全身振動治療在康復(fù)領(lǐng)域的研究進(jìn)展

陳如洋 楊占宇 馬小迪 黃艷華 周敏

全身振動治療是近年來國內(nèi)康復(fù)界新興的一種治療手段，主要是讓受試者借助于專業(yè)設(shè)計的平臺感受振動刺激，從而產(chǎn)生適應(yīng)性反應(yīng)[1-2]。近年來國內(nèi)外對于全身振動治療進(jìn)行了一系列研究，將其應(yīng)用于中樞神經(jīng)損傷、骨質(zhì)疏松癥、膝關(guān)節(jié)炎、Ⅱ型糖尿病及其他慢性疾病治療中，并已取得許多研究成果。然而該治療方法對于這些疾病是否真正有效仍存在許多爭議，本文結(jié)合國內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)對全身振動治療現(xiàn)狀作一綜述。

一、全身振動治療的概述

全身振動治療是使用一種專業(yè)的設(shè)備以正弦振動板產(chǎn)生不同波段的振頻及振幅，振動引起的肌肉長度變化會影響肌梭內(nèi)外的γ 和α 運(yùn)動神經(jīng)元，使肌肉產(chǎn)生反射性收縮，同時本體感受器接受刺激，向上傳入大腦影響神經(jīng)中樞的興奮性，通過直接刺激肌肉引起肌肉反射性的收縮及調(diào)節(jié)肌肉的神經(jīng)興奮性來改善肌肉在運(yùn)動過程中的表現(xiàn)，因此早期采用全身振動治療，可改善運(yùn)動員肌肉運(yùn)動[1-2]。隨著研究的不斷深入，發(fā)現(xiàn)一定幅度的振動刺激，可以通過影響神經(jīng)肌肉提升因中樞神經(jīng)損傷患者的運(yùn)動功能，還可以通過促進(jìn)肌肉收縮影響其他慢性疾病的治療。

目前市場上主要有2 種系統(tǒng)的振動板，一種是以中心為支點(diǎn)左右反復(fù)振動的振動板系統(tǒng)，一種則是整塊板在上下振動的系統(tǒng)。2 種系統(tǒng)均對于機(jī)體產(chǎn)生振動刺激，對人體的神經(jīng)-肌肉-骨骼系統(tǒng)會產(chǎn)生影響。

二、全身振動治療在康復(fù)領(lǐng)域的應(yīng)用

（一）中樞神經(jīng)損傷

中樞神經(jīng)系統(tǒng)由腦和脊髓組成，主要負(fù)責(zé)收集全身各感覺器官傳回的信息，再由中樞加工整合傳導(dǎo)至運(yùn)動系統(tǒng)，因此中樞神經(jīng)損傷后會根據(jù)損傷部位產(chǎn)生特定的感覺或運(yùn)動障礙。全身振動治療可通過振動刺激肌梭內(nèi)的本體感受器從而影響大腦神經(jīng)中樞的興奮性，對神經(jīng)肌肉有激活作用，因此很多研究者將全身振動治療應(yīng)用于神經(jīng)損傷患者以刺激下肢神經(jīng)肌肉，進(jìn)而改善患者整體運(yùn)動能力、肌張力、平衡及步行能力。

2015 年李哲等[3]的一項研究表明在全身振動治療儀上進(jìn)行頻率5～8 Hz，振幅2.5 mm 的治療，一個療程后，患者軀干肌的肌張力下降，同時腦卒中患者姿勢控制量表及日常生活能力量表（activity of daily living scale，ADL）評分均有所增加。也有研究表明對于下肢常見的踝關(guān)節(jié)跖屈痙攣可以降低其痙攣程度[4]。2016 年Boo 等[5]進(jìn)行的一項研究表明，坐位下進(jìn)行＜30 Hz 的全身振動治療也可以顯著減輕患者上肢的肌張力，并可提高患者的日常生活能力。2011～2016 年國內(nèi)外學(xué)者就全身振動治療對腦卒中患者的影響進(jìn)行了一系統(tǒng)的研究，其中4 項研究表明進(jìn)行全身振動治療后，腦卒中患者整體步行能力有所提高[6-8]。2015 年Saquetto 等[9]表明全身振動治療腦癱患兒后，患兒的粗大運(yùn)動功能評估量表E 區(qū)評分有明顯改善，對于步行速度，也有0.14 m/s 的改善。

