功能性電刺激對(duì)腦卒中后足下垂內(nèi)翻患者運(yùn)動(dòng)功能的影響

趙娟張備王凡孫長(zhǎng)慧劉培樂朱秉李瑩瑩白玉龍

1復(fù)旦大學(xué)附屬華山醫(yī)院康復(fù)醫(yī)學(xué)科（上海 200040）2上海市第三康復(fù)醫(yī)院

功能性電刺激對(duì)腦卒中后足下垂內(nèi)翻患者運(yùn)動(dòng)功能的影響

趙娟1張備1王凡2孫長(zhǎng)慧2劉培樂1朱秉1李瑩瑩1白玉龍1

1復(fù)旦大學(xué)附屬華山醫(yī)院康復(fù)醫(yī)學(xué)科（上海 200040）2上海市第三康復(fù)醫(yī)院

目的：評(píng)價(jià)功能性電刺激對(duì)腦卒中后足下垂內(nèi)翻患者運(yùn)動(dòng)功能的影響。方法：選取41例符合入組標(biāo)準(zhǔn)的腦卒中后足下垂、內(nèi)翻患者，隨機(jī)分為試驗(yàn)組（24例）和對(duì)照組（17例）。兩組患者均接受常規(guī)康復(fù)訓(xùn)練。試驗(yàn)組穿戴功能性電刺激儀進(jìn)行輔助步行訓(xùn)練，對(duì)照組使用生物反饋電刺激進(jìn)行訓(xùn)練。分別于入組時(shí)、治療2周及治療4周后進(jìn)行10米舒適步速測(cè)量、簡(jiǎn)化Fugl-Meyer下肢評(píng)定（FM）及功能性步行分級(jí)（functional ambulation category，F(xiàn)AC）評(píng)定。通過統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，考察兩種治療方法的臨床療效。結(jié)果：FM分項(xiàng)中FM3（伸肌協(xié)同運(yùn)動(dòng)）治療2周后組間比較有顯著性差異，治療4周后組間差異比較無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）；FM總分及其余各分項(xiàng)在治療2周和4周后試驗(yàn)組較對(duì)照組均有增高趨勢(shì)，但差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。FAC各時(shí)間點(diǎn)組間比較差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，而組內(nèi)前后比較均有不同程度的改善，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。10米舒適步速測(cè)試結(jié)果顯示治療4周后，試驗(yàn)組較對(duì)照組步速改善更明顯，但差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。結(jié)論：功能性電刺激和生物反饋電刺激均有助于改善腦卒中后足下垂內(nèi)翻患者的運(yùn)動(dòng)功能，功能性電刺激可能具有優(yōu)于生物反饋電刺激的趨勢(shì)。

功能性電刺激；生物反饋電刺激；腦卒中；足下垂；足內(nèi)翻；運(yùn)動(dòng)功能

中國(guó)每年新發(fā)腦卒中患者約200萬人，其中70%～80%的患者因?yàn)闅埣膊荒塥?dú)立生活[1]。腦卒中發(fā)病6個(gè)月后，50%以上的患者存在不同程度偏癱，74%的患者生活需要輔助[2]。足下垂、足內(nèi)翻是腦卒中偏癱患者康復(fù)過程中較難處理的問題之一，不僅影響患者行走的能力和效率，還妨礙患者行走過程中的平衡，增加跌倒的風(fēng)險(xiǎn)，使得他們的自理能力、參與能力和生活質(zhì)量都受到很大影響[3]。臨床上常用踝足矯形器（ankle-foot orthosis，AFO）矯治足下垂和內(nèi)翻，由于AFO只是被動(dòng)地糾正足部位置，對(duì)提高神經(jīng)肌肉聯(lián)系、促進(jìn)大腦功能重塑、改善步態(tài)的療效相當(dāng)有限。目前臨床上也常用生物反饋電刺激治療腦卒中后足下垂、足內(nèi)翻，生物反饋電刺激（biofeedback electrical stimulation，BES）是目前臨床上最為常用的恢復(fù)和改善肌肉自主控制能力的訓(xùn)練方法，亦是偏癱后足下垂最常用的康復(fù)方法之一，但往往只刺激單一肌肉，如脛前肌等。功能性電刺激（functional electrical stimulation，F(xiàn)ES）已被證實(shí)能有效改善腦卒中患者下肢肌力、運(yùn)動(dòng)功能和步行能力[4]?；A(chǔ)研究證實(shí)其對(duì)促進(jìn)神經(jīng)突觸間聯(lián)系、提高大腦可塑性等方面有明顯作用[5]。以往FES研究一般以常規(guī)康復(fù)治療作對(duì)照[6，7]，本研究使用生物反饋電刺激治療足下垂內(nèi)翻的偏癱患者作為對(duì)照，進(jìn)行隨機(jī)對(duì)照臨床研究，探討FES對(duì)改善下肢運(yùn)動(dòng)功能和步行能力的作用。

