吳丹榕 莫仙容 朱玉連 騰明輝
摘 要 肌痙攣是脊髓損傷后較為常見且嚴重的并發癥之一,可導致患者出現運動功能障礙,影響其康復治療的效果和生活質量。本文簡述脊髓損傷后肌痙攣的發生機制,介紹脊髓損傷后肌痙攣的物理治療方法及臨床應用研究進展,以期為優化脊髓損傷后肌痙攣治療提供新的思路和方向。
關鍵詞 脊髓損傷 肌痙攣 物理治療
中圖分類號:R454; R651.2 文獻標志碼:A 文章編號:1006-1533(2023)07-0003-05
引用本文 吳丹榕, 莫仙容, 朱玉連, 等. 脊髓損傷后肌痙攣的物理治療[J]. 上海醫藥, 2023, 44(7): 3-7.
基金項目:廣西壯族自治區科技計劃項目(桂科AD20238075)
Physical therapy for muscle spasm after spinal cord injury
WU Danrong1, MO Xianrong1, ZHU Yulian2, TENG Minghui1
(1. Department of Physical Therapy, Jiangbin Hospital of Guangxi Zhuang Autonomous Region, Nanning 530021, China; 2. Department of Rehabilitation Medicine, Huashan Hospital, Fudan University, Shanghai 200040, China)
ABSTRACT Muscle spasm after spinal cord injury is one of the most common and serious complications and can lead to motor dysfunction and affect the rehabilitation outcome and the quality of life. This article briefly describes the mechanism of muscle spasm after spinal cord injury and summarizes its physical therapy methods and clinical applications so as to provide new ideas and directions for the optimization of its treatment.
KEY WORDS spinal cord injury; muscle spasm; physical therapy
脊髓損傷是指由于外力或非外力因素造成的脊髓神經損傷,其可導致患者損傷節段以下運動、感覺和自主神經功能受損[1],其中損傷早期死亡風險較高[2]。全球每年發生的脊髓損傷患者數約為25萬 ~ 50萬人。肌痙攣是脊髓損傷患者的較常見并發癥之一。在脊髓損傷后1年以上的患者中,約65% ~ 93%的患者存在肌痙攣狀態[3]。肌痙攣可使患者出現疼痛、關節活動受限、骨骼畸形、睡眠困難和排尿困難等癥狀,阻礙患者進行體位轉移、站立和行走等正常活動,嚴重影響患者的日常生活和生活質量[1, 4]。對于脊髓損傷后肌痙攣患者,采用物理治療方法治療能在改善肌痙攣狀態的同時,增強運動功能,提高生活質量。本文簡述脊髓損傷后肌痙攣的發生機制,介紹脊髓損傷后肌痙攣的物理治療方法及臨床應用研究進展,以期為優化脊髓損傷后肌痙攣治療提供新的思路和方向。
1 脊髓損傷后肌痙攣的發生機制與臨床特點
