振動訓(xùn)練在康復(fù)中的臨床應(yīng)用及機制研究

李 怡 任蘭芬 馬云輝

湖北省宜昌市第一人民醫(yī)院 443000

振動治療(VT)是非藥物治療中的物理因子療法之一。它是通過裝置平臺將機械振動直接或間接的施加于治療對象，這些機械性的振動刺激具有較穩(wěn)定的發(fā)放頻率，產(chǎn)生加速度并持續(xù)一定的時間而對作用對象產(chǎn)生效應(yīng)[1]。全身與局部振動治療成為一種非藥物、非侵入性的治療方法。最初的振動研究集中在競技體育方面，研究認為振動可提高肌肉的力量、減輕骨質(zhì)疏松、減輕疼痛、提高協(xié)調(diào)性訓(xùn)練[1-2]。越來越多的學(xué)者把振動應(yīng)用于兒童康復(fù)、骨骼肌肉康復(fù)、神經(jīng)康復(fù)等，現(xiàn)就振動訓(xùn)練在康復(fù)中的臨床研究和理論機制展開綜述。

1 振動訓(xùn)練在康復(fù)中的臨床研究

1.1 兒童康復(fù)

1.1.1 腦癱(CP)：腦癱是由于發(fā)育中的胎兒或嬰兒腦部受到非進行性損傷而引起的，并且影響運動、姿勢和肌肉骨骼系統(tǒng)[3]。而振動訓(xùn)練越來越多地用于改善與這種發(fā)育障礙相關(guān)的體征和癥狀。有學(xué)者研究結(jié)果顯示，短期振動訓(xùn)練能降低腦癱患兒的痙攣狀態(tài)和協(xié)調(diào)缺陷，并且對腦癱患兒的步行能力有正面影響，主要表現(xiàn)在粗大運動功能、肌力、步態(tài)三個方面。而長期振動訓(xùn)練的影響表現(xiàn)為緩解肌肉緊張和減少痙攣，同時可以增加患兒肌容積和骨密度。還有研究結(jié)果顯示全身振動可以改善腦癱兒童的步態(tài)速度和站立功能[4]。總之，振動訓(xùn)練作為一種非藥物學(xué)方法的短期和長期應(yīng)用均可改善腦癱患兒癥狀，實現(xiàn)提高日常生活能力的目標(biāo)。盡管還需進一步研究振動訓(xùn)練在成年人應(yīng)用中的神經(jīng)肌肉機制，但是越來越多的科學(xué)證據(jù)支持振動訓(xùn)練改善腦癱患兒功能障礙的有效性。因此，振動訓(xùn)練可以減少腦癱相關(guān)的感覺、運動功能障礙?？梢愿菀?、更有效地實現(xiàn)腦癱患兒提高生活自理能力的目標(biāo)。

1.1.2 自閉癥譜系障礙(ASD)：患有ASD的兒童經(jīng)常出現(xiàn)軀體感覺功能障礙，包括對觸覺刺激的異常反應(yīng)和對疼痛刺激的異常感知。有學(xué)者研究探討軀體感覺治療對ASD兒童體感參數(shù)的影響，將59名ASD兒童隨機分配到干預(yù)組和對照組。干預(yù)組接受了體感療法，包括四種類型的運動(觸覺、本體感覺、振動訓(xùn)練、立體感)。在治療前和治療后立即評估體感功能(壓力疼痛閾值、觸覺閾值、立體感、本體感受)。干預(yù)組兒童治療后疼痛敏感性顯著降低，觸覺敏感性增加，而對照組兒童觸覺敏感性沒有明顯變化，而疼痛敏感性增加。該研究結(jié)果提示結(jié)合振動訓(xùn)練可改善ASD兒童的軀體感覺功能障礙[5]。

1.1.3 唐氏綜合征：Eid[6]研究了30名患有唐氏綜合征的兒童，隨機分為研究組及對照組各15名。研究組在接受對照組相同物理治療的基礎(chǔ)上，同時進行全身振動訓(xùn)練。通過使用Biodex穩(wěn)定性系統(tǒng)測量穩(wěn)定性指數(shù)以及使用手持式測力計測量膝部屈肌和伸肌的肌肉力量。兩組在治療后的穩(wěn)定性指數(shù)和肌肉力量方面均有顯著改善(P<0.05)，與對照組相比，研究組的改善程度顯著提高(P<0.05)。結(jié)果顯示全身振動訓(xùn)練可能是一種有效的干預(yù)方式，可以改善唐氏綜合征患兒的站立平衡和肌肉力量。

1.2 骨骼肌肉康復(fù)