1 對(duì)象與方法

1.1研究設(shè)計(jì)

選取符合入組標(biāo)準(zhǔn)的腦卒中后足下垂、內(nèi)翻患者隨機(jī)分為試驗(yàn)組和對(duì)照組，兩組患者均接受常規(guī)康復(fù)訓(xùn)練。對(duì)照組在康復(fù)訓(xùn)練的基礎(chǔ)上，對(duì)患側(cè)下肢采用生物反饋電刺激（肌電生物反饋儀MyoNet-BOW，諾城電氣有限公司，上海）治療改善足下垂內(nèi)翻；試驗(yàn)組在康復(fù)訓(xùn)練的基礎(chǔ)上，對(duì)患側(cè)下肢采用功能性電刺激儀（DC-L-500，德長(zhǎng)醫(yī)療科技有限公司，江蘇常熟）治療改善足下垂內(nèi)翻。兩組均于入組時(shí)、治療2周后和治療4周后分別進(jìn)行10米舒適步速、簡(jiǎn)化Fugl-Meyer（下肢）評(píng)定以及功能性步行分級(jí)（functional ambulation category，F(xiàn)AC）評(píng)定。

1.2基本資料

選取符合入組標(biāo)準(zhǔn)的腦卒中后足下垂、內(nèi)翻的偏癱患者41例，使用隨機(jī)數(shù)字表法將其隨機(jī)分入試驗(yàn)組（24例）和對(duì)照組（17例）。入選標(biāo)準(zhǔn)：（1）符合第四屆全國(guó)腦血管病會(huì)議腦卒中診斷標(biāo)準(zhǔn)；（2）首次發(fā)病，經(jīng)頭顱CT或MRI證實(shí)，病程1～12個(gè)月內(nèi)，病情穩(wěn)定；（3）患者均存在患側(cè)足下垂、足內(nèi)翻，均愿意接受康復(fù)治療；（4）下肢改良Ashworth分級(jí)在II級(jí)或以下；下肢Brunnstrom分級(jí)在III或以上；（5）患者可獨(dú)立行走或在監(jiān)視下15米以上，即FAC評(píng)分至少達(dá)到3級(jí)；（6）愿簽署知情同意書。排除標(biāo)準(zhǔn)：（1）合并嚴(yán)重心肺肝腎功能不全，不宜進(jìn)行康復(fù)訓(xùn)練者；（2）嚴(yán)重認(rèn)知功能障礙患者，MMSE<23分；（3）精神疾患者，不能配合訓(xùn)練者；（4）聾、啞人；（5）無法在定點(diǎn)醫(yī)院接受治療和定期隨訪者。治療前，試驗(yàn)組和對(duì)照組的性別、年齡及病程等一般資料均無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，具有可比性（見表1）。至研究結(jié)束時(shí)，無不良反應(yīng)事件報(bào)告。

