不同形式減重平板訓(xùn)練對(duì)腦卒中患者步行速度與下肢關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)的影響

吳華 顧旭東 傅建明 姚云海 李巖 傅雄偉 章維挺

不同形式減重平板訓(xùn)練對(duì)腦卒中患者步行速度與下肢關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)的影響

吳華 顧旭東 傅建明 姚云海 李巖 傅雄偉 章維挺

目前腦卒中偏癱患者康復(fù)訓(xùn)練主要采用神經(jīng)促通技術(shù)，但該技術(shù)本身并不能直接改善步態(tài)，而恢復(fù)正常步態(tài)需要達(dá)到合理的肌肉激活、和諧的肌肉收縮時(shí)相、足夠的承重能力和耐力、不增加下肢伸肌張力等要求[1-2]。減重平板訓(xùn)練（body weight support treadmill training，BWSTT）就是一種提供動(dòng)態(tài)的有特定任務(wù)的訓(xùn)練方法，減重狀態(tài)下腦卒中患者在運(yùn)動(dòng)平板上強(qiáng)制行走，通過(guò)調(diào)整步態(tài)的三個(gè)基本成分，即負(fù)重、步幅和平衡，促使步態(tài)和步行能力恢復(fù)[3]。BWSTT能夠明顯改善偏癱側(cè)肢體的平衡能力、步行的穩(wěn)定性、實(shí)用性（包括步行的模式、步行速度和耐力）?，F(xiàn)有研究表明，BWSTT中步行速度和減重負(fù)荷明顯影響下肢肌電圖和運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)，如步行速度過(guò)小則使下肢肌肉激活的時(shí)間延長(zhǎng)，或者減重幅度過(guò)大則使下肢運(yùn)動(dòng)學(xué)和肌電圖參數(shù)均減小，不利于患者步行功能恢復(fù)[4-5]。據(jù)此，本文旨在討論基于運(yùn)動(dòng)反饋與常規(guī)BWSTT兩種不同訓(xùn)練方式過(guò)程中，步行速度對(duì)步行時(shí)空參數(shù)和下肢關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)學(xué)的影響。

1 對(duì)象和方法

1.1 對(duì)象 選取2015年6至10月在本院康復(fù)醫(yī)學(xué)中心住院接受治療的腦卒中男性偏癱患者15例作為研究對(duì)象，年齡45～65（51.2±11.7）歲；病程20～35（27.4± 7.5）d；身高160～175（165.3±6.1）cm；偏癱左側(cè)9例，右側(cè)6例；腦出血10例，腦梗死5例。入選患者均符合第四屆全國(guó)腦血管疾病學(xué)術(shù)會(huì)議制定的診斷標(biāo)準(zhǔn)[6]。入選標(biāo)準(zhǔn)：（1）首次腦梗死或腦出血后；（2）經(jīng)頭顱CT或MRI檢查確診；（3）年齡為45～65歲；（4）生命體征穩(wěn)定，可完成訓(xùn)練及評(píng)定任務(wù)要求；（5）有肢體功能障礙，偏癱下肢Brunnstrom分級(jí)≥Ⅲ級(jí)，下肢肌張力（采用改良Ashworth量表評(píng)級(jí)）≤2級(jí)；（6）患者在不使用拐杖和矯形器情況下可獨(dú)立步行10m以上，并保證在0.5km/h的步行速度下能進(jìn)行減重平臺(tái)步行；（7）病程在6周以?xún)?nèi)，血壓控制在正常范圍，無(wú)心肌梗死、心絞痛等發(fā)作，心功能良好，無(wú)其他限制活動(dòng)的合并癥。所有入選患者均簽署知情同意書(shū)，本研究獲得醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)。