上述研究均表明全身振動治療增加中樞神經(jīng)損傷患者的運(yùn)動功能，經(jīng)過治療之后患者的肌張力得到控制，肌肉力量加強(qiáng)，增強(qiáng)了患者平衡功能，提高患者步行能力，改善患者的ADL 能力。但這些研究對于振動強(qiáng)度卻沒有一個統(tǒng)一的應(yīng)用方式。

（二）骨質(zhì)疏松

骨質(zhì)疏松是多種原因引起以單位體積內(nèi)骨組織量減少為特點(diǎn)的代謝性骨病變。為了解決這一問題，體育鍛煉被廣泛用作改善和保持骨骼特性的有效方式[10-11]。理論指出骨骼的結(jié)構(gòu)會由施加在其的生物應(yīng)力（肌肉收縮）發(fā)生改變，如果施加的應(yīng)變低于最小有效載荷，則骨結(jié)構(gòu)不會發(fā)生變化；當(dāng)施加足夠的機(jī)械刺激時，骨骼會進(jìn)行調(diào)整，以減少類似載荷下的后續(xù)應(yīng)變，或低于最小有效應(yīng)變下限的應(yīng)變[12]。而全身振動有施加應(yīng)力，增加肌肉收縮和外周循環(huán)等功能，因此也被研究用于治療骨質(zhì)疏松的患者。

2019 年的一項研究表明，在對絕經(jīng)后骨質(zhì)疏松癥的女性患者進(jìn)行為期12 個月的多頻振動聯(lián)合甲狀旁腺激素治療后，骨質(zhì)疏松改善的效果明顯好于單獨(dú)使用甲狀旁腺激素治療的患者[13]。2014 年Calendo 等[14]探討了全身振動治療對于絕經(jīng)后女性骨質(zhì)疏松癥的影響，結(jié)果表明全身振動治療可增加肌肉活動，使其腰椎及臀部骨密度有顯著增加。而全身振動對于腦癱患兒的治療過程中，也發(fā)現(xiàn)全身振動組的腦癱患兒股骨的骨密度有明顯的改善，因?yàn)椴⑽窗l(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)中腦癱患兒下肢肌肉強(qiáng)度的改善與股骨密度改善有明顯聯(lián)系，研究人員推測，這種改善的機(jī)制可能與肌肉和骨骼血液循環(huán)增加以及提供營養(yǎng)增多有關(guān)[9]。這些研究均表明全身振動治療對于肌肉運(yùn)動功能的影響間接地增加了骨骼的載荷，而肌肉收縮也促進(jìn)骨骼血液循環(huán)，還可以增加骨骼的營養(yǎng)，由此影響骨密度的變化。

（三）膝關(guān)節(jié)炎

膝關(guān)節(jié)炎是一種以退行性病理改變?yōu)榛A(chǔ)的疾患，以膝部酸痛、膝關(guān)節(jié)腫脹、膝關(guān)節(jié)彈響為主要癥狀，膝關(guān)節(jié)僵硬、發(fā)冷也是膝關(guān)節(jié)炎的癥狀，在勞累、受涼或外傷后加重，嚴(yán)重者會發(fā)生活動受限。Wang 等[15-16]與Sim?o 等[17]發(fā)表的3 項隨機(jī)對照試驗(yàn)的結(jié)果表明，全身振動治療應(yīng)用于膝關(guān)節(jié)炎患者的治療，在病程中期對患者的下肢功能運(yùn)動有明顯改善作用，但對于短期及中長期的疼痛及短期功能并無明顯改善，對于長期功能影響則缺乏研究。

這些對于功能方面的影響，可能來自于全身振動治療對于患者下肢肌肉功能的改善。疼痛是膝關(guān)節(jié)炎的主要癥狀，之后會因?yàn)樘弁?、關(guān)節(jié)腫脹變形逐漸影響膝關(guān)節(jié)的運(yùn)動功能。研究表明，全身振動療法對于膝關(guān)節(jié)疼痛的緩解無效果，但是該方法對于膝關(guān)節(jié)周圍肌肉的運(yùn)動表現(xiàn)有促進(jìn)作用，因此全身振動治療可以用于膝關(guān)節(jié)炎后運(yùn)動功能下降的預(yù)防及治療。