1980年,Lance[5]首先提出,痙攣是一種上運動神經元病變引起的運動功能障礙,臨床體征表現為張力反射過度興奮、肌腱痙攣和肌張力增高。脊髓損傷后肌痙攣的發生主要與脊髓上神經元傳導通路抑制性和運動神經元、中間神經元興奮性的改變有關[6]。脊髓損傷后,受損的脊髓神經元軸突末端發生退變,而后剩余的局部傳入神經軸突萌發新的突出末梢以增強脊髓連接,由此產生許多興奮性和抑制性神經遞質來調節神經元突觸輸入的強度并影響脊髓神經傳導通路[7]。在運動神經元的興奮性和抑制性平衡被打破后,神經遞質的釋放受到影響,進而導致反射弧的過度興奮[8]。同時,因中樞神經損傷,外周神經運動神經元興奮性增加,引起骨骼肌長時間收縮,肌梭興奮性增強,導致關節肌肉功能障礙,肌肉形態特性發生變化,最終造成肌痙攣狀態[9]。
另一種病理生理學假說認為,脊髓損傷后肌痙攣是由于下行神經束的傳導通路抑制因脊髓損傷而獲解除,致使脊髓強直伸展反射被放大所引起的[10-11]。盡管不同脊髓損傷部位所引起的肌痙攣狀態不一致,但錐體系和錐體外系的損傷或病變都會導致患者出現肌痙攣和肌強直。脊髓損傷后肌痙攣患者多表現為下肢伸肌痙攣,且痙攣的嚴重程度會隨病程延長而加劇[7, 12]。適度的伸肌痙攣有助于患者借助肌張力而維持站立和步行功能,同時能在沒有負重或廢用時起到預防骨質疏松和深靜脈血栓形成的作用。然而,過度的肌痙攣會造成肢體肌群肌力不平衡,導致身體疼痛和關節攣縮、畸形,影響患者的體位轉移、站立和平衡能力,嚴重的還可誘發意外損傷甚至骨折,引起排尿障礙,損害患者的生活質量[7, 11]。
2 脊髓損傷后肌痙攣的物理治療
對于脊髓損傷患者,早期給予物理治療和干預,全面評估肌痙攣狀態,規范抗痙攣體位和良肢擺放,在脊髓組織炎性反應減輕后盡早進行康復訓練,有助于其運動神經元功能的恢復[13]。目前,脊髓損傷后肌痙攣物理治療方法主要包括運動療法、手法治療和物理因子治療3大類。
2.1 運動療法
運動療法是指運用器械或患者自身力量,通過某些運動方式(主動或被動運動等)使患者獲得局部和全身運動功能、感覺功能的一種康復訓練方法,其能幫助脊髓損傷患者重建脊髓運動神經元結構,誘導腦源性神經營養因子(brain-derived neurotrophic factor, BDNF)代謝,增強大腦可塑性,從而更好地誘發脊髓損傷患者的殘存肌力,對患者運動功能的恢復和肌痙攣的緩解產生積極影響[14-15]。此外,進行高強度的運動訓練還可提高患者血清BDNF水平,這也有助于改善不完全性脊髓損傷患者下肢的肌痙攣狀態[16]。
多種運動療法都可用于肌痙攣治療。早期研究顯示,四肢癱瘓的脊髓損傷患者運用持續性被動活動器械輔助治療6個月后,踝關節跖屈肌和膝關節腘繩肌的痙攣程度降低,關節僵硬和水腫情況也有所改善[17]。運用電動站立床、站立架或平行杠進行站立訓練,改變體位,能預防脊髓損傷患者出現體位性低血壓,降低其肌痙攣程度,促進本體感覺的恢復。Bohannon[18]的研究證實,運用站立床進行連續1 d的站立訓練后,脊髓損傷患者的伸肌痙攣狀態得到緩解,訓練效果的即時性強并能維持到第2天早上。MOTOmed可誘發偏癱患者雙下肢殘存肌力并為其提供主動、被動或助力運動,還能在運動突發肌痙攣時通過反向運動對痙攣的肌肉進行重復性拉伸,抑制肌痙攣,增加關節活動度,增強肌肉力量[19]。研究顯示,常規治療結合MOTOmed訓練對脊髓損傷患者下肢肌痙攣狀態有一定的改善作用[20]。康復機器人可用于脊髓損傷相關并發癥如肌痙攣、疼痛等的治療,提高患者的下肢耐力和步行速率,降低患者發生膀胱功能障礙的風險[21-22]。Mirbagheri等[23]對23例不完全性脊髓損傷患者進行的對照研究發現,運用機器人輔助步長訓練可改善患者的運動模式和髖、踝關節的功能狀況,在改善患者關節僵硬的同時減少與肌痙攣相關的神經肌肉異常。與單純傳統物理治療相比,結合機器人輔助的運動訓練能更好地改善脊髓損傷患者下肢的肌肉特性,使之恢復步行能力[24]。
2.2 手法治療
2.2.1 徒手治療
