痙攣型腦癱患兒個體化康復(fù)治療前后步態(tài)特征分析

孫愛萍，畢勝，趙海紅，張學(xué)敏，季潤，霍劍菲，吳慧楠

腦癱患兒中痙攣型腦癱占比約60%～70%，痙攣嚴(yán)重影響患兒的生長發(fā)育，引起關(guān)節(jié)攣縮、畸形、疼痛等并發(fā)癥，嚴(yán)重影響患兒步行能力[1]。改善腦癱患兒的步態(tài)是康復(fù)的主要目標(biāo)。目前腦癱患兒的功能評定多采用量表評定,簡便易行,但操作過程中主觀性較強,缺乏精確性和準(zhǔn)確性。目前三維步態(tài)分析，被認(rèn)為是步態(tài)評估的金標(biāo)準(zhǔn)[2-4]。但三維步態(tài)分析設(shè)備昂貴，需要場地大，并對操作人員專業(yè)要求高、評定耗時長，目前國內(nèi)三維步態(tài)分析與腦癱患兒的評估、康復(fù)方案的制定及治療結(jié)合并不理想。大多數(shù)國內(nèi)外學(xué)者多采用便攜式步態(tài)分析儀分析腦癱患兒康復(fù)治療前后的步態(tài)特征，并缺乏與正常兒童的對照研究。

本研究應(yīng)用三維動態(tài)撲捉系統(tǒng)分析腦癱患兒治療前后的步態(tài)數(shù)據(jù)，并與正常兒童對比，探討個體化康復(fù)方案治療后其步行能力的改善情況，為痙攣型腦癱患兒運動功能的評價和康復(fù)治療，提供量化、客觀的科學(xué)依據(jù)。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取我院兒童康復(fù)科從2017年7月～2018年12月收治的門診或住院的腦癱患兒10例為觀察組，再選取12例性別、年齡、身高及體重與腦癱兒童相匹配的健康兒童為對照組。入選標(biāo)準(zhǔn)： 年齡4～12歲；符合痙攣型腦癱雙癱的診斷標(biāo)準(zhǔn)；粗大運動功能評分(Gross Motor Function Measure，GMFM)Ⅰ級或Ⅱ級；可以獨立行走10步；能聽懂簡單的指令，能充分配合步態(tài)測試的完成；患者家屬知情同意。排除條件：排除嚴(yán)重腦發(fā)育障礙、聽力異常、嚴(yán)重癲癇及精神病等患者；有過度興奮、焦慮退縮或沖動、攻擊行為或自傷、自殘行為者，適當(dāng)用精神藥物但仍不能很好控制者；合并嚴(yán)重運動障礙不能行走者，智力嚴(yán)重障礙者等。2組一般資料比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義，見表1。

表1 2組一般資料比較

1.2 方法 采用英國VICON三維動態(tài)撲捉系統(tǒng)(型號Vicon MX ultranet HD，Oxford Metrics公司)，步態(tài)系統(tǒng)硬件主要包括6個高速紅外拍攝頭、2個測力平臺以及16個反光標(biāo)記球等。系統(tǒng)采樣頻率設(shè)置為100 Hz，實時追蹤受試者關(guān)鍵解剖位上的熒光標(biāo)記球。每次測試，患兒穿短褲或緊身褲，光腳無輔具進(jìn)行步態(tài)測試。光點標(biāo)記位置：雙側(cè)的髂前上棘、髂后上棘、大腿下1/3、膝外上髁、小腿下1/3的脛骨、雙側(cè)外踝、雙側(cè)第二跖骨頭、雙側(cè)跟骨后側(cè)。測試前患兒在步道上練習(xí)3～5次后準(zhǔn)備測試，聽到指示信號后開始行走，囑患兒按照平時的正常步速行走，采集有效數(shù)據(jù)。觀察組分別在治療前后進(jìn)行測試各1次，對照組為正常兒童，不進(jìn)行任何康復(fù)治療，只采集1次步態(tài)分析數(shù)據(jù)。觀察組由一名專業(yè)康復(fù)醫(yī)師和2名治療師根據(jù)三維步態(tài)分析采集的步態(tài)時空參數(shù)及運動學(xué)參數(shù)，制定個體化訓(xùn)練方案，包括糾正患兒腘繩肌、腓腸肌痙攣狀態(tài)，增加屈髖，抑制膝關(guān)節(jié)屈曲，熱濕敷后加強跟腱牽拉，加強足背屈訓(xùn)練及佩戴踝足矯形器等，并進(jìn)行相關(guān)的步速、步長及單側(cè)支撐時間訓(xùn)練等，共治療1個月，具體訓(xùn)練方式包括：①懸吊運動：30min/次，1次/d，5次/周；②改良Ashworth肌張力評定在2～4級的下肢肌肉進(jìn)行抑制痙攣訓(xùn)練，包括熱濕敷及物理治療，20min/次，1次/d，5次/周；③對于跟腱攣縮，尖足的患兒佩戴踝足矯形器，每日10h；④步態(tài)訓(xùn)練：20min/次，1次/d，5次/周；⑤康復(fù)踏車或減重步行訓(xùn)練：20min/次，1次/d，5次/周；⑥雙下肢肌肉力量及耐力訓(xùn)練：20min/次，1次/d，5次/周。