1.2 測(cè)試方案 首先進(jìn)行常規(guī)BWSTT，采用電動(dòng)減重裝置（美國(guó)LifeGait公司提供的LifeGaitI250）及Gaitkeeper步態(tài)訓(xùn)練臺(tái)，平板坡度保持0°不變，采用0.15、0.3和0.45m/s 3種不同步行速度，各訓(xùn)練3min，間隔休息3min，減重量酌情從減30%到減15%，保證患者在不同速度下能順利完成，每次訓(xùn)練過(guò)程中不變化速度和減重量，訓(xùn)練時(shí)由1位治療師站在患者身后，確?；颊咧委熢u(píng)定安全。然后采用基于運(yùn)動(dòng)反饋的BWSTT：患者休息5min后，在常規(guī)BWSTT時(shí)，佩戴運(yùn)動(dòng)反饋系統(tǒng)裝置，雙下肢髖、膝、踝關(guān)節(jié)佩戴運(yùn)動(dòng)傳感器，感應(yīng)患者在步行過(guò)程中髖關(guān)節(jié)和膝關(guān)節(jié)角度，足底傳感器可以精確判斷下肢在步行周期中所處的時(shí)相（支撐相和擺動(dòng)相）；應(yīng)用無(wú)線(xiàn)傳輸技術(shù)將運(yùn)動(dòng)參數(shù)采集設(shè)備與計(jì)算機(jī)相連，通過(guò)數(shù)據(jù)處理軟件實(shí)時(shí)顯示步行中關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)，并能自動(dòng)生成患者動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)，記錄髖、膝、踝關(guān)節(jié)活動(dòng)角度（圖1和圖2）。將患者步態(tài)數(shù)據(jù)與正常步態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)參數(shù)實(shí)時(shí)比對(duì)，經(jīng)軟件數(shù)據(jù)處理，檢測(cè)異常運(yùn)動(dòng)參數(shù)，通過(guò)模擬成步態(tài)行走動(dòng)畫(huà)反饋，然后輸出到顯示器，提示步行訓(xùn)練中偏癱步態(tài)的具體問(wèn)題，患者可根據(jù)問(wèn)題主動(dòng)糾正異常模式。采用之前同樣的速度和減重量的訓(xùn)練方案。以上訓(xùn)練測(cè)試，重復(fù)進(jìn)行3次。如患者心率超過(guò)年齡標(biāo)準(zhǔn)化最高心率的75%、血壓超過(guò)180/110mmHg或有不適及頭暈等癥狀時(shí)，應(yīng)及時(shí)停止訓(xùn)練。

圖1 運(yùn)動(dòng)參數(shù)采集裝置

圖2 膝關(guān)節(jié)側(cè)面觀(guān)

1.3 評(píng)定標(biāo)準(zhǔn) 患者在每次3 min減重平板訓(xùn)練后進(jìn)行功能評(píng)定。采用步態(tài)分析系統(tǒng)評(píng)估兩組患者步態(tài)的時(shí)空參數(shù)和下肢關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)參數(shù)，即步行中患側(cè)最大髖、膝關(guān)節(jié)活動(dòng)角度。由同1位醫(yī)生完成所有評(píng)定。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理 采用SPSS 13.0統(tǒng)計(jì)軟件；計(jì)量資料以表示，組間比較采用t檢驗(yàn)。

2 結(jié)果

在步行0.15m/s時(shí)，患者進(jìn)行常規(guī)BWSTT和基于運(yùn)動(dòng)反饋的BWSTT時(shí)髖、膝關(guān)節(jié)最大活動(dòng)角度比較，差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＞0.05）。在步行0.45m/s時(shí)，運(yùn)動(dòng)反饋中髖關(guān)節(jié)最大活動(dòng)角度比常規(guī)時(shí)有提高（P＜0.05），但膝關(guān)節(jié)最大活動(dòng)角度比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。在步行0.3m/s時(shí)，相比常規(guī)BWSTT，基于運(yùn)動(dòng)反饋的BWSTT能夠提高髖、膝關(guān)節(jié)最大活動(dòng)角度，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＜0.05）。且與步行0.15和0.45m/s比較，基于運(yùn)動(dòng)反饋的BWSTT改善程度最大（P＜0.05），見(jiàn)表1。

表1 兩種不同訓(xùn)練方式中不同步行速度患側(cè)關(guān)節(jié)最大活動(dòng)角度比較（°）

3 討論

步行中下肢對(duì)稱(chēng)性是步態(tài)的一個(gè)重要特征，目前對(duì)腦卒中患者步態(tài)重建的研究越來(lái)越受到重視，與步速、步行距離等其他傳統(tǒng)的步態(tài)評(píng)定指標(biāo)相比，步態(tài)姿勢(shì)更能反映患者步行控制能力，并能為臨床治療提供指導(dǎo)意義[7]。有學(xué)者曾報(bào)道BWSTT對(duì)患者站立平衡能力和步行速度等均有顯著改善，但其不對(duì)稱(chēng)的步態(tài)模式幾乎沒(méi)有改變[8-9]。Trueblood[10]報(bào)道應(yīng)用信息反饋（視覺(jué)、語(yǔ)音刺激）可改善步態(tài)。本研究認(rèn)為步行訓(xùn)練的干預(yù)應(yīng)重點(diǎn)糾正運(yùn)動(dòng)的錯(cuò)誤，而非單純提高步速。因此，本研究采用運(yùn)動(dòng)反饋?zhàn)鳛楦深A(yù)策略，研究不同速度對(duì)患者步態(tài)的改善程度，尋找步行速度與步態(tài)運(yùn)動(dòng)控制的合理關(guān)系，觀(guān)察腦卒中患者在有無(wú)運(yùn)動(dòng)反饋情況下，不同步速對(duì)下肢步行中關(guān)節(jié)活動(dòng)的改變。