臨床上常用徒手治療方法對脊髓損傷患者的痙攣肢體進行放松按摩和持續的被動活動,以降低患者的肌肉反射興奮性和整體張力。對痙攣的肌肉關節進行主動和被動關節活動度訓練,可減弱肌肉關節的抵抗力,減輕或消除肌痙攣狀態。徒手治療還能通過牽伸軟組織或牽引痙攣引起的攣縮關節而改善患者的血液循環,緩解疼痛和肌痙攣癥狀。須指出的是,不要過度牽伸軟組織,否則會影響關節功能。應嚴格把控牽伸時間。
2.2.2 神經發育療法
2.2.2.1 本體感覺神經肌肉促進技術(proprioceptive neuromuscular facilitation, PNF)
PNF是一種通過運用螺旋對角運動模式,誘發患者殘存肌力,減輕患者運動功能障礙的技術手法,對腦卒中患者患側肢體肌肉的異常狀態有一定的改善作用。不過,目前尚無PNF用于脊髓損傷后肌痙攣的研究報告,PNF是否具有肌痙攣緩解作用還不明確。
2.2.2.2 Rood技術
Rood技術是一種通過多種感覺刺激,誘發運動產生或抑制肌肉興奮性的技術手法,常用于感覺障礙患者。運用Rood技術,可使用軟毛刷輕刷痙攣肌群的拮抗肌來誘發關鍵肌肉的反應,或通過輕微擠壓關節來抑制肌肉的興奮性,使肌肉放松。但有關Rood技術用于肌痙攣緩解的研究較少,其是否有效還待進一步研究的確認。
2.2.2.3 Bobath技術
Bobath技術是一種主張按照個體正常發育的順序,利用正常感覺反饋輸入如自發性姿勢反射和平衡反應來調節肌張力,并誘發正常的運動反應輸出,使中樞神經系統重組運動反應輸出,從而改善患者運動功能的技術手法[25]。Bobath技術在腦卒中患者康復治療中的應用較多,用于脊髓損傷患者肌肉關節并發癥則因研究尚少,缺乏證據支持。
2.3 物理因子治療
對于脊髓損傷后肌痙攣,物理因子治療是主要的治療手段,其中絕大多數神經電刺激療法都可通過調節神經電生理學特性來促使神經環路的暢通并促進運動控制和運動再學習,降低神經興奮性,使痙攣的組織和肌肉放松[9]。物理因子治療技術的發展較快,且國內外都有相關研究。
2.3.1 重復經顱磁刺激(repetitive transcranial magnetic stimulation, rTMS)
rTMS可通過特定的磁場來誘導大腦產生電流,由此刺激大腦皮質并使之興奮,其中高頻rTMS可顯著緩解脊髓損傷患者下肢的肌痙攣,改善患者肢體功能[26-27]。短陣θ脈沖刺激(intermittent theta-burst stimulation, iTBS)是一種特殊的高頻rTMS模式,其能增加抑制性輸入,降低階段性脊髓神經興奮性。有研究顯示,對不完全性脊髓損傷患者腿部區域對應的大腦皮質初級運動區進行iTBS治療至少持續1周,結果發現患者下行皮質脊髓興奮性降低,肢體痙攣狀態改善[28]。Gharooni等[29]的研究還發現,iTBS可有效緩解不完全性頸椎脊髓損傷患者雙側肘關節、腕伸肌和屈肌的痙攣癥狀。不過,對于脊髓損傷后肌痙攣患者,不同頻率的rTMS治療的肌痙攣和運動功能改善效果不同,故須進一步研究其刺激參數的設置標準。
2.3.2 功能性電刺激
功能性電刺激可改善癱瘓或存在運動功能障礙肢體的肌肉質量及其纖維類型構成[30]。研究證實,在電刺激患部的同時進行主動踩車訓練能減輕脊髓損傷患者的肌痙攣狀態,提高患者的下肢肌肉力量和行走能力[31]。此外,有研究發現,給予盆底肌功能性電刺激可抑制脊髓損傷后引起肌痙攣的神經興奮灶,結合蒙藥治療能有效改善頸椎脊髓損傷患者的肌痙攣癥狀,提高患者的日常生活活動能力[32]。
2.3.3 經皮神經電刺激(transcutaneous electrical nerve stimulation, TENS)
TENS可緩解脊髓損傷患者下肢的肌痙攣癥狀,對患者痙攣的踝關節和足底屈肌有一定的改善作用,結合主動運動訓練時,肌痙攣減輕效果更顯著[33-34]。TENS現主要用于改善疼痛癥狀,用于肌痙攣治療有一定的即時效果,但相關研究較少,長期治療的效果也待研究。
2.3.4 直腸電刺激