表1　兩組患者基本情況

1.3治療方法

康復(fù)訓(xùn)練：兩組患者均使用常規(guī)內(nèi)科用藥治療基礎(chǔ)疾病，如高血壓、糖尿病、冠心病等。對(duì)患側(cè)下肢的常規(guī)康復(fù)訓(xùn)練包括踝關(guān)節(jié)活動(dòng)度維持訓(xùn)練；利用Rood技術(shù)輕拍和擦刷脛前肌、緩慢牽伸小腿三頭??；在鏡子前糾正異常步態(tài)，正確指導(dǎo)步行模式，促使偏癱側(cè)足底充分落地；增強(qiáng)患者下肢協(xié)調(diào)控制能力訓(xùn)練，如上下樓梯、臥位患側(cè)足跟沿健側(cè)劃圈等運(yùn)動(dòng)?？祻?fù)訓(xùn)練每日1次，每次30 min，每周連續(xù)治療5日，共治療4周。

對(duì)照組：在康復(fù)訓(xùn)練基礎(chǔ)上，采用生物反饋電刺激治療足下垂內(nèi)翻。電極分別貼于腓骨小頭后外側(cè)和脛前肌上。刺激頻率30 Hz，脈寬100 μs，波升：波降=1 s：1 s，刺激：休息=8 s：8 s，電流為患者最大可耐受值，約20 mA～40 mA?；颊甙凑罩甘緹籼崾净蛘哒Z(yǔ)音提示主動(dòng)足背伸或主觀想象足背伸。每日治療2次，每次20 min，每周連續(xù)治療5日，共治療4周。兩次訓(xùn)練間隔時(shí)間至少2 h以上。

試驗(yàn)組：在康復(fù)訓(xùn)練基礎(chǔ)上，采用功能性電刺激治療足下垂內(nèi)翻。亮色電極貼于腓骨小頭后外側(cè)，另一電極貼于脛前肌上。刺激頻率30 Hz，脈寬100 μs，調(diào)節(jié)電流強(qiáng)度，確定能夠使踝關(guān)節(jié)背伸，固定電極片。將刺激儀固定在膝關(guān)節(jié)內(nèi)側(cè)下方，令患者先邁健側(cè)，再邁患側(cè)，完成一個(gè)步行周期。此時(shí)，刺激儀會(huì)自動(dòng)采集小腿完成步態(tài)周期需要的角度范圍。設(shè)置好患者步態(tài)角度，然后讓患者開始進(jìn)行步行訓(xùn)練。功能性電刺激儀自動(dòng)檢測(cè)下肢步行周期，在患肢擺動(dòng)相時(shí)自動(dòng)給予刺激，誘發(fā)踝背伸。每日2次，每次20 min，每周5次，共治療4周。兩次訓(xùn)練間隔時(shí)間至少2 h以上。

圖1　在功能性電刺激治療中。神經(jīng)電極粘貼于腓骨小頭附近，肌肉電極粘貼于脛前肌，通過微調(diào)神經(jīng)電極的位置達(dá)到最佳的足背屈外翻以及最佳的同步狀況。

1.4評(píng)定方法

簡(jiǎn)化Fugl-Meyer下肢評(píng)分（FM）[8]用于評(píng)定患者下肢運(yùn)動(dòng)功能，共7大項(xiàng)，包括有無反射活動(dòng)（FM1，最高4分，最低0分）、屈肌協(xié)同運(yùn)動(dòng)（FM2，最高6分，最低0分）、伸肌協(xié)同運(yùn)動(dòng)（FM3，最高8分，最低0分）、伴協(xié)同運(yùn)動(dòng)的活動(dòng)（FM4，最高4分，最低0分）、脫離協(xié)同運(yùn)動(dòng)的活動(dòng)（FM5，最高4分，最低0分）、正常反射（FM6，最高2分，最低0分）、協(xié)調(diào)能力和速度（FM7，最高6分，最低0分，即跟膝脛試驗(yàn)，快速連續(xù)做5次）。分為17個(gè)小項(xiàng)，每項(xiàng)最低0分，最高2分，分值范圍為0～34分。分值越高，功能越好。

