呼吸肌訓練改善腦卒中病人軀干穩定性的應用進展

王曉蕾 蘇劍清 汪伍 馮偉

腦卒中是我國中老年人群致死、致殘的首要原因。據統計,我國腦卒中患病率為1596.0/10萬,致死率為147.0/10萬[1]。研究表明,腦卒中病人最大呼氣壓(maximal expiration pressure, MEP)、最大吸氣壓(maximal inspiratory pressure, MIP)會顯著降低[2]。這一結論表明,腦卒中病人由于中樞神經受損或神經傳導通路受阻,造成部分呼吸肌肌力下降從而影響呼吸以及咳嗽,導致病人肺部感染甚至非血管性死亡。呼吸肌的自主共同收縮是維持人體軀干穩定性的重要因素,其功能與軀干功能及平衡呈正相關關系,因此通過呼吸肌訓練可有效改善腦卒中病人的軀干控制能力[3-4]。腦卒中后早期進行呼吸肌訓練不僅可以改善病人的肺部功能,預防肺部感染,還可提高腦卒中病人軀干穩定性,進而維持人體靜態平衡與動態平衡,為后期異常步態的改善提供良好基礎。現就國內外對于呼吸肌訓練在改善腦卒中病人軀干穩定性的臨床研究進展進行綜述。

1 腦卒中后的呼吸肌異常對軀干穩定性的影響

人體的呼吸肌主要由吸氣肌和呼氣肌組成。膈肌為主要的吸氣肌,收縮時,膈穹窿下降,胸腔容積擴大,人體完成吸氣動作;舒張時,膈穹窿上升,恢復原位,胸腔容積減少,人體完成呼氣動作。中樞神經系統的正常調控使膈肌可在同一時間內發揮呼吸和維持軀干穩定性的功能。膈肌的收縮增加人體腹內壓,將腹部內容物進入胸腔的位移最小化從而維持人體軀干的穩定性,支持人體四肢進行隨意運動。腦卒中病人中樞神經系統受損,致使膈肌維持人體呼吸功能以及軀干穩定性的功能存在問題。腦卒中病人膈肌的異常誘發電位會導致膈肌運動時間延長,出現中到重度的呼吸困難[5]。Liu等[6]發現,腦卒中病人在深呼吸時偏癱側膈肌的活動度明顯降低。膈肌的低幅度運動會改變人體腹內壓,從而導致腦卒中病人在動態坐姿、站立和運動時的核心穩定方面出現相應的運動障礙。Kocjan等[7]指出反映膈肌的相關指數如膈肌厚度、膈肌增厚率以及膈肌移動度與人體平衡功能呈正相關。作為協助膈肌共同完成人體呼吸動作的腹肌,在腦卒中病人中也有相應的病理變化:與正常人相比,隨著坐位穩定性的下降,腹橫肌厚度逐漸減少;與健側相比,偏癱側腹橫肌肌力下降,導致病人在核心穩定運動時不能完全激活肌肉,軀干穩定性降低[8-10]。