Halstead等[35]的研究發現,直腸電刺激可改善脊髓損傷患者的肌痙攣癥狀。一項研究對男性脊髓損傷患者的直腸進行強度為10 mA、頻率為50 Hz的15 min電刺激,結果觀察到在誘發患者射精后的數小時內,患者的痙攣指數發生了顯著變化,肌痙攣狀態得到緩解[36]。直腸電刺激操作簡便,有一定的臨床應用潛力。
2.3.5 溫度療法
冷敷可降低痙攣肌的興奮性,從而減少或消除陣攣。冷療結合運動療法能較單純運動療法更有效地緩解脊髓損傷后肌痙攣癥狀[37]。此外,熱敷也能通過改變細胞內Ca2+、K+水平及其分布,降低神經興奮性并刺激皮膚感受,從而降低痙攣肌肉的張力[10]。不過,溫度療法用于脊髓損傷后肌痙攣治療的研究較少,其確切的效果還待進一步研究的揭示。
2.3.6 水療
脊髓損傷患者可用溫水浴來緩解疼痛和降低肌肉張力[38]。溫水浴結合運動療法能降低脊髓損傷患者的肌張力,改善步態;若再服用巴氯芬治療,肌痙攣緩解效果更顯著[39]。Kesiktas等[40]的研究發現,每周3次的溫水浴治療可減輕脊髓損傷患者的肌痙攣癥狀,同時降低患者口服用藥的劑量,有效避免藥物不良反應對患者的負面影響。但水療的應用受到時間、費用、場地等外部因素的限制。此外,長期應用水療是否仍對脊髓損傷后肌痙攣有效,目前也不清楚,有待進一步的研究。
2.3.7 體外沖擊波治療
有研究發現,體外沖擊波治療可在短期內改善脊髓損傷患者的腓腸肌痙攣狀態,提高其下肢運動功能[41]。不過,該研究的樣本量較小,存在一定的局限性。目前,盡管有一些研究顯示體外沖擊波治療對脊髓損傷后肌痙攣有一定的短期效果,但體外沖擊波治療的最佳劑量和長期效果并不明確。
2.3.8 振動療法
振動療法可根據其治療范圍分為全身和局部振動療法。研究發現,對于不完全性頸椎脊髓損傷患者,全身振動療法能顯著降低患者踝關節跖屈肌的痙攣評分,提高患者的平衡和步行能力[42]。Estes等[43]比較了不同頻率、持續時間和劑量條件下的單次全身振動療法對不完全性脊髓損傷患者肌痙攣和步行速率的影響,發現全身振動療法能通過改變肌肉活動振幅來調節肌肉反射,且振動頻率越高,肌痙攣緩解幅度越大。該研究還發現,全身振動療法緩解肌痙攣的效果也取決于肌痙攣程度,其機制可能與全身振動療法引起的神經突觸抑制的變化有關。
3 小結與展望
盡管目前物理治療方法多種多樣,卻并不能完全解決脊髓損傷后肌痙攣問題。常規的被動和牽伸活動雖有短期內可降低患者肌張力和預防關節攣縮的效果,但欲維持這種效果,則須進行長期的持續性治療。因此,對于脊髓損傷后肌痙攣治療,目前臨床上多再結合物理因子治療,以期利用不同物理因子的特性來改變患者神經肌肉的興奮性,緩解患者的肌痙攣狀態,增強并維持治療效果。不過,由于大多數物理因子治療研究的樣本量較小,試驗參數也不統一,加之觀察的基本上是短期效果,故物理因子治療多用作輔助治療,其單獨或長期用于脊髓損傷后肌痙攣的效果和最優治療方案仍待今后進一步研究的揭示或確認。此外,如何根據脊髓損傷患者不同的損傷類型、平面、程度,以及個人家庭經濟狀況、心理因素來制訂最佳肌痙攣治療方案,緩解肌痙攣狀態,降低肌痙攣復發率,亦是脊髓損傷康復治療領域面臨的巨大挑戰。
參考文獻
[1] Perrouin-Verbe B, Lefevre C, Kieny P, et al. Spinal cord injury: a multisystem physiological impairment/dysfunction[J]. Rev Neurol (Paris), 2021, 177(5): 594-605.
[2] Hall OT, McGrath RP, Peterson MD, et al. The burden of traumatic spinal cord injury in the United States: disability- adjusted life years [J]. Arch Phys Med Rehabil, 2019, 100(1): 95-100.
