功能電刺激治療腦卒中足下垂合并內(nèi)翻的療效觀察

王桂麗，賈杰,2

足下垂合并足內(nèi)翻是腦卒中后最常見的步行功能障礙[1]。因此，增強(qiáng)踝關(guān)節(jié)控制、糾正足下垂合并內(nèi)翻畸形，是腦卒中恢復(fù)期步行功能康復(fù)的重要目標(biāo)[2]。功能性電刺激(functional electrical stimulation, FES)最早于1961年被Liberso運(yùn)用于治療偏癱后足下垂[3]。本研究中，在患者患側(cè)下肢實(shí)時(shí)步行周期中，不僅應(yīng)用FES刺激腓總神經(jīng)，并且根據(jù)足下垂或足內(nèi)翻畸形程度，同步給予脛骨前肌或腓骨長(zhǎng)短肌電刺激，協(xié)助糾正患肢擺動(dòng)相中的足下垂或足內(nèi)翻畸形，以期幫助建立正常的步行模式。

1 資料與方法

1.1 一般資料 2014年3月～2014年10月在復(fù)旦大學(xué)附屬華山醫(yī)院永和分院康復(fù)治療的腦卒中患者34例，均符合第四屆全國(guó)腦血管學(xué)術(shù)會(huì)議制定的各類腦血管疾病診斷要點(diǎn)，且經(jīng)頭顱CT或MRI確診；患側(cè)下肢Brunnstrom分期≥Ⅲ級(jí)，徒手肌力測(cè)試踝背屈肌力≥1級(jí)，小腿三頭肌改良Ashworth痙攣評(píng)分≤3分；無認(rèn)知功能障礙，能獨(dú)立或借助輔具實(shí)現(xiàn)步行和轉(zhuǎn)移者。排除標(biāo)準(zhǔn)：存在精神、認(rèn)知障礙等，不能配合治療及評(píng)估者；小腿三頭肌改良Ashworth評(píng)分>3分；有癲癇病史或嚴(yán)重的心、肝、腎和造血系統(tǒng)并發(fā)癥；多種疾病導(dǎo)致的下肢骨折、腓總神經(jīng)損傷、關(guān)節(jié)疼痛、活動(dòng)受限等；心臟起搏器植入、體內(nèi)安裝金屬固定物者。34例患者均簽署知情同意書，采用隨機(jī)數(shù)字表法將受試者分為2組各17例。①觀察組，男13例，女4例；年齡(54.41±10.93)歲；病程(17.11±8.12)周；腦梗死11例，腦出血6例；左側(cè)偏癱5例，右側(cè)12例。②對(duì)照組，男15例，女2例；年齡(56.76±11.25)歲；病程(18.35±7.04)個(gè)周；腦梗死13例，腦出血4例；左側(cè)偏癱8例，右側(cè)9例。2組一般資料比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

1.2 方法 2組患者均接受同等常規(guī)康復(fù)治療，包括輔助踝關(guān)節(jié)主動(dòng)活動(dòng)訓(xùn)練、楔形板站立平衡訓(xùn)練、痙攣肌肉牽伸訓(xùn)練、坐-站訓(xùn)練、負(fù)重站-坐訓(xùn)練及針刺治療等，由經(jīng)驗(yàn)豐富的治療師實(shí)施，每日1次，每周5d，持續(xù)4周。觀察組在此基礎(chǔ)上增加20min功能性電刺激步行訓(xùn)練，由DC-L-500智能助行儀(江蘇德長(zhǎng)醫(yī)療科技有限公司)實(shí)施治療，對(duì)于足下垂明顯的患者(9例)，電極片分別置于腓骨小頭后下方的腓總神經(jīng)和脛骨平臺(tái)水平的脛前??；對(duì)于足內(nèi)翻明顯的患者(8例)，電極片分別置于腓骨小頭后下方的腓總神經(jīng)和腓骨長(zhǎng)短肌。運(yùn)用設(shè)備編程器分析患者步態(tài)，結(jié)合個(gè)人耐受程度調(diào)節(jié)電刺激參數(shù)：不對(duì)稱雙向方波，頻率35Hz，脈寬100us；設(shè)定起步角為10～15°，落地角為7～9°，電流強(qiáng)度以引起明顯踝關(guān)節(jié)背屈或糾正內(nèi)翻為度，約30～60mA，編程器會(huì)在步態(tài)分析過程中選擇最合適的時(shí)機(jī)施加刺激。對(duì)照組患者由治療師監(jiān)督指導(dǎo)，進(jìn)行同等時(shí)間的常規(guī)步行功能訓(xùn)練。

