節律性聽覺刺激在不完全性脊髓損傷步態康復中的應用

張棟，鄭揚，王華棟，朱躍，何勍

(1.解放軍總醫院第四醫學中心骨科醫學部，北京 100000；2.積水潭醫院脊柱外科，北京 100035)

研究[1]顯示，不完全性脊髓損傷患者的步態功能障礙表現為步速、步頻等降低，康復的重要目標是改善其步態特征。節律性聽覺刺激有助于改善內在和生物節律性運動，在帕金森病[1]、中風[2]、創傷性腦損傷[3]患者步態研究中顯示了積極的作用，但其在不完全性脊髓損傷患者中的應用效果尚不明確。本研究觀察了節律性聽覺刺激對不完全性脊髓損傷患者步態特征的影響，現報告如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

經醫院倫理委員會批準，于2016年3月～2019年12月招募來本院就診的不完全性脊髓損傷患者作為研究對象。納入標準：①明確的脊髓損傷史，ASIA神經功能分級[4]為C或D級，可使用輔助設備(如助行器)和/或矯形設備(如腳踝/腳矯形器)；②脊髓損傷已接受手術治療，術后脊柱穩定性良好；③患者意識清晰，生命體征穩定。排除標準：①雙下肢肌張力改良Ashworth分級≥2級；②重癥肌無力、腦性癱瘓、脊髓灰質炎等疾病者；③合并神經肌肉、骨關節疾病者；④心力衰竭、慢性阻塞性肺疾病等限制運動疾病者；⑤精神疾病、聽力障礙、視力障礙、嚴重認知功能障礙者。共納入患者62例，采用隨機數字表法分為對照組和觀察組各31例。對照組中，男21例，女10例；年齡24～58歲，平均(43.86±9.27)歲；病程1～5個月，平均(3.23±1.28)個月；損傷平面：T107例，T114例，T125例，L15例，L210例；損傷程度ASIA分級：C級13例，D級18例。觀察組中，男22例，女9例；年齡24～56歲，平均(42.14±8.68)歲；病程1～5個月，平均(3.36±1.32)個月；損傷平面：T108例，T114例，T123例，L15例，L211例；損傷程度ASIA分級：C級12例，D級19例。兩組患者基線資料差異無統計學意義(P>0.05)。

1.2 研究方法

對照組患者給予常規康復治療，包括下肢牽伸訓練、下肢肌力和關節活動度訓練、坐位及跪位平衡訓練、站立訓練、體位轉換訓練、步行訓練等內容，每日鍛煉1次，每次30 min。觀察組在對照組的基礎上給予節律性聽覺刺激，常規康復治療同對照組，節律性聽覺刺激采用電子節拍器發出與步行基礎速度一致的節拍，患者首先聽1 min節拍，然后分別進行4 m和10 m步行練習。練習方法：①沒有節律刺激下，以最安全的速度行走；②按照節律器節拍正常行走；③沒有節律刺激下，以最安全的速度行走；④在節律器節拍刺激下，步速較無節律刺激增加5%，如果患者步行節奏較低，則逐步提高節拍速度。完成4 m和10 m步行為一組。患者每日進行3組訓練。兩組均以4周為一療程，共干預3個療程。

1.3 觀察指標

觀察兩組患者干預前后步態變化，包括步頻、步長、步速等，步頻指每分鐘步數，步長為同側肢從上一鞋跟至下一鞋跟距離，步速定義為患者1 min行走的距離。觀察干預前后兩組患者的脛前肌運動誘發電位(motor evoked potential,MEP)，采用Mag-2型磁刺激儀(丹麥)進行檢測，重復檢測3次，取平均值。

1.4 統計學方法

2 結果

與治療前相比，兩組患者治療后的步頻、步長、步速均顯著升高(P<0.05)；兩組間相比，兩組患者治療前的步頻、步長、步速差異均無統計學意義(P>0.05)，但觀察組治療后的上述指標均顯著高于同期對照組(P<0.05)，見表1。

與治療前相比，兩組患者治療后的脛前肌MEP潛伏期均顯著縮短(P<0.05)，脛前肌MEP波幅均顯著升高(P<0.05)；兩組間相比，治療前的兩項指標組間差異無統計學意義(P<0.05)，但觀察組治療后的脛前肌MEP潛伏期顯著短于對照組，波幅顯著高于對照組(P<0.05)，見表2。

表1 兩組患者治療前后步態變化

表2 兩組治療前后脛前肌MEP比較

3 討論

研究顯示，不完全性脊髓損傷患者表現為步行速度較慢，步頻和步幅降低，步履困難[5-6]。另一項研究顯示，不完全性脊髓損傷患者表現為肌肉激活延遲，運動控制不穩定性增加，快速擺動增加，步幅縮短[7]。本研究顯示，節律性聽覺刺激可有效改善患者的步頻、步長和步速，初步證實了節律性聽覺刺激的應用效果。

不完全性脊髓損傷時，皮質脊髓通路受損，導致脛前肌運動誘發電位波幅降低。因此，運動誘發電位波幅增加與運動功能恢復有關，康復訓練、功能性電刺激等提高皮質脊髓通路興奮性的干預措施可改善脛前肌運動誘發電位的波幅，促進其運動功能恢復。研究顯示，提高皮質脊髓興奮性的訓練可增加慢性不完全性脊髓損傷患者的脛前肌運動電位波幅[9]。本研究顯示，觀察組患者表現為運動電位波幅的增加伴隨著頻率潛伏期縮短，該結果與上述研究的結論相一致。

節律性聽覺刺激通過使用節律性聲音作為刺激源，增強患者聽覺感知和運動行為之間的聯系，從而激活參與運動的神經回路。研究顯示，節律性聽覺刺激的步態康復可通過外部節律促進節奏運動的訓練[10]。研究證實，節拍器和音樂干預所產生的節律性聽覺刺激可有效改善帕金森和卒中患者的步態時空參數和關節運動模式[11]。既往研究中，聽覺刺激源包括音樂和節拍器，不同的聽覺刺激對步態、步幅程度等影響存在差異，單純以節拍器為聽覺刺激源的步態訓練可改善患者步行節奏，對步幅有顯著影響[12]。本研究使用節拍器進行作為聽覺刺激源，結果顯示節律性聽覺刺激可改善患者的步態。其機制可能包括[13-14]：①聽覺-運動系統與聽覺信息的廣泛作用起始于脊髓和腦干，節律性聽覺刺激觸發的聽覺神經元放電會夾帶運動神經元放電頻率，促進整個運動神經系統進入新的活動頻率；②節律性聽覺刺激可能激活脊髓運動神經元，增加神經元興奮性，在聽覺刺激的同時可使運動系統做好準備，縮短運動神經的反應時間。國外有研究顯示，通過節奏性聽覺刺激的夾帶、運動系統超前準備等，可改善肌肉的預期控制，減少運動時間的可變性，從而增強患者對運動時相的控制[15]。綜合本研究結果提示，節律性聽覺刺激可能改變了不完全性脊髓損傷患者的運動神經可塑性，但其機制尚需要進一步研究探討。