四通道FES對腦卒中患者下肢運動功能影響的隨機對照研究

陳鈺杰

廣州市第一人民醫院康復醫學科(廣州 510180)

在所有的由腦卒中引起的功能障礙中，下肢運動功能和平衡功能最能影響日常生活活動能力。傳統的康復訓練，大多數患者可恢復獨立步行或輔助下行走，但其步態為高耗能的異常模式，不能滿足日常生活需要。因此改善異常步行模式，提高行走效率是腦卒中后肢體功能康復的新理念[2]。四通道FES(functional electrical stimulation)通過模擬正常人步行時的肌肉收縮時序來刺激患側下肢相應肌肉，達到讓患者學習正常的步態。國內燕鐵斌[3]等人基于正常人體行走時的模式，通過2臺雙通道FES在懸吊下對腦卒中患者進行治療，結果顯示：治療3周后，下肢痙攣程度降低，踝關節背伸扭矩明顯改善，踝背伸時協同收縮率明顯降低；陳丹鳳[4]研究發現四通道功能性電刺激除了改善腦卒中患者下肢運動功能，還可以促進腦功能的重組；張順喜[5]等人通過三維步態分析發現，四通道功能電刺激可以即時改善腦卒中患者步行功能。徐冬艷[6]等人研究發現多肌肉協同收縮的功能性電刺激治療兩周后下肢功能即有改善。之前研究主要研究方向為四通道FES可以改善患者下肢運動功能及步行功能，本研除了研究四通道FES治療對腦卒中患者偏癱側下肢運動功能影響，還會進一步研究其對腦卒中患者平衡功能的影響，為四通道FES治療的偏癱患者下肢功能障礙提供客觀依據，進一步推動四通道FES在腦卒中治療中的合理應用。

1 資料與方法

1.1 一般資料

研究對象為2017年1月—2018年1月我院腦系科及康復科住院的腦卒中恢復期患者49例，隨機分為四通道FES組(17例)、單通道FES組(16例)和對照組(16例)。入選標準：①根據中華神經科學會和中華神經外科學會1995年全國第四次腦血管病會議制定的關于腦卒中的診斷和分類標準，經CT或MRI確診，第一診斷為初發腦卒中(腦出血或腦梗死)；②發病時間距離試驗開始時≥3個月；③年齡45～80歲；④一側肢體偏癱，可在借助步行輔助器具下在平地或獨立步行5分鐘；⑤無感覺功能障礙，無認知功能障礙，簡易智力測試量表(abbreviate mental test，AMT)得分>7分。排除標準：①進展型腦卒中或蛛網膜下腔出血；②有感覺功能障礙合并嚴重心、肝、腎及感染等疾病；③顱腦外傷或腫瘤。

表1 三組患者一般資料比較

1.2 方法

1.2.1 采用機器：采用由中山大學孫逸仙紀念醫院康復科設計(專利號：2006200588870)，廣州市凡科醫療設備有限公司生產的機器，注冊名稱：多功能電療綜合治療儀(商品名：易善行)，型號：P2-9632，注冊證號：粵械201522602。

1.2.2 治療部位：刺激肌肉分別為偏癱側脛前肌、股四頭肌、腓腸肌及腘繩肌的運動點上，運動點需要通過多功能電療綜合治療的定位模式進行定位。

1.2.3 治療方法：三組給予基于正常行走模式設計的四通道功能性電刺激(FES)助行儀治療(單通道FES組除脛前肌其他通道無輸出，對照組均無輸出)，患者戴機行走30分鐘，若患者不能持續行走30分鐘，中間可休息，但總時間須達到30分鐘；刺激肌肉分別為偏癱側脛前肌、股四頭肌、腓腸肌及腘繩肌的運動點上。治療時間為每周5次，持續2周共10次。治療前、治療1周、治療2周分別進行患側下肢運動功能評定、平衡功能評定。

1.2.4 采用專用電極：電極規格：40 mm 40 mm；40 mm 60 mm；40 mm 80 mm；50 mm 90 mm。

1.2.5 刺激參數：采用雙向對稱方波，頻率：30 Hz，波長：200 μs，選擇步行模式，步行周期：5 s，強度：能引起肌肉產生明顯收縮。

1.2.6 操作步驟：先在患者身上確定治療部位，貼好貼片，設置治療時間等參數，確認開始運行，調節電流后肌肉產生收縮，完成所設定的行走動作，打開足底觸發開關，讓患者一邊治療一邊行走。

1.3 檢測指標

①下肢簡易運動功能(Fugl-Meyer assessment,FMA)評分：共17項，總分34分，分數越高，下肢存在的功能障礙越輕；②Berg平衡量表：共14項，0～56分，分數越高提示平衡能力越強。