[3] Adams MM, Hicks AL. Spasticity after spinal cord injury [J]. Spinal Cord, 2005, 43(10): 577-586.
[4] Tibbett J, Widerstr?m-Noga EG, Thomas CK, et al. Impact of spasticity on transfers and activities of daily living in individuals with spinal cord injury [J]. J Spinal Cord Med, 2019, 42(3): 318-327.
[5] Lance JW. The control of muscle tone, reflexes, and movement: Robert Wartenberg Lecture [J]. Neurology, 1980, 30(12): 1303-1313.
[6] Rekand T, Hagen EM, Gr?nning M. Spasticity following spinal cord injury [J]. Tidsskr Nor Laegeforen, 2012, 132(8): 970-973.
[7] Elbasiouny SM, Moroz D, Bakr MM, et al. Management of spasticity after spinal cord injury: current techniques and future directions [J]. Neurorehabil Neural Repair, 2010, 24(1): 23-33.
[8] 于大鵬, 趙廷寶. 脊髓損傷后痙攣治療的研究現狀[J]. 中國矯形外科雜志, 2013, 21(20): 1334-1337.
[9] 朱興國, 王紅星. 痙攣的產生及物理因子治療機制的研究進展[J]. 中國康復, 2022, 37(1): 57-60.
[10] Dan B. The end of spasticity? [J]. Dev Med Child Neurol, 2017, 59(9): 882.
[11] Sheean G. The pathophysiology of spasticity [J]. Eur J Neurol, 2002, 9(Suppl 1): 3-9.
[12] DiPiro ND, Li C, Krause JS. A longitudinal study of selfreported spasticity among individuals with chronic spinal cord injury [J]. Spinal Cord, 2018, 56(3): 218-225.
[13] Marques MR, Nicola FC, Sanches EF, et al. Locomotor training promotes time-dependent functional recovery after experimental spinal cord contusion [J]. Neuroscience, 2018, 392: 258-269.
[14] Fu J, Wang H, Deng L, et al. Exercise training promotes functional recovery after spinal cord injury [J]. Neural Plast, 2016, 2016: 4039580.
[15] Bilchak JN, Caron G, C?té MP. Exercise-induced plasticity in signaling pathways involved in motor recovery after spinal cord injury [J]. Int J Mol Sci, 2021, 22(9): 4858.
[16] 張佳麗, 索呂, 李向哲, 等. 不同運動訓練強度對不完全性SCI患者痙攣程度和BDNF濃度的影響[J]. 中國康復, 2022, 37(2): 80-84.
[17] Harvey LA, Herbert RD, Glinsky J, et al. Effects of 6 months of regular passive movements on ankle joint mobility in people with spinal cord injury: a randomized controlled trial[J]. Spinal Cord, 2009, 47(1): 62-66.
[18] Bohannon RW. Tilt table standing for reducing spasticity after spinal cord injury [J]. Arch Phys Med Rehabil, 1993, 74(10): 1121-1122.
[19] 杜鳳珍, 陳錦宇, 何杰, 等. MOTOmed在偏癱模式化訓練中價值研究[J]. 按摩與康復醫學, 2010, 1(12): 23-24.
[20] 張卉, 沈玄霖, 周菁, 等. MOTOmed智能訓練治療脊髓損傷下肢痙攣的療效觀察及肌電圖分析[J]. 生物醫學工程與臨床, 2015, 19(2): 156-159.
[21] 鄧小倩, 王楊, 熊愿, 等. 外骨骼下肢機器人訓練對截癱患者步行功能恢復的影響[J]. 中國康復, 2021, 36(8): 477-480.
[22] Stampacchia G, Rustici A, Bigazzi S, et al. Walking with a powered robotic exoskeleton: subjective experience, spasticity and pain in spinal cord injured persons [J]. NeuroRehabilitation, 2016, 39(2): 277-283.
[23] Mirbagheri MM, Kindig MW, Niu X. Effects of roboticlocomotor training on stretch reflex function and muscular properties in individuals with spinal cord injury [J]. Clin Neurophysiol, 2015, 126(5): 997-1006.
[24] Shin JC, Kim JY, Park HK, et al. Effect of robotic-assisted gait training in patients with incomplete spinal cord injury [J]. Ann Rehabil Med, 2014, 38(6): 719-725.