1.2.1 老年骨質(zhì)疏松：Swe M等學(xué)者研究全身振動機在老年骨質(zhì)疏松癥預(yù)防和治療中的作用，試驗中使用雙能X射線吸收測定法(DXA)來測量骨礦物質(zhì)密度(BMD)，結(jié)果試驗發(fā)現(xiàn)患者BMD顯著增加，結(jié)論提示全身振動訓(xùn)練是用于預(yù)防和管理絕經(jīng)后婦女骨質(zhì)疏松癥的良好輔助療法[7]。另有學(xué)者則發(fā)現(xiàn)振動訓(xùn)練不僅可用于改善老年人的靜態(tài)平衡，而且有可能對活動受限老年人的動態(tài)平衡產(chǎn)生積極影響[8]。

1.2.2 膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎：有一項隨機對照臨床研究探討全身振動訓(xùn)練對老年膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎患者功能改變的影響[9]。23名老年受試者被隨機分為振動組和運動組，兩組分別行全身振動的深蹲訓(xùn)練及無振動的深蹲訓(xùn)練。療程持續(xù)12周，3次/周。使用四項功能性能測試進行評估：Berg平衡量表、起立行走測試、椅子站立測試和6min步行測試。結(jié)果顯示運動組中，患者功能僅改善了兩項測試(即Berg平衡和6min步行測試)，而振動組所有功能測試的表現(xiàn)均有所改善。研究表明全身振動可能是一種可行且有效的方法，可改善膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎老年人的疾病狀態(tài)和自我認知。

1.2.3 老年髖部骨折：有學(xué)者[10]研究振動治療對老年髖部骨折的康復(fù)效果。干預(yù)組共納入76例患者，對照組77例，兩組均使用起立行走測試(TUG)、老年人運動性量表(EMS)、Berg平衡量表(BBS)和跌倒風(fēng)險篩查(FS)來評估功能，并記錄跌倒和繼發(fā)性骨折的發(fā)生率。結(jié)果顯示對照組再次骨折率(10.39%)明顯高于干預(yù)組(1.32%)，并且干預(yù)組在TUG、EMS和FS方面均有顯著改善。表明振動治療是有效的，降低了二次骨折率，同時有利于改善老年髖部骨折患者的生活質(zhì)量。

1.3 神經(jīng)系統(tǒng)康復(fù) 振動訓(xùn)練在神經(jīng)系統(tǒng)康復(fù)中應(yīng)用最多的對象是腦卒中偏癱患者。而肌張力增高、痙攣、肌力減弱、本體覺位置覺缺失、步態(tài)異常是腦卒中所導(dǎo)致的主要功能障礙。近年來有國內(nèi)外學(xué)者把振動訓(xùn)練研究集中于腦卒中患者存在的這些主要運動功能障礙上，在臨床診療思維上提供了一些新的嘗試方式。

1.3．1 肌力及肌張力：李沐陽[11]研究發(fā)現(xiàn)早期振動訓(xùn)練結(jié)合運動能有效提高急性腦卒中偏癱患者上肢肌力,改善肢體運動功能。吳超[12]探討局部振動訓(xùn)練對緩解腦梗偏癱患者上肢痙攣的療效，治療結(jié)束后振動組Fugl-Meyer運動功能評分、改良Barthel指數(shù)、Ashworth分級法各項評估結(jié)果均比治療前顯著改善，提示局部振動訓(xùn)練可在常規(guī)康復(fù)訓(xùn)練基礎(chǔ)上進一步減輕腦梗偏癱患者上肢肌肉痙攣水平。外國學(xué)者Casale R[13]采用局部100Hz頻率選擇性振動上肢屈肌拮抗肌肱三頭肌，發(fā)現(xiàn)可減少屈肌肱二頭肌的痙攣，以改善腦卒中患者上肢痙攣。

1.3．2 本體覺位置覺：宋志尚[14]研究振動觸覺感覺統(tǒng)合訓(xùn)練在偏癱治療中的有效性，得出以下結(jié)論：偏癱患者患肢本體感覺、位置覺及運動功能存在障礙，振動觸覺與運動統(tǒng)合訓(xùn)練對偏癱患者下肢康復(fù)有一定效果。Jung SM[15]將10例腦卒中偏癱患者在每個療程中接受振動訓(xùn)練30min，每周3次，持續(xù)2周。結(jié)果顯示患者手部力量、靈活性以及本體感覺均有顯著改善，并且在療程結(jié)束后2周再次評估，發(fā)現(xiàn)各項結(jié)果仍保持效果，說明振動訓(xùn)練療效存在持續(xù)性。