1.3 評(píng)定標(biāo)準(zhǔn) ①Fugl-Meyer量表下肢部分(FugI-Meyer assessment of lower extremity, FMA-LE)評(píng)定患者的運(yùn)動(dòng)功能，總分34分，得分越高提示下肢運(yùn)動(dòng)功能越好。②起立-行走計(jì)時(shí)測(cè)試(time up and go test, TUGT)評(píng)定患者功能性轉(zhuǎn)移的能力。③徒手肌力測(cè)試(manual muscle test, MMT)評(píng)定患者踝背屈的肌力。④改良Ashworth量表(modified Ashworth scale, MAS)評(píng)定患者踝關(guān)節(jié)的痙攣(1+級(jí)記為1.4分)。⑤觀察組患者步行訓(xùn)練中佩戴的助行儀可通過其內(nèi)置軟件記錄：步態(tài)不對(duì)稱指數(shù)(gait asymmetry index, GAI)用以評(píng)定患者步行時(shí)兩側(cè)擺動(dòng)時(shí)間的相似度；非偏癱側(cè)擺動(dòng)時(shí)間變異(swing time variability, STV)用以評(píng)定患者步行時(shí)下肢擺動(dòng)的非節(jié)律性。評(píng)估工作分別在入組和治療4周后由治療師進(jìn)行單盲評(píng)定。

2 結(jié)果

治療4周后，觀察組患者FMA-LE、TUGT、MMT、MAS、GAI和STV評(píng)分均較治療前顯著提高(P<0.05)；對(duì)照組TUGT及MMT評(píng)分較治療前明顯提高(P<0.05)，其余各評(píng)分治療前后比較均差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；治療后組間比較，觀察組FMA-LE、TUGT和MAS評(píng)分均顯著高于對(duì)照組(P<0.05)，但MMT評(píng)分組間比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。見表1。

表1 FMA-LE、TUGT、MMT、MAS、GAI及STV評(píng)分2組治療前后比較 分，

與治療前比較，aP<0.05；與對(duì)照組比較，bP<0.05

3 討論

腦卒中導(dǎo)致大腦高級(jí)中樞損害、功能受到抑制，而低位中樞原始反射釋放，形成上肢屈肌痙攣和下肢伸肌痙攣的異常運(yùn)動(dòng)模式，下肢表現(xiàn)為足下垂合并足內(nèi)翻，是臨床上最常見的腦卒中后遺癥之一[4]。Burridge等[5]研究報(bào)道，腦卒中后遺留足下垂患者比例多達(dá)20%，且合并程度不同的內(nèi)翻畸形。嚴(yán)重的足下垂患者在步行的擺動(dòng)期內(nèi)，患足不能及時(shí)脫離地面，代償性形成外展畫圈步態(tài)[6]。這種低效的異常步行模式，導(dǎo)致患者步長(zhǎng)縮短、步速減慢、體力消耗過快、行走穩(wěn)定性降低因而增加跌倒風(fēng)險(xiǎn)[7]。因此改善足下垂，糾正踝關(guān)節(jié)內(nèi)翻畸形，從而增強(qiáng)步態(tài)節(jié)律性和穩(wěn)定性，幫助建立正常步行模式，對(duì)于腦卒中患者的康復(fù)具有重要意義。

目前針對(duì)足下垂合并足內(nèi)翻的治療，主要有兩種方式：一種是佩戴踝足矯形器(ankle foot orthosis, AFO)；另一種即是針對(duì)性應(yīng)用功能性電刺激(functional electrical stimulation, FES)。踝足矯形器在步行過程中對(duì)踝關(guān)節(jié)起到穩(wěn)定和支撐作用，對(duì)患者步態(tài)、步速和穩(wěn)定性均有明顯改善；但限制關(guān)節(jié)活動(dòng)、誘發(fā)攣縮、尺寸不適應(yīng)肢體變化等問題，都限制了踝足矯形器的廣泛應(yīng)用[8-10]。