2 呼吸肌訓練改善腦卒中后軀干穩定性

2.1 呼吸肌單獨訓練

2.1.1 呼吸肌力量訓練:在人體解剖學的角度上,膈肌和腹肌作為人體主要的呼吸肌,兩者在受到共同激活時可提高姿勢運動的控制能力和步態能力。研究表明,腦卒中病人普遍存在偏癱側腹直肌易疲勞的問題,因此只有加強腹部深層肌肉訓練才可以達到更好地控制軀干以及呼吸的目的[11-13]。Haruyama等[14]對腦卒中后病人應用腹部牽引動作(ADIM)以及骨盆控制練習。ADIM即囑受試者分別在仰臥位和坐位的狀態下,用力向脊柱位置收緊下腹部,同時保持正常呼吸。運用腹肌力量進行的骨盆控制練習分為前-后傾斜、側向抬起和橫向旋轉。試驗證明呼吸肌訓練可有效激活腹橫肌,提高軀干損傷量表(TIS)評分。Lee等[15]對受試者采用傳統的呼吸肌力量訓練并增加可視化反饋,從而動態調整治療方式的動態神經肌肉穩定(DNS)訓練,進行為期4周的針對腹外斜肌、腹內斜肌、腹橫肌的力量訓練,結果顯示,DNS組TIS、Berg平衡量表(BBS)評分與基線相比有所改良。在Lee等[16]的研究中,對比分析了為期6周的ADIM和腹部支撐訓練(通過利用腹背肌群在收縮時產生的腹內壓向下推入盆底肌肌群進行呼吸肌力量訓練的方法)對腦卒中病人的治療效果,發現兩項訓練方案均可增加腹內/外斜肌和腹橫肌肌肉厚度,提高BBS評分,并且兩者之間差異無統計學意義。Yoo等[17]在人體可通過跨步策略來調節平衡的理論基礎上,證明腦卒中病人的腹直肌、腹內/外斜肌厚度經過平衡訓練后得到增強從而提高軀干穩定性。根據吸氣肌血液“竊流”理論[18],呼吸肌力量訓練可有效增加通氣量,提高呼吸耐力,通過增強呼吸肌肌力相對提高機體軀干骨骼肌的血流供應,從而增加病人的運動耐力,緩解運動后易疲勞現象,進而有助于病人進行后期的全身耐力型運動,加快康復進程。呼吸肌力量訓練不僅可以改善腦卒中病人的肺功能與認知功能,提高日常生活能力[19-20],并且在一定程度上改善呼吸肌肌力,增強平衡能力,在今后的康復過程中起著積極作用。在以往的研究中,各試驗對吸氣肌力量訓練的具體訓練時長、訓練頻率以及訓練周期的設置上不盡相同,但有研究[21]提出,訓練周期為3周,并且每周3 d,每天超過20 min是一種較為有效的訓練方案,為短期康復治療方案的制定提供了參考依據。

2.1.2 呼吸肌儀器輔助訓練:有學者推測,與其他骨骼肌一樣,呼吸肌會對給定的訓練刺激以劑量依賴的方式做出反應,從而改善呼吸肌功能[22]。有學者提出,對于不能用神經肌肉電刺激背部肌肉的腦卒中后偏癱病人,可通過刺激腹部肌肉作為一種替代方法提高病人軀干穩定性[23]。Jung等[24]使用功能性電刺激器對腹部肌肉進行20 min的治療活動,結果顯示,腦卒中病人的膈肌厚度增厚,肺部功能得到改善。Jung等[25]提出,在不穩定表面上進行負重轉移運動(weight-shifting exercise,WSE),并結合應用于腹外斜肌的為時30 min/次的經皮神經電刺激技術對軀干控制和軀干肌肉活動有積極影響。同樣,鄒盛國[26]的試驗證明,體外膈肌電刺激可有效提高腦卒中病人FVC、呼氣峰流量(PEF)、FEV1以及作為衡量膈肌肌力指標的MIP值。Lee等[27]應用POWER breathe設備在呼吸過程中加強膈肌的運動,應用壓力生物反饋器結合支撐訓練增強人體腹部和腰背部肌肉的功能鍛煉[28],從而增加腰椎穩定性,實現靜態平衡和動態平衡,結果顯示,腦卒中病人的6 min步行試驗、BBS評分、起立-行走(TUG)評分顯著改善。Aydogan等[29]對受試者在腹式呼吸狀態下應用閾值壓力呼吸訓練儀進行吸氣肌訓練。最初的阻力值設定為受試者MIP的40%,并通過每周重復測量MIP來制定下一周的訓練負荷,從而實現訓練負荷與訓練效果的動態穩定。6周治療結束后,病人的呼吸功能、呼吸肌肌力以及軀干控制能力、平衡能力均有改善。Janssens等[30]的研究發現,當受試者以MIP的60%為訓練強度的吸氣肌訓練可改善膈肌的軀干穩定功能,從而提高本體感覺姿勢控制能力,幫助人體維持靜態平衡與動態平衡。同樣,國內學者發現,電針能促進腦卒中后氣管切開留置套管病人膈肌功能的恢復,膈肌訓練在一定程度上可以改善腦卒中病人運動后的疲勞感覺[31-32],進而提高長時間保持平衡的能力。綜上可見,對于腦卒中急性期、恢復期病人來說,電刺激、呼吸訓練儀等輔助手段對早期預防肺部感染,增強呼吸肌肌力,提高平衡能力產生積極作用。