國(guó)外大多數(shù)研究通過(guò)調(diào)節(jié)平板訓(xùn)練速度來(lái)增加患者難度，康復(fù)專(zhuān)用跑步機(jī)速度調(diào)節(jié)范圍大，以適應(yīng)偏癱患者的步行要求，甚至可低至0.01m/s。本研究發(fā)現(xiàn)患者在減重步行0.15m/s時(shí)，基于運(yùn)動(dòng)反饋的BWSTT與常規(guī)BWSTT相比，步態(tài)下肢關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)比較差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＞0.05），運(yùn)動(dòng)反饋因素的介入沒(méi)有對(duì)患者的步行運(yùn)動(dòng)特征產(chǎn)生影響。Kammen等[11]發(fā)現(xiàn)步態(tài)相關(guān)肌肉的活化程度取決于復(fù)雜的交互和步行速度，建議如果需要規(guī)范的步態(tài)模式，盡可能避免在非常低的速度下訓(xùn)練。減重步行速度0.45m/s時(shí)，基于運(yùn)動(dòng)反饋的BWSTT與常規(guī)BWSTT相比，膝關(guān)節(jié)最大活動(dòng)角度比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），髖關(guān)節(jié)最大活動(dòng)角度比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），如在步行速度上步頻更快、擺動(dòng)期更短。減重平臺(tái)上步頻更快可能是因?yàn)楫?dāng)支撐肢受驅(qū)使自動(dòng)地處于身體后時(shí)有一種使擺動(dòng)足盡快著地的緊迫感，由于需要更快的步頻以維持既定的步行速度，造成膝關(guān)節(jié)最大活動(dòng)范圍的下降[12]。快速步行更容易影響到行走的運(yùn)動(dòng)特征，治療師在進(jìn)行常規(guī)BWSTT時(shí)，需要選擇沒(méi)有加重異常步態(tài)模式的方式進(jìn)行[13]。當(dāng)減重步行速度0.3m/s時(shí)，髖、膝關(guān)節(jié)最大活動(dòng)角度之間差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＜0.05），且與0.15、0.45m/s時(shí)比較，運(yùn)動(dòng)反饋下的減重平板訓(xùn)練改善程度最大（P＜0.05）。

本研究發(fā)現(xiàn)，低速時(shí)，步行中有無(wú)反饋對(duì)于患者并無(wú)明顯影響；快速時(shí)，由于步行中的緊迫感，對(duì)于患者調(diào)整步態(tài)沒(méi)有正面影響；當(dāng)以適中的步行速度在運(yùn)動(dòng)反饋的干預(yù)下，患者能充分地調(diào)整步行姿勢(shì)，改善步態(tài)。目前很多研究多采用較慢的平臺(tái)步行速度，如Hesse等[14]采用的速度開(kāi)始為0.07～0.11m/s，結(jié)束時(shí)達(dá)0.12～0.23m/s，其他學(xué)者采用的最高速度為0.43m/s。有研究認(rèn)為應(yīng)采用低于地面輔助行走速度以便對(duì)步態(tài)進(jìn)行糾正和延長(zhǎng)訓(xùn)練期，并根據(jù)訓(xùn)練時(shí)的舒適程度、步頻和步長(zhǎng)等進(jìn)行自我調(diào)節(jié)，但是即使身旁有康復(fù)治療師指導(dǎo)輔助，仍然難以在持續(xù)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中準(zhǔn)確糾正錯(cuò)誤步態(tài)[15]。因此，在合適的步速下，通過(guò)運(yùn)動(dòng)反饋來(lái)調(diào)節(jié)改善步態(tài)具有臨床意義。