相比之下，功能性電刺激在治療足下垂中具有更高的接受度[11]。在肢體運(yùn)動(dòng)過程中，F(xiàn)ES上下行刺激相關(guān)神經(jīng)和肌肉，誘發(fā)肌肉的重新活動(dòng)，恢復(fù)和重建感覺和運(yùn)動(dòng)信息的傳導(dǎo)通路，將特定的運(yùn)動(dòng)模式信息持續(xù)、反復(fù)地逆行傳入中樞神經(jīng)系統(tǒng)，使大腦相應(yīng)皮層形成興奮蹤跡，逐漸恢復(fù)原有的運(yùn)動(dòng)控制功能。Hara等[12]通過近紅外光譜分析技術(shù)證實(shí)，F(xiàn)ES刺激能使患側(cè)大腦感覺運(yùn)動(dòng)皮層的血流灌注量明顯增加，側(cè)面證明FES刺激能增強(qiáng)皮層興奮性，有利于受損中樞神經(jīng)系統(tǒng)的功能重塑。大量臨床研究也表明，F(xiàn)ES不僅具有即刻矯正效應(yīng)，而且長(zhǎng)期應(yīng)用FES還有助于提高下肢肌力、增強(qiáng)隨意運(yùn)動(dòng)控制、減輕踝關(guān)節(jié)痙攣并增加關(guān)節(jié)活動(dòng)范圍[13-15]。

Ramsay等[16]研究發(fā)現(xiàn)，踝背屈肌無力由背屈肌肉募集不能或跖屈肌痙攣增加所致；筆者認(rèn)為，對(duì)于周圍神經(jīng)支配完好的腦卒中足下垂患者，針對(duì)性的神經(jīng)肌肉功能電刺激方法將更有利于足下垂障礙的治療。本研究應(yīng)用FES刺激患肢腓總神經(jīng)與小腿前外側(cè)肌，通過步態(tài)傳感器(傾角傳感器)檢測(cè)追蹤步態(tài)情況來控制電脈沖刺激輸出，從而控制足部運(yùn)動(dòng)(足內(nèi)外翻和背屈運(yùn)動(dòng))，以矯正足下垂，糾正足內(nèi)翻等異常步態(tài)。經(jīng)過4周治療，患者GAI和STV評(píng)分較治療前均顯著降低，提示兩側(cè)擺動(dòng)時(shí)相逐漸趨近，步態(tài)對(duì)稱性及節(jié)律性均有所改善；患者的下肢FMA評(píng)分和TUGT測(cè)試成績(jī)較治療前和對(duì)照組均差異顯著，說明功能性電刺激在改善腦卒中足下垂合并足內(nèi)翻患者起立-行走和轉(zhuǎn)移能力方面也有明顯效果。這也與Kesar等[17]使用功能電刺激治療足下垂的研究結(jié)果相似。

Paoloni等[18]采用聲波振動(dòng)設(shè)備將聲波通過皮膚表面節(jié)律性地傳入脛前肌與腓骨長(zhǎng)肌，發(fā)現(xiàn)其能改善腦卒中后足下垂患者的步態(tài)，在擺動(dòng)相能顯著增加踝關(guān)節(jié)背曲角度。我們猜想，這種機(jī)械性振動(dòng)刺激通過深感覺傳入神經(jīng)上傳到大腦，調(diào)節(jié)皮層興奮性，從而有利于腦功能重塑和運(yùn)動(dòng)再學(xué)習(xí)。本研究中，F(xiàn)ES刺激腓總神經(jīng)和小腿前外側(cè)肌群，患者FMA-LU和TUGT評(píng)分顯著提高，步行功能和轉(zhuǎn)移能力明顯改善，其恢復(fù)機(jī)制可能與神經(jīng)肌肉協(xié)同運(yùn)動(dòng)模式信息逆行上傳引起相關(guān)腦區(qū)皮層興奮和功能重塑有關(guān)，有待進(jìn)一步研究探討。

