對側(cè)控制型功能性電刺激對腦卒中患者上肢功能恢復(fù)的影響

黃崧華 白玉龍、陳嬋 李瑩瑩

1復(fù)旦大學(xué)附屬華山醫(yī)院北院康復(fù)醫(yī)學(xué)科（上海 201907）

2復(fù)旦大學(xué)附屬華山醫(yī)院康復(fù)醫(yī)學(xué)科（上海 200040）

腦卒中后早期康復(fù)日益受到重視。在運動功能的康復(fù)中，上肢功能往往是最難解決的問題，無論是肉毒毒素的注射還是機器手的應(yīng)用，雖能有效降低患者上肢痙攣，但對腕部的功能恢復(fù)還是不明顯[1]。

神經(jīng)肌肉電刺激（neuromuscular electric stimulation，NMES）技術(shù)利用電流的作用通過電刺激特定的肌肉使其收縮，防止由于失神經(jīng)支配導(dǎo)致廢用性骨骼肌萎縮。它是目前臨床上最常用于改善肌肉自主控制能力的訓(xùn)練方法[2]。與NMES相比，對側(cè)控制型功能性電刺 激（contralaterally controlled functionalelectrical stimulation,CCFES）更加強調(diào)患者在治療時雙側(cè)肢體的主動運動，當(dāng)健側(cè)肢體活動時，功能性電刺激（functional electrical stimulation,FES）裝置能夠反饋性地輸出刺激，引導(dǎo)患側(cè)的肢體做出相似的動作。國內(nèi)外已有文獻(xiàn)報道CCFES在促進(jìn)腦卒中患者上肢功能恢復(fù)中起到一定作用[3-5]，但大多只使用評定量表來評價療效，且研究結(jié)果存在分歧。本研究將NMES治療作為對照，綜合使用評定量表和表面肌電圖（surface electromyography,sEMG）作為評估方法，以更客觀地評價CCFES治療腦卒中后上肢功能障礙的效果。

1 對象與方法

1.1 研究對象

選擇2016年7月至2017年7月期間上海市復(fù)旦大學(xué)附屬華山醫(yī)院北院康復(fù)醫(yī)學(xué)科病房腦卒中患者32例。入選標(biāo)準(zhǔn)為：①首次發(fā)病，符合1995年第四屆全國腦血管病會議腦卒中診斷標(biāo)準(zhǔn)，并經(jīng)頭顱CT或MRI證實；②一般情況和生命體征穩(wěn)定，意識水平正常；③年齡30歲以上，85歲以下；④患側(cè)上肢的 Brunnstrom分期為I～Ⅳ期（Brunnstrom分期：Ⅰ期遲緩期、Ⅱ期痙攣期、Ⅲ期出現(xiàn)聯(lián)帶運動、Ⅳ期出現(xiàn)部分分離運動，Ⅴ期出現(xiàn)分離運動，Ⅵ期正常階段）；⑤發(fā)病6個月以內(nèi)；⑥頭顱CT或MRI提示單側(cè)病灶；⑦患方自愿參加本研究并簽署知情同意書。排除標(biāo)準(zhǔn)：①合并嚴(yán)重的臟器（如心、肺、肝、腎）功能不全，不宜行康復(fù)訓(xùn)練者；②可逆性腦卒中患者；③嚴(yán)重認(rèn)知功能障礙患者，MMSE＜23分；④有精神疾患史，且不能配合訓(xùn)練者；⑤聾、啞人；⑥不能按時在定點醫(yī)院接受治療和定期隨訪者；⑦心臟起搏器植入者；⑧其他原因所致上肢運動功能障礙者。

采用隨機數(shù)字表法將所有受試者分為CCFES組與NMES組，CCFES組16例，NMES組16例。其中CCFES組男13例，女3例，平均56.18±13.17歲；左側(cè)偏癱7例，右側(cè)偏癱9例。NMES組男10例，女6例，平均62.37±12.54歲；左側(cè)偏癱9例，右側(cè)偏癱7例。兩組患者性別、病變性質(zhì)及偏癱側(cè)別的組間差異經(jīng)χ2檢驗顯示均無顯著性意義（P＞0.05），兩組患者年齡、病程的組間差異經(jīng)成組t檢驗顯示均無顯著性意義（P＞0.05）。見表1。