1.3 評定標(biāo)準(zhǔn) 對照組僅進(jìn)行三維步態(tài)分析，觀察組治療前及治療1個月后分別進(jìn)行以下評定：①GMFM評分：D區(qū)和E區(qū)(站立行走功能區(qū))，共37項，總計111分，分?jǐn)?shù)越高功能越好；②Berg平衡量表(Berg Balance Scale， BBS)：滿分56分，分?jǐn)?shù)越高平衡功能越好；③改良Ashworth肌張力評定量表(modified Ashworth Scales，MAS)：分為0～4級，分別給予0～4分，評定患兒左側(cè)腘繩肌及腓腸肌的痙攣程度，分?jǐn)?shù)越高痙攣越嚴(yán)重。④三維步態(tài)分析系統(tǒng)：因觀察組為痙攣型雙癱，雙下肢功能接近，本研究2組受試者均選取左下肢進(jìn)行步態(tài)分析，使用VICON(Vicon MX)系統(tǒng)核心處理軟件得出患兒的步態(tài)周期、跨步時間、步頻、步速、跨步長、步長、單支撐時間及髖、膝、踝的關(guān)節(jié)活動度范圍及對應(yīng)關(guān)節(jié)的屈曲最大和最小角度。

2 結(jié)果

2.1 觀察組治療前后GMFM、BBS及MAS評分比較 治療1個月后，觀察組GMFM和BBS評分較治療前均明顯提高 (均P<0.01)，MAS評分較治療前明顯下降(P<0.01)，見表2。

表2 觀察組治療前后GMFM、BBS及MAS評分比較 分，

與治療前比較，aP<0.01

2.2 2組步態(tài)時空參數(shù)比較 治療1個月后，觀察組步態(tài)周期和跨步時間較治療前均明顯降低(均P<0.05)，步頻、跨步長及步長較治療前均明顯增加(P<0.05，0.01)，步速和單支撐時間與治療前比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義。觀察組治療前后較對照組比較，步態(tài)周期和跨步時間均明顯增加(均P<0.01)，單支撐時間差異無統(tǒng)計學(xué)意義，步頻、步速、跨步長及步長均明顯降低(均P<0.01)，見表3。

表3 2組步態(tài)時空參數(shù)比較

與治療前比較，aP<0.05，bP<0.01；與對照組比較，cP<0.01

2.3 2組步態(tài)運動學(xué)參數(shù)比較 治療1個月后，觀察組髖、膝關(guān)節(jié)的關(guān)節(jié)活動度和屈曲最大角度及踝關(guān)節(jié)的關(guān)節(jié)活動度較治療前均明顯增加(P<0.05，0.01)，其余參數(shù)比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義；觀察組治療前后較對照組比較，除了膝關(guān)節(jié)屈曲最大角度差異無統(tǒng)計學(xué)意義，其余髖、膝及踝關(guān)節(jié)各運動學(xué)參數(shù)均明顯增加(均P<0.01)，見表4。

表4 2組步態(tài)運動學(xué)參數(shù)比較

與治療前比較，aP<0.05，bP<0.01；與對照組比較，cP<0.01

3 討論

腦性癱瘓的運動障礙常伴有繼發(fā)性肌肉、骨骼問題[5]。王志敏等[6]指出畸形導(dǎo)致下肢骨骼結(jié)構(gòu)以及步態(tài)異常，嚴(yán)重?fù)p害患者的行走能力。

目前改善痙攣型腦癱患兒下肢運動功能的治療方法包括藥物、康復(fù)訓(xùn)練、手術(shù)、物理因子治療、輔具、針灸推拿等[7-9]。而精確的康復(fù)評定為康復(fù)方案的制定及療效的判定提供科學(xué)依據(jù)及指導(dǎo)作用，盡管觀察性步態(tài)分析量表與三維步態(tài)分析有較好的一致性，但有限的信度和效度還不能用于術(shù)前計劃和臨床診斷[10-11]。