現(xiàn)有報(bào)道中，功能電刺激治療腦卒中患者下肢運(yùn)動(dòng)功能障礙均采用單獨(dú)或者同步刺激腓總神經(jīng)和脛骨前肌的治療方案[19-22]。本研究中，作者認(rèn)為脛骨前肌止于楔骨內(nèi)側(cè)面和第1跖骨底，具有控制踝關(guān)節(jié)背屈和內(nèi)翻的作用，因此對(duì)于足內(nèi)翻明顯的患者，過多刺激該肌肉可能會(huì)加重內(nèi)翻畸形；參考Morita等[23]的理論，電刺激對(duì)應(yīng)的拮抗肌能通過交互抑制減輕跖屈肌痙攣，因而選取與脛骨后肌互為拮抗的腓骨長(zhǎng)短肌，刺激該肌肉能夠直接矯正脛骨后肌痙攣引起的足內(nèi)翻，輔助完成踝背屈動(dòng)作。因此本研究的創(chuàng)新之處在于，在對(duì)患者進(jìn)行腓總神經(jīng)電刺激的同時(shí)，對(duì)足下垂和足內(nèi)翻進(jìn)行了區(qū)分和針對(duì)性治療：針對(duì)足下垂明顯的9例患者刺激脛骨前肌，而對(duì)于足內(nèi)翻明顯的8例患者則刺激腓骨長(zhǎng)短肌。觀察組患者在4周干預(yù)結(jié)束后，踝關(guān)節(jié)MAS評(píng)分相對(duì)對(duì)照組明顯降低，證明該治療方案對(duì)于改善踝關(guān)節(jié)跖屈肌痙攣確有一定效果，無論是腓總神經(jīng)電刺激還是對(duì)脛骨前肌、腓骨長(zhǎng)短肌電刺激都能有效緩解痙攣；但MMT的評(píng)分僅表現(xiàn)為組內(nèi)治療前后差異，觀察組中對(duì)足下垂患者的脛骨前肌電刺激對(duì)提高踝背屈肌力可能有正面作用，但在觀察組中另有8例嚴(yán)重足內(nèi)翻患者電刺激腓骨長(zhǎng)短肌，并沒有直接證據(jù)證明FES刺激腓骨長(zhǎng)短肌有利于踝背屈肌力的增加。作者猜想，觀察組嚴(yán)重足內(nèi)翻患者踝關(guān)節(jié)跖屈肌痙攣和踝背屈肌力改善的原因，是功能電刺激腓骨長(zhǎng)短肌有助于緩解脛骨后肌痙攣，因此在改善足內(nèi)翻的同時(shí)對(duì)減輕跖屈痙攣也有一定的幫助，MMT的測(cè)量中由于拮抗肌群痙攣改善使得測(cè)量踝背屈肌力也能相對(duì)提高。本研究受樣本量的限制，評(píng)價(jià)指標(biāo)中未能進(jìn)行針對(duì)性的足內(nèi)翻改善評(píng)分，今后的研究中也可依據(jù)足內(nèi)翻評(píng)分對(duì)患者進(jìn)一步分組治療，針對(duì)互為拮抗肌群的功能電刺激進(jìn)行療效對(duì)照研究。

本研究的設(shè)計(jì)還存在一些不足之處：研究方案未設(shè)置僅粘貼電極片而不予電刺激的對(duì)照組，因此不能排除電極片自身感覺刺激對(duì)研究結(jié)果的影響。在今后的研究中，我們將完善試驗(yàn)設(shè)計(jì)，力爭(zhēng)減少此類缺陷。本研究也存在一定的局限性，如樣本例數(shù)較小、缺乏長(zhǎng)期隨訪觀察及遠(yuǎn)期療效的比較等，尚需進(jìn)一步試驗(yàn)論證。

綜上，本研究結(jié)果表明，持續(xù)4周的動(dòng)作反饋功能性電刺激輔助步行訓(xùn)練相比較常規(guī)康復(fù)訓(xùn)練能進(jìn)一步促進(jìn)腦卒中足下垂合并足內(nèi)翻患者下肢運(yùn)動(dòng)功能和步行能力的恢復(fù)，提高功能性轉(zhuǎn)移能力。另外在提高踝背屈肌力，糾正足下垂合并足內(nèi)翻，改善步態(tài)對(duì)稱性及節(jié)律性等方面也具有一定積極作用，對(duì)腦卒中后步行功能障礙的臨床康復(fù)具有指導(dǎo)意義。

[1] Kottink A I R, Oostendorp L J M, Buurke J H, et al. The orthotic effect of functional electrical stimulation on the improvement of walking in stroke patients with a dropped foot: a systematic review[J]. Artif Organs,2004,28(6):577-586.

[2] Pollock A, St George B, Fenton M, et al. Top ten research priorities relating to life after stroke[J]. Lancet Neurol,2012,11(3):209-216.

[3] Liberson W T, Holmquest H J, Scot D, et al. Functional electrotherapy: stimulation of the peroneal nerve synchronized with the swing phase of the gait of hemiplegic patients[J]. Arch Phys Med Rehabil,1961,42(2):101-105.

[4] Kim K W, Park J S, Koh E J, et al. Cerebral Infarction Presenting with Unilateral Isolated Foot Drop[J]. J Korean Neurosurg Soc,2014,56(3):254-256.