功能性步行分級(jí)（FAC）[9]用于評(píng)定患者步行能力，分0～5級(jí)，級(jí)別越高，步行能力越好。0級(jí)是沒有步行能力，1級(jí)是需要大量持續(xù)性幫助，2級(jí)需要少量幫助，3級(jí)需要監(jiān)護(hù)或言語(yǔ)指導(dǎo)，4級(jí)可在平地上獨(dú)立，5級(jí)可完全獨(dú)立。分級(jí)越高，功能越好。

10米舒適步速測(cè)定[10]。測(cè)定方法為用彩色膠布在起點(diǎn)到終點(diǎn)的直線距離為16 m。平地上標(biāo)記步行測(cè)試的起點(diǎn)、3.0 m點(diǎn)、13.0 m點(diǎn)和終點(diǎn)。讓患者以舒適步行狀態(tài)自起點(diǎn)走至終點(diǎn)。用秒表記錄患者從3.0 m點(diǎn)至13.0 m點(diǎn)所需的時(shí)間和步數(shù)，記錄時(shí)間精確到0.1 s。共測(cè)試3次，取其平均值作為最終結(jié)果（m/min）。

整個(gè)研究過程中，課題負(fù)責(zé)人、康復(fù)醫(yī)師、康復(fù)治療師、患者均了解分組情況，采用評(píng)定者單盲法進(jìn)行功能評(píng)定。所有患者均簽署知情同意書，自愿加入本研究。本研究通過復(fù)旦大學(xué)附屬華山醫(yī)院倫理委員會(huì)審批（批件號(hào)：2013臨審第329號(hào)）。

1.5統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

研究數(shù)據(jù)使用SPSS 20.0進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)處理。性別、功能性步行功能分級(jí)（FAC）采用卡方檢驗(yàn)，年齡、MMSE評(píng)分、病程、Fugl-Meyer下肢評(píng)分、10米舒適步速各時(shí)間點(diǎn)組間比較采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，組內(nèi)前后比較采用單因素方差分析。P<0.05，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1Fugl-Meyer下肢評(píng)定改善情況

FM下肢總分在治療前后、兩組間差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。FM分項(xiàng)中，F(xiàn)M3（伸肌協(xié)同運(yùn)動(dòng)）治療2周后組間比較有顯著性差異（試驗(yàn)組6.25±0.28分，對(duì)照組4.65 ±0.55分，P<0.05）。FM3（伸肌協(xié)同運(yùn)動(dòng)）治療4周后、以及各分項(xiàng)目在治療2周和4周后試驗(yàn)組較對(duì)照組均有增高趨勢(shì)，但差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

表2　兩組簡(jiǎn)化Fugl-Meyer下肢評(píng)定結(jié)果（分）（±s）

表2　兩組簡(jiǎn)化Fugl-Meyer下肢評(píng)定結(jié)果（分）（±s）

注：*P<0.05，與對(duì)照組比較

治療前 治療2周后 治療4周后FM總分試驗(yàn)組 18.00 ? 1.70 19.53 ? 1.73 21.53 ? 1.77對(duì)照組 21.04 ? 1.11 23.29 ? 1.25 24.96 ? 1.19 FM1試驗(yàn)組 3.54 ? 0.26 3.67 ? 0.20 3.79 ? 0.15對(duì)照組 4.00 ? 0.00 4.00 ? 0.00 4.00 ? 0.00 FM2試驗(yàn)組 4.46 ? 0.25 4.67 ? 0.25 4.79 ? 0.22對(duì)照組 3.65 ? 0.40 3.88 ? 0.43 4.06 ? 0.41 FM3試驗(yàn)組 5.79 ? 0.31 6.25 ? 0.28*6.58 ? 0.26對(duì)照組 4.35 ? 0.59 4.65 ? 0.55 5.18 ? 0.54 FM4試驗(yàn)組 1.67 ? 0.30 1.75 ? 0.30 2.04 ? 0.30對(duì)照組 1.12 ? 0.28 1.29 ? 0.29 1.59 ? 0.29 FM5試驗(yàn)組 1.13 ? 0.24 1.46 ? 0.28 1.62 ? 0.28對(duì)照組 0.71 ? 0.19 1.06 ? 0.26 1.12 ? 0.27 FM6試驗(yàn)組 1.79 ? 0.09 1.92 ? 0.06 1.96 ? 0.04對(duì)照組 1.47 ? 0.17 1.59 ? 0.17 1.65 ? 0.17 FM7試驗(yàn)組 2.67 ? 0.34 3.42 ? 0.39 4.00 ? 0.38對(duì)照組 2.65 ? 0.55 3.00 ? 0.53 3.00 ? 0.53