2.2 呼吸肌聯合訓練 從解剖學角度看,呼吸肌在運動過程中對呼吸和軀干的穩定性起著雙重作用[27]。在呼吸過程中,人體通過收縮膈肌、腹肌來控制腹內壓,在增加腹內壓的過程中膈肌發揮著穩定脊柱與相關筋膜張力的作用。Lee等[33]應用閾值壓力呼吸訓練儀,以受試者30%的MIP為初始負荷,進行漸進式的呼吸訓練聯合呼吸肌力量訓練(腹部肌群的收縮與舒張訓練),發現腦卒中病人除肺功能有所提高外,用來評估病人穩定極限能力的中心壓力測試也有所改善。中心壓力測試包括人體在前屈、后伸以及向患側和健側的最大移動速度和最大位移。在速度方面,閾值壓力呼吸訓練儀的聯合應用相比于單純應用呼吸肌訓練可使軀干向患側以及后側的移動速度更快;在位移方面,聯合訓練組病人在前屈、后伸以及向患側移動時的長度大于單純呼吸肌訓練組。與Li等[34]的研究結論一致。劉西花等[35]將腹式呼吸的訓練方法改良為當病人進行等長收縮時,在吸氣的中后期徒手施加一個阻力并在吸氣末停留3 s;當進行等張收縮時,在吸氣初期徒手施加一個逐漸減小的力,直至一個呼吸周期結束。兩者均以不影響病人的膈肌運動幅度為宜進行訓練,治療4周后吸氣肌指數得到提升,BBS評分以及Fugl-Meyer評估(FMA)量表評分得到改善。Zheng等[36]將“六字訣”與傳統的康復訓練方法包括橋式動作、姿勢轉換、平衡訓練和日常生活活動訓練結合,結果顯示“六字訣”作為一種安全有效的呼吸訓練方法,與單獨使用常規呼吸訓練相比,不僅可以增強呼吸肌肌力,有效改善腦卒中病人的肺部功能,還可以進一步提高腦卒中病人的軀干穩定性。古劍珂等[37]在呼吸肌訓練的基礎上,輔以針刺雙側夾脊與天鼎、膻中、天突和扶突,經過2周的治療后,受試者各項肺功能指標、膈肌活動度與膈肌厚度以及氧分壓、氧合指數、二氧化碳分壓均優于對照組。臨床上的康復治療方案并不局限于2種治療方法的聯合應用,在袁文蓉等[38]的試驗中,將腹式呼吸、吸氣肌抗阻訓練以及反饋式呼吸電刺激三者聯合應用,3周的訓練周期結束后,觀察組病人的肺功能、MIP、MEP、TIS評分以及改良Barthel指數量表評分均顯著改善,且優于對照組。因此,在改善腦卒中病人后期平衡功能方面,將呼吸肌訓練作為一種不可或缺的治療方法,對呼吸方法進行創新與優化,以中西醫結合為載體,與常規康復方法、中國傳統功法以及先進的電刺激治療技術結合起來,可更好地改善肺功能以及提高軀干穩定性。

3 小結

隨著中國人口老齡化程度的不斷加劇,腦卒中已經成為當今社會的常見病、多發病。流行病學調查顯示[1],腦卒中發病率為246.8/10萬,男性(266.4/10萬)高于女性(226.9/10萬),農村(298.2/10萬)顯著高于城市(203.6/10萬),為病人、家庭以及社會發展帶來巨大的經濟負擔。軀干穩定性的恢復在腦卒中病人的康復進程中發揮著重要作用,呼吸肌訓練對腦卒中病人的肺功能以及軀干穩定性的改善效果已得到認可。該訓練方法方便、快捷,并且無論是單獨應用還是將其與傳統功法或是先進技術的聯合應用,均能夠顯著改善病人的肺功能和平衡力,是一項值得病人在回歸社會后繼續應用的康復方法。但未來對于呼吸肌訓練的周期、頻率、時長仍需開展更多設計精細、更大樣本量的研究,為推進呼吸肌訓練在腦卒中病人中的應用提供借鑒。