（四）Ⅱ型糖尿病

Ⅱ型糖尿病主要發(fā)病人群為中老年人，因遺傳或環(huán)境因素（如肥胖、體力不足）誘發(fā)導(dǎo)致的，是一種胰島素分泌不足或不能正常發(fā)揮作用的疾病。患者除了需要進(jìn)行胰島素治療以外還需要進(jìn)行體育鍛煉來控制體質(zhì)量，達(dá)到理想體質(zhì)量的部分患者甚至可以減少或者停止胰島素的使用。因此對于Ⅱ型糖尿病患者，可通過全身振動治療進(jìn)行體脂的控制。2013年Sa?udo 等[18]對Ⅱ型糖尿病患者進(jìn)行12 周的全身振動治療后，患者體循環(huán)血流量增加，體質(zhì)量及體脂率下降明顯，因此研究者認(rèn)為全身振動治療是增加腿部血液流動和減少Ⅱ型糖尿病患者脂肪的有效手段[18]。而2015 年Yin 等[19]研究表明進(jìn)行全身振動治療(30 Hz，3 mm)1 周后，明顯改善了小鼠的HbA1c 水平，因此每日進(jìn)行短時間的全身振動治療可以有效控制Ⅱ型糖尿病小鼠的血糖水平。

目前研究證明相對于傳統(tǒng)的體育鍛煉，全身振動治療同樣可以達(dá)到控制體質(zhì)量及血糖的效果。日常花費(fèi)大量時間和精力的體育鍛煉導(dǎo)致患者依從性較差，而時間短且方便的全身振動治療則改善了這一問題，因此使用全身振動輔助治療Ⅱ型糖尿病患者，可能提高患者的控制體質(zhì)量治療的依從性，達(dá)到更好的療效。

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（五）全身振動治療于其他領(lǐng)域的使用

2015 年P(guān)ark 等[20]詳細(xì)總結(jié)了全身振動對于身體各個方面的影響，進(jìn)行全身振動治療可以增加肌肉質(zhì)量，減少脂肪，增加肌力，同時影響心血管，心血管產(chǎn)生的慢性適應(yīng)性變化則減少老年人心血管疾病的發(fā)生率，有益于身體健康。

三、全身振動治療的機(jī)制

全身振動治療是一種以振蕩運(yùn)動為特征的機(jī)械刺激，決定其強(qiáng)度的生物力學(xué)參數(shù)是振蕩的振幅、頻率和幅度。振蕩運(yùn)動的程度決定了振動的振幅，振蕩周期的重復(fù)率表示振動的頻率，加速度則表示振動的大小。研究推測，振動對于人體產(chǎn)生的影響方式大致有3 方面。

（1）通過振動刺激肌肉，這種效應(yīng)可能與振動對于肌肉施加的負(fù)荷有關(guān)系。通過振動的加速度帶給肌肉更強(qiáng)的重力負(fù)荷，在正常情況下，每天經(jīng)受重力作用的肌肉能夠保持其運(yùn)動能力。當(dāng)重力負(fù)荷減少時，觀察到肌肉質(zhì)量和肌力顯著減少，相反，當(dāng)重力負(fù)荷增加時，則可以觀察到肌肉質(zhì)量和肌力的增加[21]。那么大能量的全身振動通過施加在人體上的加速度可以增加肌肉載荷提高肌肉的力量，從而影響肌肉在運(yùn)動中的表現(xiàn)能力。

（2）振動的機(jī)械作用使肌肉的長度產(chǎn)生快速而短暫的變化。肌肉中的肌梭也同時在被不斷的快速牽拉，而肌梭長度高頻率的變化則會激活肌梭內(nèi)外的γ 和α 運(yùn)動神經(jīng)元，引發(fā)一種強(qiáng)制的反射性收縮，肌肉的肌電活動在振動治療下變得更加活躍，牽張反射的敏感性也得到了增強(qiáng)，同時刺激了本體感覺感受器[22]。而振動治療后神經(jīng)肌肉功能的急性增強(qiáng)則與牽張反射的敏感性增強(qiáng)有一定關(guān)系[23]。

（3）振動治療對于本體感受器的刺激及向上傳導(dǎo)的同時也增加了大腦部分區(qū)域的興奮性，改善了神經(jīng)肌肉控制能力，從而改善人體運(yùn)動表現(xiàn)[23]。

也有研究報道，進(jìn)行全身振動治療后，外周血管的血流量增加，而對于運(yùn)動后充血的研究表明，這種血流量的增加可能會隨著肌肉的收縮而釋放大量的包括鉀、腺苷和一氧化氮等物質(zhì)[24]。

全身振動療法對于人體的影響是多方面的，既對骨骼肌產(chǎn)生直接影響，又可通過神經(jīng)調(diào)節(jié)下行控制肌肉運(yùn)動表現(xiàn)的改善，還可間接通過肌肉運(yùn)動表現(xiàn)改善去影響外周血管的血液循環(huán)，產(chǎn)生對于骨骼密度、內(nèi)分泌系統(tǒng)及心腦血管的影響。