表1 兩組患者的一般情況及病情比較（±s）

表1 兩組患者的一般情況及病情比較（±s）

組別CCFES組NMES組例數(shù)16 16年齡（歲）56.18±13.17 62.37±12.54性別（例）男13 10女 3 6病程（d）48.18±22.03 36.62±18.90病變性質(zhì)（例）腦出血 腦梗死10 11偏癱側(cè)別（例）左側(cè) 右側(cè)6 5 7 9 9 7

1.2 研究方法

研究期間，兩組患者均進(jìn)行常規(guī)康復(fù)訓(xùn)練，包括良肢位擺放、神經(jīng)肌肉促進(jìn)技術(shù)、運動療法、作業(yè)治療等。常規(guī)治療由對分組不知情的治療師實施。CCFES組和NMES組分別采用CCFES和NMES，刺激部位均為患者的患側(cè)橈側(cè)腕伸肌。合并基礎(chǔ)疾病者如高血壓、冠心病、糖尿病等，均予以常規(guī)藥物治療。

1.2.1 CCFES

在常規(guī)康復(fù)訓(xùn)練基礎(chǔ)上，采用德長醫(yī)療科技有限公司DC-L-500對側(cè)控制型功能性電刺激（江蘇常熟產(chǎn)）刺激腕背伸肌。方法：母控制器佩戴在健側(cè)手背上，另一子刺激器電極貼于患側(cè)橈側(cè)腕伸肌肌腹。刺激頻率30 Hz，脈寬100 μs。刺激過程：雙手水平置于桌面作為起始位，當(dāng)母控制器感知到健側(cè)主動腕背伸至一定角度時，子刺激器將輸出電流，在病人可耐受的情況下，刺激患者患側(cè)腕背伸肌，做出與健側(cè)手腕相似的動作（背伸至同角度）；健側(cè)手腕回到起始位時，停止輸出電流，完成一次刺激。在正式治療前會有一次預(yù)實驗，教會患者如何使用該設(shè)備，故入組前有認(rèn)知功能評定篩查，確?；颊吣苤鲃忧彝瓿纱笾麓碳ぁ眯菹?10 s∶10 s的治療過程。

1.2.2 NMES

在常規(guī)康復(fù)訓(xùn)練基礎(chǔ)上，采用諾誠電氣有限公司肌電生物反饋儀MyoNet-BOW生物反饋電刺激（上海產(chǎn)）NMES處方刺激腕背伸肌。方法：電極分別貼于患側(cè)橈側(cè)腕伸肌肌腹。刺激頻率30 Hz，脈寬100 μs，波升∶波降為1 s∶1 s，刺激∶休息=10 s∶10 s，電流為患者最大可耐受值，約20 mA～40 mA。

兩組患者接受每日1次、每次20分鐘、每周連續(xù)5日、共計3周的電刺激治療方案。

1.3 評定方法

在治療前和治療3周時，由2名對分組不知情的醫(yī)師對所有患者進(jìn)行康復(fù)評定。具體如下：①上肢Fugl-Meyer運動功能量表（FMA）：包括腱反射、肩、肘、腕、手運動功能等9大項，分級為3級（0～2分），總分66分，直接計數(shù)得分；②手臂動作調(diào)查測試（action research arm test，ARAT）：分四部分（抓、握、捏和粗大運動），共19項。每項為4級評分（0～3分），總分為57分；③Barthel指數(shù)：10項內(nèi)容，包括進(jìn)食、大小便控制、穿脫衣服、修飾、進(jìn)出廁所、洗澡、床輪椅轉(zhuǎn)移、平地行走和上下樓梯，總分100分；④表面肌電圖（sEMG）：采用上海諾誠電氣股份有限公司生產(chǎn)的MyoMove-EOW型表面肌電圖儀，低通500 Hz，高通5 Hz，陷波50 Hz，靈敏度（μV/D）500，掃描速度（S/D）0.1。酒精棉球擦拭后將電極片分別貼于病人患側(cè)與健側(cè)主動腕背伸時主動肌和拮抗肌肌腹的位置，采集表面肌電信號?；颊咦?，采集前給予3分鐘左右的訓(xùn)練，讓其了解整個采集過程，采集時要求患者盡力完成腕背伸動作，堅持3 s，休息5 s，共完成3次，通過信號接收器采集數(shù)據(jù)，用其自帶肌電分析軟件分析處理后分別得到健側(cè)和患側(cè)的均方根值（root mean square，RMS）。選用RMS作為數(shù)據(jù)分析，因體重、體脂等個人因素不同會造成個體間RMS差異較大，本研究將其標(biāo)準(zhǔn)化后再進(jìn)行個體間的比較，標(biāo)準(zhǔn)化方法為患側(cè)主動腕背伸肌RMS比健側(cè)主動腕背伸肌RMS，得到表面肌電信號比值，其量化單位為%。

