振動療法在腦卒中康復的應用

楊曉華，李古強

振動療法利用振動因素作用于機體局部或全身使其發生周期性或非周期性變化，從而產生療效[1]。振動療法早已應用于醫學實踐中，古希臘時期，醫護人員就已運用手動訓練器振動刺激患部，改善機體功能。振動療法雖一直沿用至今，但并未受到重視。隨著科技發展及康復醫學水平的提高，振動療法作為一種現代康復手段以其易于操作、治療時間短、依從性高等特點在康復領域受到越來越多的關注，目前已廣泛應用于帕金森病、腦性癱瘓、多發性硬化等疾病康復[2-4]，為其在神經康復領域的臨床應用提供了依據。

當下腦卒中是位居第二位危害中老年人群的心腦血管疾病[5]，具有高發病率、高復發率、高致殘率及高死亡率的特點。我國城鄉腦卒中年發病率為200/10萬，年死亡率為80～120/10萬，約75%腦卒中幸存者遺留運動、感覺等各功能障礙[6]，甚至喪失自理能力，加重了家庭和社會的經濟、醫療負擔。研究發現，振動療法對降低卒中后偏癱肢體肌張力、改善肌肉痙攣所致的運動功能障礙、預防并發癥等方面有積極療效，本文對振動療法的分類及其在腦卒中康復的作用機制、應用研究進行綜述，為其臨床應用提供實踐借鑒及理論依據。

1 振動療法概述和分類

振動療法是一種通過機械設備產生特定參數高精度重復振動波刺激機體產生療效的理療方法。根據作用部位，分為以下兩類：①局部振動療法(Focal Muscle Vibration，FMV)：指患者取舒適體位后直接振動刺激目標部位，刺激僅作用于目標部位及其相鄰區域。②全身振動療法(Whole Body Vibration，WBV)：指振動刺激經由直接接觸部位自下而上地傳遞至全身，使全身受到刺激[7]。根據作用方向，分為垂直振動療法；橫向振動療法；側向振動療法。根據振動能量源，分為機械振動療法、電致振動療法和磁致振動療法[1]；根據振動方式，分為同步振動和交替振動模式。

2 振動療法在腦卒中康復的作用機制

研究表明振動療法對卒中患者感覺、運動、平衡等功能產生影響，并能改善心腦血管和活化肌力，是種安全、有效、依從性高的訓練方式。其作用機制具體如下：①促進感覺功能。小劑量、短時間的低頻振動使肌梭等多種感受器興奮，本體感覺輸入增加，受損神經的興奮性提高，促進神經再生，進而改善本體感覺[17]。②增加大腦皮層興奮性。振動增加大腦皮質的本體感覺輸入，通過SI區和M1區間特有聯系提高運動皮質的興奮性，影響中樞對運動功能的調控[8]。Marconi等[9]振動刺激卒中患者患肢，發現M1區激活面積增大且最大運動誘發電位和短間隔皮質內抑制在振動后顯著提高，表明振動能夠使皮質脊髓束興奮性提高并產生皮質內抑制，從而降低肌張力。③調節牽張反射。肌梭屬于長度感受器，反復振動刺激使肌梭敏感性發生適應性降低，并降低經Ia纖維傳入的a運動神經元興奮性，減少病理性運動單位的募集，促進肌張力趨于正常[10]。另外，振動刺激可使肌肉產生張力性振動反射(Tonic Vibration Reflex,TVR)，梭外肌收縮而梭內肌放松，繼發Ia纖維傳入減少，γ運動神經元興奮性減低，肌梭的傳入沖動減少，也導致a運動神經元興奮性減低，進而降低肌張力[11]。Noma等[12]發現，FMV刺激痙攣肌肉引起肌肉強烈收縮，但持續數分鐘后收縮消失，上肢痙攣緩解，且緩解效應可維持30min。④活化肌力。振動刺激可誘發有神經支配的骨骼肌發生TVR，通過單突觸閉合傳導途徑增加Ⅱ型肌纖維的激活強度，提高快肌纖維百分比，增加肌肉爆發力[13]。同時，振動刺激觸發的多突觸傳導途徑也能增強中樞系統對協調肌的支配，增強肌力[14]。⑤改善心腦血管。人體內血液的流動屬于脈動型，本就有加速度，進行振動治療時，振動設備產生的水平加速度和血液流動的加速度相互影響，使血流速增加。血流速增加提高了血管內皮剪切力并刺激內皮細胞合成釋放NO，繼而促使血管舒張，增加血流量[15]。振動治療可改善血液重分配，強化血液循環系統功能，對于萎縮、梗死等因血液循環不良所致的心血管疾病有一定療效。Andrew等[16]首次報道了振動治療對腦卒中患者的即刻效應，發現振動可改善患者全身的硬化指標且可持續30min。