三維步態(tài)分析是利用三維運動捕捉系統(tǒng)、測力臺系統(tǒng)以及表面肌電采集與分析系統(tǒng)等對步態(tài)的時-空、運動學(xué)、動力學(xué)及肌電參數(shù)進(jìn)行的全方位的采集與分析。三維步態(tài)分析結(jié)果具有客觀性和準(zhǔn)確性，被公認(rèn)為是步態(tài)分析的黃金標(biāo)準(zhǔn)[12-15]。

本研究采用GMFM量表、Berg平衡量表及改良Ashworth肌張力量表評估患兒后，采用三維步態(tài)分析來定量評價腦癱患兒行走過程中的功能情況，并根據(jù)評估結(jié)果判定患兒存在的主要運動障礙點，制定個性化康復(fù)治療方案(改善肌痙攣、協(xié)調(diào)控制訓(xùn)練、步態(tài)訓(xùn)練等)，重點以提高患兒的步行能力為主，并加強訓(xùn)練。本研究結(jié)果表明治療1個月后患兒的GMFM、BBS評分均明顯增高，MAS評分較治療前明顯改善，患兒的運動功能得到明顯改善；同時通過三維步態(tài)分析系統(tǒng)量化反映了患兒步行功能的改善情況。治療1個月后患兒步態(tài)周期、跨步時間降低，步頻、跨步長、步長增高，步行能力明顯提高；治療前及治療后與正常兒童比較，步頻、步速、跨步長及步長均明顯減小，考慮患兒基本都存在下肢肌痙攣情況，行走過程中由于腘繩肌和腓腸肌痙攣，并隨步行速度可能進(jìn)一步加重痙攣，導(dǎo)致患兒髖、膝及踝關(guān)節(jié)運動時的張力失調(diào)，進(jìn)而限制髖、膝及踝關(guān)節(jié)的活動度，從而使步行速度緩慢。研究結(jié)果表示，治療后患兒腘繩肌、腓腸肌肌張力明顯改善，能很好地糾正腦癱兒童典型的尖足畸形；訓(xùn)練后，患兒重心轉(zhuǎn)移較充分，步態(tài)控制更協(xié)調(diào)，與黃一琳等[16]研究的痙攣型雙癱患兒結(jié)果基本一致。這些參數(shù)的變化進(jìn)一步為康復(fù)治療提供信息，提示臨床醫(yī)生在腦癱兒童的康復(fù)治療及相關(guān)研究中應(yīng)該重視運動控制訓(xùn)練、并可規(guī)范借助矯形器輔助控制膝、踝關(guān)節(jié)的運動。

腦癱患兒下肢各關(guān)節(jié)的運動差異較大，本研究中選取一個步態(tài)周期內(nèi)，治療前后髖、膝、踝在矢狀面上的數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，治療1個月后，患兒各關(guān)節(jié)的活動范圍較治療前改善，行走時的姿勢控制能力也提高，但髖、膝、踝關(guān)節(jié)的最小和最大屈曲角度較正常兒童均偏高，說明患兒行走過程中各關(guān)節(jié)呈現(xiàn)過度屈曲情況，關(guān)節(jié)角度伸展不充分。

目前大部分研究是對治療前后或2組不同腦癱兒童是否使用某種治療方法進(jìn)行對比，用以證明某種或幾種治療方法的療效，未將腦癱兒童與本地區(qū)的正常兒童對比[17-18]。本研究分析了腦癱兒童治療前后的數(shù)據(jù)并與正常兒童進(jìn)行對比，更好地分析腦癱兒童康復(fù)治療的效果，并建立我院實驗室不同年齡組腦癱及正常兒童的數(shù)據(jù)，為進(jìn)一步的臨床康復(fù)治療提供依據(jù)。本研究的不足之處是樣本量較小，且患兒配合不如成人配合好，跨步長小，步行中不能有效踩踏力臺，不能保證力學(xué)數(shù)據(jù)的有效性，故未作地面反作用力及力矩的分析，下一步可進(jìn)行不同年齡組，大樣本量的精細(xì)分析，以便為臨床康復(fù)方案的制定提供客觀依據(jù)。

綜上所述，三維步態(tài)分析系統(tǒng)可精準(zhǔn)評估腦癱患兒障礙點，為其制訂個體化康復(fù)訓(xùn)練方案，有效改善患兒的下肢運動功能，提高步行能力，并對療效評估提供科學(xué)依據(jù)。