1.4 統(tǒng)計學(xué)分析

采用SPSS 18.0版統(tǒng)計學(xué)軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。患者年齡、病程、上肢FMA、ARAT、Barthel指數(shù)評分、sEMG信號比值（主動腕背伸時患側(cè)肌電RMS/健側(cè)肌電RMS）及各項評分的進(jìn)步值均采用±s表示。進(jìn)行正態(tài)性檢驗及方差齊性檢驗后，患者年齡、病程、sEMG信號比值（主動腕背伸時患側(cè)肌電RMS/健側(cè)肌電RMS）的進(jìn)步值采用成組t檢驗，上肢FMA評分及其進(jìn)步值、ARAT評分及其進(jìn)步值、Barthel指數(shù)評分及其進(jìn)步值和sEMG信號比值（主動腕背伸時患側(cè)肌電RMS/健側(cè)肌電RMS）則采用非參數(shù)檢驗；兩組患者性別、病變性質(zhì)及偏癱側(cè)別的組間比較采用χ2檢驗。以P＜0.05表示差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

兩組患者治療前、后，組間上肢FMA、ARAT、Barthel指數(shù)評分之間比較，差異均無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）。NMES組組內(nèi)治療前后，上肢FMA、ARAT、Barthel指數(shù)評分之間比較，差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）。治療3周后，CCFES組組內(nèi)ARAT評分與表面肌電圖信號比值（主動腕背伸時患側(cè)肌電RMS/健側(cè)肌電RMS）較治療前有顯著提高（P＜0.05）。CCFES組表面肌電RMS進(jìn)步值較NMES組有顯著提高（P＜0.05）。見表2。

表2 2組患者治療前、后上肢Fugl-Meyer、ARAT、Barthel、sEMG信號比值比較（x ± s）

3 討論

功能性電刺激一直是國內(nèi)外康復(fù)領(lǐng)域研究的熱點[6]。FES已被證實在改善突觸間聯(lián)系、提高大腦可塑性等方面具有明顯作用[7]。早在上世紀(jì)中期，歐美國家已將功能性電刺激儀應(yīng)用于臨床康復(fù)[6]，并被多項研究證實有助于提高偏癱患者的運動能力[8-10]。CCFES是一種雙側(cè)對稱運動訓(xùn)練模式，可以更好地興奮受累側(cè)半球的初級運動皮質(zhì)區(qū)[11]，并可使新任務(wù)相關(guān)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)由病灶側(cè)殘留的神經(jīng)元重新組建[12]。雙側(cè)肢體進(jìn)行對稱動作時，運動皮質(zhì)區(qū)得到廣泛激活，很可能因此易化了部分患側(cè)運動通路，促進(jìn)了肢體的運動功能恢復(fù)[13-14]。

2012年Knutson等的小樣本研究包括17例6個月內(nèi)卒中后患者，9例做CCFES，8例做NMES，治療后上肢 Fugl-Meyer、盒子積木測試（box and block test，BBT）、手臂運動能力測試（arm motor abilities test，AMAT）評分和腕背伸角度都較NMES有較大的改善[4]。2015年Shen等對60例患者進(jìn)行研究，研究結(jié)果顯示，3個月內(nèi)的偏癱患者在進(jìn)行為期3周的CCFES治療后，上肢Fugl-Meyer、上肢運動指數(shù)（MI）、偏癱上肢功能測試（FTHUE-HK）及腕背伸AROM均較治療前有顯著提高，且上肢Fugl-Meyer和FTHUE-HK評分都優(yōu)于NMES[3]。但Wilson等2016年的研究結(jié)果顯示在卒中后6個月內(nèi)應(yīng)用電刺激治療，功能改善明顯，可能是自發(fā)恢復(fù)的結(jié)果，與使用的電刺激類型沒有關(guān)系[15]。并且Knutson等又在2016年對80例6個月后的中到重度的卒中后患者進(jìn)行CCFES的療效觀察。結(jié)果顯示，6個月后在BBT評分上CCFES組有顯著提高，但在上肢Fugl-Meyer和AMAT評分上沒有顯著改變[5]。