1.3．3 步態(tài)異常：有學(xué)者[16]探討下肢區(qū)域性振動刺激對腦卒中偏癱患者步行速度與穩(wěn)定性的作用。26例腦卒中偏癱患者在坐位下接受頻率16Hz、振幅4mm的下肢區(qū)域性振動刺激10min，評定振動前后小腿三頭肌張力(改良Ashworth分級)、3m計時起立行走時間和10m最大步行速度。結(jié)果顯示下肢區(qū)域性振動刺激能夠提高腦卒中患者即刻的步行速度及穩(wěn)定性，改善步行功能。Park JM等[17]研究振動刺激對慢性卒中患者的時空步態(tài)參數(shù)的影響，發(fā)現(xiàn)局部振動可提高步速、步長和步幅，縮短雙支撐相，表明使用振動刺激可以控制步態(tài)參數(shù)并改善步態(tài)性能。因此，這種干預(yù)可用于慢性中風(fēng)患者的步態(tài)康復(fù)。

2 振動訓(xùn)練的機制研究

2.1 肌肉組織研究 有學(xué)者認為振動刺激是通過激活Ⅱ型肌纖維而達到提高肌肉收縮效率的作用。彭春政等[18]觀察發(fā)現(xiàn)振動訓(xùn)練刺激肌梭后可以募集更多的運動單位參與活動、改善肌肉協(xié)調(diào)性,同時還提高了對Ⅱ型纖維的訓(xùn)練效果,進而導(dǎo)致快肌纖維百分比提高,增加了肌肉的爆發(fā)力。Benedetti MG[19]通過表面肌電圖(sEMG)研究振動訓(xùn)練改善膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎患者股四頭肌無力的臨床機制，sEMG分析表明局部肌肉振動后患者股四頭肌中Ⅱ型肌纖維的參與增加，以達到強化股四頭肌的效果。

2.2 骨骼組織研究 大量研究表明全身振動可能在預(yù)防骨質(zhì)疏松性骨折中起到治療作用，還可以改善骨強度、促進骨折愈合過程中的骨形成。有學(xué)者[20]則發(fā)現(xiàn)振動對骨組織的影響機制可能是通過振蕩細胞核和細胞骨架之間的機械耦合方式。Cerciello S等[21]研究結(jié)果提示振動治療可以為骨骼和肌腱系統(tǒng)提供合成代謝機械信號，振動作為一種低強度的力學(xué)刺激信號，以較高的頻率作用于骨骼和肌腱時，可通過拉伸應(yīng)力和壓縮應(yīng)力的形式，轉(zhuǎn)變?yōu)楣切纬苫蚬俏盏纳盘柌鬟f給效應(yīng)細胞，刺激骨祖細胞—成骨細胞活性，抑制骨溶解過程。

2.3 血流動力學(xué)研究 有學(xué)者著眼于全身振動運動對患者血流動力學(xué)的潛在影響。人體控制皮膚血流的能力隨著年齡的增長和一些臨床疾病而逐漸降低。而有研究[22]系統(tǒng)評估全身振動運動對血流動力學(xué)的影響及其在不同人群中的可行性，發(fā)現(xiàn)通過振動可以放松局部肌肉，促進血液及淋巴液的流動，加強營養(yǎng)物質(zhì)向細胞內(nèi)的運輸，并能加速排出滯留于肌肉局部組織的代謝產(chǎn)物。得出結(jié)論提示振動運動是一種改善血液循環(huán)安全且有效的治療策略。

綜上所述，振動訓(xùn)練是近年來康復(fù)醫(yī)學(xué)中的最新研究領(lǐng)域。大量國內(nèi)外研究已證實振動訓(xùn)練既可作為主要治療方法，也可作為物理和藥物治療的輔助手段。但不同研究中振動訓(xùn)練的應(yīng)用類型、頻率和幅度存在很多差異，這些差異反映了文獻中一些相互矛盾的臨床結(jié)果。因此在以后的研究中需更多地去探討更有效的振動頻率和振幅，以及訓(xùn)練方式、持續(xù)時間和強度。并且多數(shù)臨床研究并沒有隨訪記錄，無法確定振動治療的持續(xù)時間及其遠期療效，這也是未來研究中可以側(cè)重關(guān)注的方向。目前許多研究了解振動療法在腦卒中偏癱患者中的治療效果，很多神經(jīng)系統(tǒng)疾病均存在類似于腦卒中后遺癥的功能障礙，如肌張力增高、平衡能力較差等，我們也可以考慮逐步關(guān)注研究振動訓(xùn)練在脊髓損傷、多發(fā)性硬化、帕金森病等神經(jīng)康復(fù)中的應(yīng)用。

雖然振動訓(xùn)練的療效與安全性均獲得了客觀的肯定，但其治療機制尚不完全清楚。有學(xué)者認為振動訓(xùn)練可能作用于本體感受機制，也可能刺激大腦補償機制，可目前所涉及的細胞機制和假定的神經(jīng)元環(huán)路還沒有被發(fā)現(xiàn)[23]。所以筆者認為可以采用神經(jīng)影像學(xué)技術(shù)來進一步研究振動治療可能存在的神經(jīng)元環(huán)路機制，為振動治療有效性的作用機理提供更多的客觀依據(jù)。