四、不良反應(yīng)

全身振動治療法也存在一些安全隱患，研究者在看到全身振動治療對腦癱患兒產(chǎn)生有益作用的同時，也對于這項新興療法長期治療后對于腦癱患兒是否會產(chǎn)生不良的影響發(fā)出了疑問[9]。

2018 年Monazzam 等[25]對于44 名受試者進(jìn)行12 個試驗(yàn)步驟，在XY 3 個軸向進(jìn)行4 次不同的振動加速度，同時增加3 種不同的光照強(qiáng)度，研究結(jié)果證明，增加的振動加速度明顯增加了受試者的不適感及心率。2016 年一項由14 例腦卒中患者參與的試驗(yàn)表明，10 Hz 的振動頻率會影響腦卒中患者在搖擺姿勢時候的身體控制，而40 Hz 的振動頻率則會加大患者在靜止站立時搖擺，由此得出結(jié)論，全身振動治療在臨床上對于腦卒中患者身體姿勢控制可能會有不良影響，因此要謹(jǐn)慎使用[26]。

五、爭議

全身振動療法在被應(yīng)用于各種疾病康復(fù)治療，被論證有效的同時，也有研究提出不同的看法。因此全身振動治療對于諸多領(lǐng)域的應(yīng)用研究仍存在爭議，療效還有待進(jìn)一步的研究。

2015 年Lu 等[27]對于7 項包括298 例腦卒中患者的隨機(jī)對照試驗(yàn)(159 例患者在實(shí)驗(yàn)組接受WBV 訓(xùn)練，139 例患者在沒有振動的情況下或在對照組中進(jìn)行相同的鍛煉，或在對照組中使用“安慰劑”振動平臺)進(jìn)行分析，結(jié)果提示全身振動治療對于慢性腦卒中患者的力量、平衡及步態(tài)表現(xiàn)均無任何明顯益處。2015 年Yang 等[28]對于包括271 例參與者在內(nèi)的8項隨機(jī)試驗(yàn)共9 篇文章進(jìn)行了Meta 分析，得出了全身振動治療對于腦卒中患者平衡功能影響并沒有確實(shí)的證據(jù)，而且對于患者步行能力及步態(tài)的影響結(jié)果并不明確的結(jié)論。2013年Marín 等[29]報道全身振動治療對于腦卒中患者的平衡及肌肉能力的影響的研究，結(jié)果顯示全身振動對于腦卒中患者的下肢肌肉及平衡能力表現(xiàn)并無影響。2012 年由Brog?rdh 等[30]進(jìn)行的一項雙盲研究，對于31 例腦卒中患者隨機(jī)分組進(jìn)行6周全身振動治療后，表明常規(guī)的振動治療相對于對照組并不能對患者的肌肉力量、平衡、肌張力、步行能力、步態(tài)有明顯改善。2019 年Marín-Cascales 等[31]進(jìn)行的一項關(guān)于全身振 動治療與多成分訓(xùn)練對于絕經(jīng)后婦女骨質(zhì)疏松治療的對比顯示，在24 周的持續(xù)治療后，二者均可減少患者的骨質(zhì)流失程度，但二者對比差異并無統(tǒng)計學(xué)意義。2016 年Zhang 等[32]對154 例Ⅱ型糖尿病患者的研究進(jìn)行了回顧，結(jié)果認(rèn)為全身振動治療對于Ⅱ型糖尿病患者的肌肉力量及平衡可能具有積極影響，沒有足夠的證據(jù)支持整個全身振動治療對Ⅱ型糖尿病患者的身體功能有好處，需要進(jìn)行更大規(guī)模和更高質(zhì)量的試驗(yàn)以獲得更為準(zhǔn)確的結(jié)論。

六、小結(jié)

全身振動治療作為一種新興的無創(chuàng)治療，在臨床上具有彌補(bǔ)或輔助其他治療方法的作用與潛力。目前國內(nèi)外對于全身振動治療各類疾病的療效得到肯定，但是治療時選用的頻率、治療時間和患者采用姿勢尚存爭議，也有研究對全身振動治療的療效持反對意見，目前該療法循證醫(yī)學(xué)證據(jù)不足，對于全身振動治療的不良反應(yīng)及安全性沒有明確。未來主要的研究方向應(yīng)當(dāng)在于進(jìn)一步確定全身振動治療的機(jī)制及原理，確定該療法的有效性及安全性，并可根據(jù)治療機(jī)制及原理拓寬治療病種。

利益沖突所有作者均聲明不存在利益沖突