[25] Levin MF, Panturin E. Sensorimotor integration for functional recovery and the Bobath approach [J]. Motor Control, 2011, 15(2): 285-301.
[26] 梁文銳, 伍明, 李鑫, 等. 重復經顱磁刺激對不完全性脊髓損傷肌肉痙攣及功能的影響[J]. 按摩與康復醫學, 2021, 12(21): 28-30.
[27] 孔新衛. 重復經顱磁刺激對不完全性脊髓損傷患者痙攣的影響研究[J].世界最新醫學信息文摘, 2019, 19(67): 56; 58.
[28] Nardone R, Langthaler PB, Orioli A, et al. Effects of intermittent theta burst stimulation on spasticity after spinal cord injury [J]. Restor Neurol Neurosci, 2017, 35(3): 287-294.
[29] Gharooni AA, Nair KPS, Hawkins D, et al. Intermittent thetaburst stimulation for upper-limb dysfunction and spasticity in spinal cord injury: a single-blind randomized feasibility study[J]. Spinal Cord, 2018, 56(8): 762-768.
[30] van der Scheer JW, Goosey-Tolfrey VL, Valentino SE, et al. Functional electrical stimulation cycling exercise after spinal cord injury: a systematic review of health and fitness-related outcomes [J]. J Neuroeng Rehabil, 2021, 18(1): 99.
[31] Fang CY, Lien AS, Tsai JL, et al. The effect and dose- response of functional electrical stimulation cycling training on spasticity in individuals with spinal cord injury: a systematic review with meta-analysis [J]. Front Physiol, 2021, 12: 756200.
[32] 張淑蓮, 閆金玉, 李曉濤, 等. 經直腸盆底肌及坐骨神經電刺激配合蒙藥熏蒸治療頸脊髓損傷肌肉痙攣療效分析[J]. 華西醫學, 2019, 34(5): 526-530.
[33] Ping Ho Chung B, Kam Kwan Cheng B. Immediate effect of transcutaneous electrical nerve stimulation on spasticity in patients with spinal cord injury [J]. Clin Rehabil, 2010, 24(3): 202-210.
[34] Mills PB, Dossa F. Transcutaneous electrical nerve stimulation for management of limb spasticity: a systematic review [J]. Am J Phys Med Rehabil, 2016, 95(4): 309-318.
[35] Halstead LS, Seager SW. The effects of rectal probe electrostimulation on spinal cord injury spasticity [J]. Paraplegia, 1991, 29(1): 43-47.
[36] Halstead LS, Seager SW, Houston JM, et al. Relief of spasticity in SCI men and women using rectal probe electrostimulation [J]. Paraplegia, 1993, 31(11): 715-721.
[37] 孟祥霞. 運動療法結合冷療在高位脊髓損傷后痙攣患者護理中的運用效果分析[J]. 國際護理學雜志, 2015, 34(4): 563-565.
[38] Marinho-Buzelli AR, Zaluski AJ, Mansfield A, et al. The use of aquatic therapy among rehabilitation professionals for individuals with spinal cord injury or disorder [J]. J Spinal Cord Med, 2019, 42(Sup 1): 158-165.
[39] 張偉濤, 林岳卿, 黃偉藝. 巴氯芬聯合溫泉水療和運動康復訓練治療脊髓損傷后肌肉痙攣的療效研究[J]. 中國現代藥物應用, 2019, 13(15): 229-231.
[40] Kesiktas N, Paker N, Erdogan N, et al. The use of hydrotherapy for the management of spasticity [J]. Neurorehabil Neural Repair, 2004, 18(4): 268-273.
[41] 林娜, 陳燕清, 陳昕. 體外沖擊波對脊髓損傷后腓腸肌痙攣的療效研究[J]. 按摩與康復醫學, 2020, 11(1): 39-42.
[42] In T, Jung K, Lee MG, et al. Whole-body vibration improves ankle spasticity, balance, and walking ability in individuals with incomplete cervical spinal cord injury [J]. NeuroRehabilitation, 2018, 42(4): 491-497.
[43] Estes S, Iddings JA, Ray S, et al. Comparison of singlesession dose response effects of whole body vibration on spasticity and walking speed in persons with spinal cord injury [J]. Neurotherapeutics, 2018, 15(3): 684-696.