2.2FAC分級(jí)改善情況

FAC同組內(nèi)前后比較均有不同程度的提高，試驗(yàn)組5級(jí)患者增加了1例，4級(jí)患者增加了8例；對(duì)照組5級(jí)患者增加了1例，4級(jí)患者增加了2例。兩組內(nèi)FAC分級(jí)分布差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05）。然而，兩組間比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

表3　兩組FAC分級(jí)

2.310米舒適步速改善情況

治療前，兩組患者治療前10米舒適步速差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。治療4周后，試驗(yàn)組較對(duì)照組速度有增大趨勢(shì)，組間差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P=0.051）。兩組內(nèi)，三個(gè)連續(xù)時(shí)間點(diǎn)比較，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05）。

表4　兩組10米舒適步速（m/min）

3 討論

偏癱步態(tài)常表現(xiàn)為足下垂、內(nèi)翻、下肢劃圈等，這很大程度影響了患者的步行速度和安全性。臨床上主要采用神經(jīng)促進(jìn)技術(shù)、生物反饋電刺激、佩戴支具、功能性電刺激等多種方法來治療足下垂、內(nèi)翻。功能性電刺激在臨床上運(yùn)用已有數(shù)十年，能有效地幫助腦卒中、多發(fā)性硬化、腦外傷以及其他中樞神經(jīng)系統(tǒng)損傷患者進(jìn)行功能恢復(fù)[11，12]。應(yīng)用基于正常步態(tài)的功能性電刺激治療缺血性腦卒中后偏癱步態(tài)，分別于FES干預(yù)前、干預(yù)5 min及干預(yù)后30 min進(jìn)行評(píng)定，其自身前后比較，結(jié)果表明功能性電刺激有助于顯著改善步態(tài)周期、步速、步幅、健側(cè)和患側(cè)的單擺動(dòng)相[13]。已有研究表明，在常規(guī)康復(fù)訓(xùn)練的基礎(chǔ)上，電刺激較踝足矯形器能更有效地改善腦卒中后足下垂內(nèi)翻畸形[14]。一項(xiàng)納入了495名受試者并隨訪了12個(gè)月的研究表明，功能性電刺激和踝足矯形器雖然對(duì)改善步速的作用類似，但長(zhǎng)期使用功能性電刺激能更有效地提高步行耐力和功能性活動(dòng)，表現(xiàn)為6分鐘步行能力顯著提高[15]。本研究結(jié)果與之類似，生物反饋電刺激與功能性電刺激均可不同程度改善腦卒中偏癱足下垂內(nèi)翻患者的步行能力和下肢整體的運(yùn)動(dòng)功能，兩組間患者10米舒適步速差異雖無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，但功能性電刺激組的改善具有優(yōu)于生物反饋電刺激組的趨勢(shì)。