[5] Burridge J H, Taylor P N, Hagan S A, et al. The effects of common peroneal stimulation on the effort and speed of walking: a randomized controlled trial with chronic hemiplegic patients[J]. Clin Rehabil,1997,11(3):201-210.

[6] Chung Y, Kim JH, Cha Y, et al. Therapeutic effect of functional electrical stimulation-triggered gait training corresponding gait cycle for stroke[J]. Gait Posture,2014,40(3):471-475.

[7] Begg RK, Tirosh O, Said CM, et al. Gait training with real-time augmented toe-ground clearance information decreases tripping risk in older adults and a person with chronic stroke[J]. Front Hum Neurosci,2014,8(3):243-252.

[8] Mulroy S J, Eberly V J, Gronely J K, et al. Effect of AFO design on walking after stroke: impact of ankle plantar flexion contracture[J]. Prosthet Orthot Int,2010,34(3): 277-292.

[9] Tyson S F, Thornton H A. The effect of a hinged ankle foot orthosis on hemiplegic gait: objective measures and users' opinions[J]. Clin Rehabil,2001, 15(1):53-58.

[10] Doggan A, MengüllüoGGlu M, Ozgirgin N. Evaluation of the effect of ankle-foot orthosis use on balance and mobility in hemiparetic stroke patients[J]. Disabil Rehabil,2011,33(15-16):1433-1439.

[11] Everaert D G, Stein R B, Abrams G M, et al. Effect of a Foot-Drop Stimulator and Ankle-Foot Orthosis on Walking Performance After Stroke A Multicenter Randomized Controlled Trial[J]. Neurorehabil Neural Repair,2013,27(7):579-591.

[12] Hara Y, Obayashi S, Tsujiuchi K, et al. The effects of electromyography -controlled functional electrical stimulation on upper extremity function and cortical perfusion in stroke patients[J]. Clinical Neurophysiology,2013,124(10): 2008-2015.

[13] Sabut SK, Sikdar C, Kumar R, et al. Functional electrical stimulation of dorsiflexor muscle: effects on dorsiflexor strength, plantarflexor spasticity, and motor recovery in stroke patients[J]. Neuro Rehabilitation,2011,29(4):393-400.

[14] You G, Liang H, Yan T. Functional electrical stimulation early after stroke improves lower limb motor function and ability in activities of daily living[J] .Neuro Rehabilitation,2014,35(3):381-389.

[15] Lee YH, Yong SY, Kim SH, et al. Functional electrical stimulation to ankle dorsiflexor and plantarflexor using single foot switch in patients with hemiplegia from hemorrhagic stroke[J]. Ann Rehabil Med,2014,38(3):310-316.

[16] Ramsay JW, Wessel MA, Buchanan TS, et al. Poststroke muscle architectural parameters of the tibialis anterior and the potential implications for rehabilitation of foot drop[J]. Stroke Res Treat,2014,20(14):948475.

[17] Kesar T M, Perumal R, Jancosko A, et al. Novel patterns of functional electrical stimulation have an immediate effect on dorsiflexor muscle function during gait for people poststroke[J]. Phys Ther,2010,90(1):55-66.

[18] Paoloni M, Mangone M, Scettri P, et al. Segmental muscle vibration improves walking in chronic stroke patients with foot drop: a randomized controlled trial[J]. Neurorehabil Neural Repair,2010,24(3):254-262.

[19] 郝淑芹,趙保禮,常麗靜,等. 智能助行儀對(duì)腦卒中患者下肢運(yùn)動(dòng)功能障礙治療效果的臨床研究[J]. 現(xiàn)代中西醫(yī)結(jié)合雜志,2016,22(1):36-38.

[20] 王建暉. 智能助行儀對(duì)腦卒中足下垂患者步行功能的改善作用[J]. 中國(guó)臨床新醫(yī)學(xué),2016,15(4):321-323.

[21] 肖菲娜,林春淑. 足下垂刺激儀對(duì)腦卒中足下垂患者下肢運(yùn)動(dòng)功能的影響[J]. 實(shí)用中西醫(yī)結(jié)合臨床,2016,20(6):43-45.

[22] 許佳,胡世紅,凌晴,等. 功能性電刺激對(duì)偏癱患者下肢功能及步態(tài)的影響[J].中國(guó)康復(fù),2016,30(6):189-191.

[23] Morita H, Crone C, Christenhuis D, et al. Modulation of presynaptic inhibition and disynaptic reciprocal Ia inhibition during voluntary movement in spasticity[J]. Brain,2001,124(4):826-837.