綜上所述，本研究采用運(yùn)動(dòng)反饋系統(tǒng)，通過(guò)運(yùn)動(dòng)傳感器采集患者步態(tài)周期信號(hào)，包括步長(zhǎng)、步寬、髖膝關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)角度等，實(shí)時(shí)與正常步態(tài)參數(shù)比對(duì)，將錯(cuò)誤運(yùn)動(dòng)問(wèn)題以視聽(tīng)方式反饋給患者，幫助其在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中及時(shí)糾錯(cuò)，重建和強(qiáng)化正常步行控制過(guò)程。進(jìn)行步行速度的調(diào)節(jié)，以保證個(gè)體采用最優(yōu)的步行方式。所以在BWSTT中合理的步行速度，將更有利于腦卒中患者在運(yùn)動(dòng)反饋中完成任務(wù)靶向性訓(xùn)練，提高患者運(yùn)動(dòng)控制能力。

[1] 黃曉琳,王平,王偉,等.腦卒中偏癱患者減重平板步行訓(xùn)練的臨床應(yīng)用研究[J].中華物理醫(yī)學(xué)與康復(fù)雜志,2003,25(9):544-547.

[2] Cho MK,Kim J H,Chung Y,et al.Treadmillgait training combined with functional electrical stimulation on hip abductor and ankle dorsiflexor muscles for chronic hemiparesis[J].Gait Posture,2015, 42(1):73-78.

[3] Chen G,Patten C,Kothari D H,et al.Gait deviations associated with post-stroke hemiparesis:improvement during treadmillwalking using weight support,speed,support stiffness,and handrail hold[J].Gait Posture,2005,22(1):57-62.

[4] Visitin M,Barbeau H.The effects of body weight support on the locomotor pattern of spastic paretic patients[J].Can J Neurol Sci, 1989,16(3):315-325.

[5] Finch L,Barbeau H,Arsenauh B.Influence ofbody weight support on normal human gait:development of gait retraining strategy[J]. Phys Ther,1991,71(11):855-856.

[6] 中華醫(yī)學(xué)會(huì)全國(guó)第四次腦血管病學(xué)術(shù)會(huì)議.各類(lèi)腦血管疾病分類(lèi)診斷要點(diǎn)[J].中華神經(jīng)雜志,1996(6):379-380.

[7] Murray MP,Spurr G B,Sepic S B,et al.Treadmillvs.floor walking: kinematics,electromyogram,and heart rate[J].J Appl Physlol, 1985,59(1):87-91.

[8] Routson R L,Clark D J,Bowden M G,et al.The influence of locomotor rehabilitation on module quality and post-stroke hemiparetic walking performance[J].GaitPosture,2013,38(3):511-517.

[9] Takao T,Tanaka N,Iizuka N,et al.Improvement of gait ability with a short-term intensive gait rehabilitation program using body weight support treadmill training in community dwelling chronic poststroke survivors[J].J Phys Ther Sci,2015,27(1):159-163.

[10] Trueblood P R.Partial body weight treadmill training in persons with chronic stroke[J].Neurorehabilitation,2001,16(3):141-153.

[11] Van Kammen K,Boonstra A,Reinders-Messelink H.The combined effects of body weight support and gait speed on gait related muscle activity:a comparison between walking in the Lokomat exoskeleton and regular treadmillwalking[J].PLoS One, 2014,9(9):e107323.

[12] Mao Y R,Lo W L,Lin Q.The Effect of Body Weight Support TreadmillTraining on Gait Recovery,ProximalLower Limb MotorPattern,and Balance in Patients with Subacute Stroke[J]. Biomed Res Int,2015(1):1-10.

[13] Aaslund M K,Helbostad J L,Moe-Nilssen R.Walking during body-weight-supported treadmilltraining and acute responses to varying walking speed and body-weight support in ambulatory patients post-stroke[J].Physiother Theory Pract,2013,29 (4):278-289.

[14] Hesse S,Bertelt C,Jahnke MT,et al.Treadmilltraining with partial body weight support compared with physiotherapy in nonambulatory hemiparetic patients[J].Stroke,1995,26(6):976-981.

[15] Kim J S,Kang S Y,Jeon H S.Acomparison ofthe effects ofvisualdeprivation and regular body weight support treadmilltraining on improving over-ground walking of stroke patients:a multiple baseline single subject design[J].Physiother Theory Pract,2015, 31(7):466-473.

2016-01-18）

（本文編輯：陳麗）

浙江省醫(yī)藥衛(wèi)生平臺(tái)骨干人才計(jì)劃（2013RCA043，2014RCA030）；浙江省科技廳公益技術(shù)項(xiàng)目（2014C33278）

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