3 振動療法在腦卒中康復的應用

3.1 肢體功能障礙 WBV通過改善腦卒中患者神經——肌肉系統功能促進卒中后肢體功能恢復。龍耀斌等[17]發現，振動刺激通過誘導Ia傳入末梢突觸前抑制，減少遞質釋放，緩解卒中患者偏癱下肢肌張力，改善關節活動度和運動功能。Miyara等[18]對16例卒中患者進行坐位下腘繩肌、腓腸肌和比目魚肌的WBV訓練，發現WBV訓練不僅改善患者肌張力和關節活動度，還提高步行能力、改善步態。振動療法可降低卒中后偏癱肢體痙攣程度，緩解關節痙攣和促進運動模式正常化，改善平衡和步行能力。Chan等[19]發現，WBV治療可降低卒中偏癱患者踝關節跖屈肌痙攣，同時改善步態，提高步行功能和日常生活活動能力。金振華等[20]的隨機對照試驗發現，WBV組患者功能性步行分級、10m步行測試成績、Berg平衡量表(Berg Balance Scale,BBS)評分均優于對照組，表明WBV治療可改善卒中患者步行能力和平衡功能，與Lee[21]的研究結論相同。此外，Choi等[22]發現視覺控制WBV療法可能有助于發展患者其他控制平衡的感覺系統，進而改善腦卒中患者的功能性平衡能力和動態平衡能力。WBV刺激作用于全身，故其對上肢功能也有影響。Lee等[23]對15例卒中后偏癱患者進行WBV訓練，發現振動后上肢肌張力顯著下降，且患側手最大握力與健側差距縮小，表明WBV能夠緩解卒中患者上肢痙攣，促進手功能恢復。雖然國際文獻肯定了WBV療法對腦卒中康復的積極影響，但仍有學者對其療效存有質疑。一項最新Meta分析指出[24]，WBV療法可能是改善卒中患者癥狀的一種安全的替代治療方式，但其對患者在日常活動中起重要作用的肌肉力量、平衡和步態功能的影響效應值較小。統合分析目前相關文獻研究發現，除振動參數和治療時間外，腦卒中類型、病灶部位、病灶損傷面積等因素也有可能影響研究結果，然而大多數研究并未對這些因素進行明確區分，故評價WBV療法對腦卒中康復的療效，仍需大量研究來驗證。FMV可增加偏癱側深、淺感覺的輸入，反復的感覺輸入又是調節皮質結構、功能和腦可塑性的有效方式之一。Celletti等[25]對卒中患者胸小肌、肱二頭肌和腕屈肌群進行FMV聯合運動模式再學習訓練，發現6周后患者偏癱側上肢屈肌肌群痙攣及疼痛改善明顯，證實了振動療法在脊髓和皮質水平上對抑制回路的作用，同時推測具有神經生理學基礎的振動治療和康復技術的多學科方法可調整皮質興奮和抑制系統達到再平衡，進而緩解偏癱肢體痙攣。Annino[26]、Casale[27]等研究結果與其相同。盡管一些研究證實了FMV治療對卒中后患者軀體和功能的改善作用，但大多數文獻采用FMV治療聯合物理康復治療方案，并將這種聯合治療與單純康復治療進行比較，缺乏針對假治療進行的研究。Constamino等[28]研究評價低振幅、高頻FMV刺激與假治療對卒中后上肢痙攣個體的影響，實驗組患者肱三頭肌腹側和橈側腕長、短伸肌的皮膚應用FMV治療，治療期間要求患者保持治療肌肉的等長收縮，對照組應用模擬局部機械聲振動(假治療)，實驗發現振動刺激可以顯著緩解偏癱上肢肌張力及疼痛，肌力和手功能等較治療前也均有改善，此外，實驗組健側手的握力也有改善，證實了振動刺激可以提高大腦皮質興奮性、誘發肌肉運動潛力、提高上肢肌力和手的抓握能力。

3.2 單側空間忽略癥 單側空間忽略癥(Unilateral Spatial Neglect,USN)是繼單側腦損傷，尤其是右半球卒中后常見的致殘性的行為認知障礙性疾病，表現為對來自病灶對側空間的刺激不能感知、定向和反應。研究表明頸部肌肉振動(Neck Muscle Vibration，NMV)可增加損傷半球感覺輸入的顯著性[29]，并以這種方式增強患者對側空間的意識。Schindler等[30]發現，NMV聯合視覺探索訓練不僅可累加單純視覺探索訓練對卒中后USN的改善效果，而且可延長療效持續時間。隨后Johannsen等[31]為進一步明確NMV對USN的療效，進行了一項將USN作為唯一干預因素的多基線設計研究，發現NMV明顯改善腦卒中后USN，且療效可持續1.4年。NMV操作簡單、安全性高，與特定的訓練方法相結合可以誘導功能的持續改善，提高康復效果。Ceyte等[32]研究表明，左側NMV與左側空間忽略中的隨意手臂運動相結合治療可使卒中后USN患者的癥狀持續減輕，尤其是在日常活動中。此外，Leplaideur等[29]研究證明NMV對卒中后USN患者的平衡功能亦有療效。目前認為NMV對卒中后USN進行康復的原理是NMV可以調節從外周感覺器官到以身體為中心的參考的感覺輸入，從而改善空間注意力[33]。對NMV的初步研究顯示，當NMV應用于對側時可重新定向患者的注意[34]。一旦肌梭被振動激活即可產生傳入輸入，進而使患者產生運動錯覺[35]。因此在對側應用NMV時，產生的錯覺可影響整個以自我為中心的協調系統，將注意力中心轉移到應用NMV的一側[29,32]。