1.4 統計學方法

2 結 果

組內前后比較：兩組患者治療前、治療后一周、治療后兩周下肢功能(FMA)及平衡功能(Berg)逐步提高(P<0.05)。組間比較：治療后一周三組差異無統計學意義(P>0.05)，治療后兩周三組有統計學意義，經過兩兩比較發現，只有四通道組與對照組之間有統計學意義(P<0.05)。

表2 三組治療前后及組間下肢FMA評分比較

表3 三組治療前后及組間Berg平衡量表評分比較

3 討 論

功能性電刺激是一種廣泛應用的康復治療技術，它應用電流激活由于脊髓損傷、腦外傷、腦卒中等失去神經支配的肢體。在之前的一些研究表明，功能性電刺激可以通過改善患者步行過程中擺動期的廓清，從而改善患者的步行功能。但是另外一些研究發現，盡管功能性電刺激能夠改善步行功能，但是對患者的運動功能卻沒有提高，主要原因可能是功能性電刺激只能引起短時間的肌肉收縮，缺乏患者的主動參與，而主動參與是功能性活動的前提。本文的研究目的是評估四通道功能性電刺激對腦卒中患者的下肢功能及平衡的影響，為功能性電刺激的臨床應用提供依據。

四通道FES通過模擬正常人步行時的肌肉收縮時序來刺激患側下肢相應肌肉，并且在刺激過程中與功能性行走相結合，達到讓患者學習正常步態目的。下肢運動功能評估方法是FMA，平衡功能主要通過Berg平衡量表評估。FMA量表是根據腦損傷運動功能的恢復過程進行量化評分，其分級水平為3分，并被證明有很好的信度，能夠在患者恢復期功能較好的時候敏感發現運動功能的變化，從而降低患者功能較好時候的“天花板效應”，在臨床中是最常用的一個評估量表[10]。金冬梅[11]等人研究發現：Berg平衡量表是一個動態的評估量表，能夠評估平衡功能及跌倒的風險，41～56分提示低跌倒風險，21～40分提示中等跌倒的風險，0～20分提示高跌倒的風險。

在Iruthayarajah等[12]人的一項虛擬現實研究中，最小可偵測變化值4～6分，這說明相對于對照組，四通道功能性電刺激有著很好的效果，而對于單通道刺激組效果不明顯。在本研究中，隨著時間的變化，FMA量表在各組(四通道組、單通道組、對照組)都有明顯進步，差異有統計學意義，這說明四通道功能性電刺激、單通道功能性電刺激及綜合康復治療對腦卒中患者下肢運動功能都有一定的治療效果。但同時我們發現組間比較，第1周的時候下肢運動功能組間變化無統計學意義，而第2周的時候差異有統計學意義，且通過兩兩比較，四通道組與對照組之間有統計學差異，而單通道組與對照組無統計學意義，這說明四通道功能性電刺激至少需要訓練兩周以上才能產生明顯的變化，且四通道組相對于對照組效果更加顯著，這與之前的多個研究結果[13-14]是相似。本研究中雖然四通道組與單通道組差異沒有統計學意義，這可能是由于樣本量相對于較少的原因，但是從1周到2周的過程中，可以看到四通道組優于單通道組的趨勢，我們后期將進一步增加樣本量進行研究。

本研究中，隨著時間的變化，Berg平衡量表在各組(四通道組、單通道組、對照組)都有明顯進步，差異有統計學意義，這說明四通道功能性電刺激、單通道功能性電刺激及綜合康復治療對患者平衡功能都有一定的治療效果。大量研究顯示，平衡功能與步行功能呈現正相關，所以改善患者平衡功能對于患者步行功能至關重要。盡管在兩兩比較中，只有兩周時四通道組與對照組平衡功能差異有統計學意義，但是我們發現四通道組優于單通道組的趨勢，這可能由于通過模擬多組下肢肌肉的協同收縮能夠提高下肢在站立過程中的穩定性，從而提高平衡功能。

關于多通道功能性電刺激對腦卒中步行功能恢復的中樞機制[15]：研究顯示多通道且按照一定時序刺激多組肌肉，可以產生多關節的協調活動，這種運動更符合功能性步行的要求，能夠更好地改善腦卒中患者下肢的運動功能，功能性電刺激能夠通過神經細胞去極化將刺激上傳到中樞神經系統，實現外周到中樞的整合，從而激活大腦相應區域腦功能活動，這能夠提高軸突側枝和新突觸的產生速度，實現中樞神經系統的重組，提高大腦可塑性，從而促進運動功能地恢復。本研究未對治療后腦卒中患者大腦高級功能進行評估，這將是我們后期研究關注的重點。

綜上所述，應用基于正常行走模式的FES治療可以即時改善患者的步行功能，但長期效果還有待進一步深入研究。