跟與障礙物間水平距離。測(cè)量患側(cè)腳尖和健側(cè)腳尖位于障礙正上方時(shí)的質(zhì)心前后速度(anterior-posterior velocity of center of mass,COMAPV)和內(nèi)外速度(medio-lateral velocity of center of mass,COMMLV)，其中患側(cè)記為1，健側(cè)記為2。其他運(yùn)動(dòng)參數(shù)指標(biāo)包括障礙前步長(zhǎng)、障礙后步長(zhǎng)、障礙前步寬、障礙后步寬、障礙前雙支撐百分比、障礙中雙支撐百分比、患側(cè)擺動(dòng)期百分比和健側(cè)擺動(dòng)期百分比。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

采用SPSS 22.0 統(tǒng)計(jì)軟件，計(jì)量資料符合正態(tài)分布，以()表示，采用單因素方差分析。計(jì)數(shù)資料采用χ2檢驗(yàn)。顯著性水平ɑ=0.05。

2 結(jié)果

痙攣組COMAPV1、COMAPV2、TOD 和障礙前步長(zhǎng)明顯小于無(wú)痙攣組(P ＜0.01)，障礙前雙支撐百分比和障礙后步寬大于無(wú)痙攣組(P＜0.05)。其他參數(shù)兩組間無(wú)顯著性差異(P＞0.05)。見表2。

表2 兩組跨越障礙運(yùn)動(dòng)參數(shù)比較

3 討論

適宜的運(yùn)動(dòng)控制策略選擇不僅有助于降低跌倒風(fēng)險(xiǎn)，也是腦卒中患者回歸生活和融入社會(huì)的關(guān)鍵[32-34]。跨越障礙時(shí)，腦卒中患者常采用降低步速和縮短步長(zhǎng)的方式，以成功跨過(guò)障礙和維持平衡[35-37]。本研究顯示，下肢痙攣的腦卒中患者跨越障礙時(shí)，較無(wú)痙攣的腦卒中患者進(jìn)一步縮短步長(zhǎng)和降低速度，在跨越障礙后還采用增加步寬的策略增加姿勢(shì)穩(wěn)定性。

本體感覺和視覺輸入整合以及肌肉功能是成功跨越障礙的關(guān)鍵[12]。腦卒中患者患側(cè)肌力下降，主動(dòng)肌和拮抗肌失控等，導(dǎo)致步速和步長(zhǎng)低于正常人，在跨越障礙表現(xiàn)更甚[33]。本研究顯示，下肢痙攣的腦卒中患者步速和步長(zhǎng)進(jìn)一步降低。Chen 等[9]發(fā)現(xiàn)，在跨越不同高度障礙時(shí)，腦卒中患者COMAPV 顯著降低，這有利于患者更好控制質(zhì)心位移，增加穩(wěn)定性，降低跌倒風(fēng)險(xiǎn)。Said 等[36]認(rèn)為，步速和步長(zhǎng)的降低可能與患肢功能障礙無(wú)法有效向前推進(jìn)有關(guān)。也有研究認(rèn)為[3,38-40]，步速和步長(zhǎng)的降低是患者發(fā)現(xiàn)障礙時(shí)進(jìn)行的預(yù)期調(diào)整。與無(wú)痙攣的腦卒中患者相比，痙攣進(jìn)一步限制步長(zhǎng)和步速，這可能與自身功能水平下降，并據(jù)此而調(diào)整預(yù)期有關(guān)。

本研究中納入的3 個(gè)距離指標(biāo)中，僅TOD 有顯著性差異，即痙攣患者在跨越障礙前，健側(cè)足的位置更接近障礙，這可能與速度降低和患側(cè)擺動(dòng)欠佳有關(guān)。盡管TOD小有助于成功跨過(guò)障礙，但也增加了患側(cè)與障礙接觸而跌倒的風(fēng)險(xiǎn)[3]。TOC 即廓清高度未見顯著性差異，與前人研究相一致，這可能是由于患者采用了其他補(bǔ)償策略，如髖關(guān)節(jié)外展和近端側(cè)屈[41-42]。Said 等[36]和Chen 等[9]發(fā)現(xiàn)，與健康人相比，腦卒中患者跨越障礙后，患側(cè)落地位置與障礙物距離更小，這可能會(huì)增加跌倒風(fēng)險(xiǎn)。本研究HOD 未見顯著性差異，可能與步長(zhǎng)和步速降低有關(guān)。

當(dāng)腦卒中患者患側(cè)擺動(dòng)越過(guò)障礙后，由于患側(cè)下肢肌力和運(yùn)動(dòng)控制能力下降，健側(cè)下肢作為跟隨腿沒有足夠時(shí)間和空間調(diào)整，完成跨越動(dòng)作，這可能導(dǎo)致跌倒風(fēng)險(xiǎn)增加[3,36]。本研究顯示，無(wú)論有無(wú)痙攣，相比于患側(cè)擺動(dòng)期，腦卒中患者健側(cè)擺動(dòng)期縮小，這可能是因?yàn)榛紓?cè)單獨(dú)支撐困難，健側(cè)加速擺動(dòng)以進(jìn)入雙支撐期，維持平衡。痙攣患者跨越障礙后步寬增大，提示患者以此增加支撐面積，增加穩(wěn)定性。

本研究存在如下局限：考慮到腦卒中患者患側(cè)支撐能力不足，未要求患者以健側(cè)腿為先行腿進(jìn)行跨越；僅發(fā)現(xiàn)痙攣患者的運(yùn)動(dòng)參數(shù)差異，但未進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)分析。未來(lái)應(yīng)采用運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)和表面肌電等多種手段，明確痙攣患者的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償策略。

綜上所述，痙攣進(jìn)一步限制腦卒中患者的運(yùn)動(dòng)功能，需要通過(guò)進(jìn)一步降低步長(zhǎng)、步速，縮短支撐腿與障礙物距離等策略調(diào)整，成功跨越障礙；在跨越障礙后，需增加步寬維持平衡。建議臨床康復(fù)應(yīng)設(shè)計(jì)有針對(duì)性的運(yùn)動(dòng)控制和平衡維持策略類康復(fù)方案，提高運(yùn)動(dòng)控制水平，降低跌倒風(fēng)險(xiǎn)。

利益沖突聲明：所有作者聲明不存在利益沖突。