3.3 肩手綜合征 肩手綜合征(Shoulder-hand Syndrome,SHS)是腦卒中常見并發癥，如不及時治療可導致上肢肌肉萎縮，關節永久性攣縮畸形，是導致卒中患者殘疾的重要誘因，也是阻礙患者上肢功能恢復的重要因素。SHS發病原因與機制尚不明確，缺乏有效的治療方案。近年有研究指出振動療法可緩解卒中后SHS患者上肢疼痛、水腫和痙攣癥狀，并改善關節活動度。賈紅娥等[36]對2例卒中后SHS患者進行常規康復治療后采用FMV治療儀沿“上臂-前臂-腕關節-手”方向，再反方向振動治療，結果表明患者疼痛、腫脹嚴重程度在短時間內均下降，關節外展和外旋活動度增加。可能機制為：FMV通過刺激粗纖維產生閘門控制效應，起到鎮痛作用[37]；振動刺激血管的舒縮活動以及刺激肌肉收縮產生的泵效應，改善靜脈與淋巴回流，進而減輕肢體水腫[38]。由于該研究樣本量較少，且不是隨機對照研究，研究結論需進一步進行驗證。朱昌娥等[39]選取60例患者，采用相同的常規治療及FMV治療方法進行隨機對照試驗，研究發現患者疼痛、腫脹及肱骨外展和外旋程度均明顯改善，且偏癱側腕關節及手功能也得以提高，明確了FMV治療對腦卒中后SHS的積極療效。目前國內外有關振動治療SHS的研究較少，振動療法的優化應用及長期療效方面仍需探討。今后研究可擴大樣本量并進行多因素、多水平控制下的分層研究，進一步探討振動療法的起效機制。

3.4 肌肉萎縮 腦卒中患者偏癱側肢體活動不可避免的減少(尤其是早期)，導致其肌萎縮難以絕對避免。表現為肌肉組織萎縮和肌纖維數量減少，進而引發失神經支配及肌痙攣等肌肉異常情況。中樞神經激活作用的減弱對肌萎縮的發生與發展起著重要作用，振動訓練可增加運動單位的數量和活性[13-14]，使與運動控制相關的神經環路興奮性增加，改善肌萎縮[40]。同時，振動刺激可使組織發生彈性形變，肌肉通過彈性勢能的釋放與儲存，既能物理松解肌肉組織間的粘連，又能提高膠原和彈性組織的工作能力[41]。Marin等[42]發現振動使卒中患者股直肌和股外側肌厚度分別增加10.6%和12.5%。另外，振動產生的動態力場效應可改變激素和生長因子的濃度。黃鵬[43]發現振動刺激使大鼠比目魚肌中胰島素樣蛋白因子IGF-I和肌肉生長調節因子MyoD等產生過表達，而二者能促進骨骼肌蛋白合成、抑制骨骼肌蛋白分解，預防肌肉結構改變。目前卒中相關性肌萎縮的具體發生機制尚不清楚，探索其發生機制有助于為腦卒中后肌萎縮的預防和治療提供循證依據。

4 展望

振動療法作為一種非藥物、非侵入性的治療方法，能以較小的運動負荷刺激神經—肌肉的牽張反射，達到有效運動效果，對機體的重要器官及系統影響較小，且在提升肌肉力量的同時，也能改善卒中偏癱患者的平衡能力、運動協調性和肢體腫脹與疼痛，提高生活能力和生活質量。振動療法相較于藥物和針灸、按摩等常規康復療法，無長期用藥帶來的經濟負擔和副反應，效果不受治療師專業水平高低的影響，訓練時間短，易于操作，且患者全程無需進行主動的大負荷運動，極大地提高了患者的依從性，尤其適用于運動功能受損、虛弱或失能的慢性病人群。雖然國內外研究已證實振動療法對腦卒中康復的積極療效，但目前尚無具體的臨床指南，因為不同個體的最佳振動參數及治療方案不同，不同類型的設備和參數對臨床結果的影響也不確定。故振動療法作為一種具有潛力的治療方法，其應用于腦卒中康復的個體化最佳參數及方案仍是今后研究的重點方向，以獲取更多證據支持其在腦卒中康復的應用，促進其更加規范化的應用。