生物反饋電刺激及功能性電刺激均采用低頻脈沖電刺激。生物反饋電刺激是低頻脈沖治療的一種，在臨床上常用于治療腦卒中后足下垂、內(nèi)翻[16]。功能性電刺激是利用一定強(qiáng)度的低頻脈沖電流，由預(yù)先設(shè)定的程序在患肢擺動(dòng)相時(shí)刺激特定肌肉，引發(fā)肌肉收縮，誘導(dǎo)形成正常的運(yùn)動(dòng)模式，從而促進(jìn)患側(cè)運(yùn)動(dòng)功能的恢復(fù)。相對(duì)于生物反饋電刺激，功能性電刺激可以在患者行走時(shí)使用，對(duì)于改善患者的步行速度有良好的治療效果。生物反饋電刺激常常只刺激脛前肌，因?yàn)槊勄凹〕瘐钻P(guān)節(jié)背伸外，還有足內(nèi)翻的作用，因此，其治療作用存在一定缺陷，可能加重足內(nèi)翻。若能在刺激脛前肌的基礎(chǔ)上，給予腓骨長(zhǎng)、短肌等使足外翻的肌群一定刺激，則可更好地改善步態(tài)，輔助患者正常行走。功能性電刺激可根據(jù)患者運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)調(diào)校觸發(fā)模式，在患側(cè)下肢擺動(dòng)期，獲得合適的功能性電刺激觸發(fā)，輔助糾正患者足下垂、足內(nèi)翻完成步行活動(dòng)，更好地改善步態(tài)，輔助患者正常行走。試驗(yàn)組在治療2周后，伸肌協(xié)同運(yùn)動(dòng)（FM3）分值較對(duì)照組改善明顯，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，其他項(xiàng)試驗(yàn)組較對(duì)照組均有增高趨勢(shì)，但是差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。中樞神經(jīng)系統(tǒng)的可塑性可能是神經(jīng)康復(fù)的理論基礎(chǔ)，豐富的康復(fù)訓(xùn)練刺激可以使神經(jīng)元形態(tài)學(xué)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，從而促進(jìn)腦損傷恢復(fù)，神經(jīng)功能重建。行走過程中，功能性電刺激在患側(cè)下肢伸膝時(shí)誘發(fā)踝關(guān)節(jié)背伸，產(chǎn)生分離運(yùn)動(dòng)模式，模擬了正常的運(yùn)動(dòng)模式，從而增強(qiáng)患肢的感覺輸入，改善大腦的可塑性。通過測(cè)試肌電信號(hào)的研究表明，持續(xù)使用功能性電刺激治療足下垂有助于重建神經(jīng)肌肉系統(tǒng)通路，使步行模式趨向于功能性電刺激刺激模式，促進(jìn)矯正足下垂內(nèi)翻從而改善步態(tài)[17]。功能性電刺激較生物反饋電刺激更能顯著地改善患者下肢的運(yùn)動(dòng)功能，促進(jìn)患側(cè)下肢的負(fù)重能力。患者佩戴功能性電刺激后，有效地糾正了足下垂內(nèi)翻，改善了步態(tài)。但是本研究樣本量偏少，治療周期較短，對(duì)FES的長(zhǎng)期療效沒有進(jìn)一步評(píng)定，導(dǎo)致試驗(yàn)組較對(duì)照組療效有增高趨勢(shì)，卻無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。因此，功能性電刺激及生物反饋電刺激在治療腦卒中后足下垂內(nèi)翻中的作用，仍需進(jìn)一步擴(kuò)大樣本量，延長(zhǎng)治療周期，實(shí)行隨機(jī)對(duì)照雙盲研究證實(shí)。

綜上所述，功能性電刺激和生物反饋電刺激均有助于改善腦卒中后足下垂內(nèi)翻患者的運(yùn)動(dòng)功能，功能性電刺激可能具有優(yōu)于生物反饋電刺激的趨勢(shì)。

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2016.05.03

上海市衛(wèi)計(jì)委科研項(xiàng)目（No.20134124）；上海市衛(wèi)計(jì)委重要薄弱學(xué)科建設(shè)項(xiàng)目（No.2015ZB0401）

白玉龍，Email：dr_baiyl@126.com