從以上已發(fā)表的研究結(jié)果可以看出，無論是卒中后6個月內(nèi)還是6個月以上的患者，CCFES治療組大多有較優(yōu)的表現(xiàn)。但以上的結(jié)果來自于治療前后的量表評定比較，難免帶有主觀性，不能更好地解釋6個月內(nèi)的功能改善是自身恢復(fù)導(dǎo)致還是給予的不同類型電刺激導(dǎo)致。本研究也得出了類似的結(jié)果，對腦卒中6個月內(nèi)32例患者分別進(jìn)行CCFES與NMES治療后發(fā)現(xiàn)，兩組患者治療前、后各項功能評分之間均無統(tǒng)計學(xué)意義，提示兩種類型的電刺激對患者上肢功能恢復(fù)的效果沒有差別。但CCFES組組內(nèi)ARAT評分與表面肌電圖信號比值經(jīng)治療后有顯著改善（P＜0.05），表面肌電信號進(jìn)步值較NMES組有顯著提高（P＜0.05），提示CCFES對患側(cè)主動肌的主動收縮和肌肉激活模式的影響，對上肢功能的改善有潛在優(yōu)勢。ARAT評分相比其他評分有顯著提高，很可能與其對手部功能評定更為細(xì)致有關(guān)。ARAT分為抓、握、捏和粗大運動等四部分，每項進(jìn)行4級評分，故而相較于其他評定量表更能針對手功能做出較精細(xì)的評定，從而體現(xiàn)出治療后的效果。

表面肌電信號是肌肉在進(jìn)行隨意性和非隨意性活動時的生物電變化經(jīng)表面電極采集、放大、顯示和記錄所獲得的一維電壓時間序列信號。sEMG的空間分辨率相對較低，但是探測空間較大，重復(fù)性較好[16-17]。肌電圖的最大優(yōu)勢在于其能夠很好地反映肌肉的激活程度,并且與肌肉力量高度相關(guān)，可以提供一個相對完善的關(guān)于肌肉力量的動態(tài)數(shù)據(jù)[18]。目前臨床研究最常用的肌電指標(biāo)為：積分肌電值（iEMG）、平均肌電值（AEMG）、均方根值（RMS）、平均功率頻率（MPF）、中位頻率（MF）等。RMS值是時域中最可靠的參數(shù)，較常用于sEMG的定量分析，很少造成假象和干擾?？捎糜谠u定腦卒中后神經(jīng)肌肉功能以及康復(fù)訓(xùn)練療效，并可據(jù)此制定和調(diào)整康復(fù)治療方案，也可作為患者隨訪的評估指標(biāo)[19]。

雖然腦卒中會改變患側(cè)大腦興奮性，影響大腦半球經(jīng)胼胝體抑制通路的平衡，表現(xiàn)為健側(cè)大腦半球過度興奮[20]，但大腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)連接復(fù)雜，部分運動神經(jīng)起源于健側(cè)并延伸到患側(cè)，這些運動通路在患側(cè)運動通路受損后肢體運動功能恢復(fù)中起著非常重要的作用[21-22]。CCFES治療還可以使患者產(chǎn)生恢復(fù)運動控制的錯覺，產(chǎn)生良好的運動和感覺反饋，促使中樞神經(jīng)系統(tǒng)相關(guān)通路整合和大腦可塑性改變。另一方面，進(jìn)行CCFES時刺激患側(cè)肢體運動是由患者主動運動引導(dǎo)的，因此更能調(diào)動起患者的治療積極性，有利于提高患者的注意力。

目前,對于CCFES的療效能夠持續(xù)多久也尚無定論。本研究的治療時間為3周，雖然在功能評定上尚未體現(xiàn)出CCFES治療組的顯著改善，但基于表面肌電圖的數(shù)據(jù)顯示患側(cè)主動肌在主動收縮和肌肉激活模式上已發(fā)生了明顯的改變，推測延長治療時間后，這種改變可能會引起功能的顯著提升，提示CCFES較NMES在提高腦卒中患者上肢功能方面有潛在優(yōu)勢。另一方面，本研究樣本量較小，因此尚需要更多高質(zhì)量、大樣本的臨床隨機對照研究，以提供更加確鑿的證據(jù)。