神經(jīng)肌肉電刺激在老年人下肢肌力改善中的應(yīng)用研究進(jìn)展

馬丹丹，李世云 ，祖曉堋 ，付朝紅

(鄭州市第三人民醫(yī)院a.血液科；b.手術(shù)室；c.護(hù)理部，河南 鄭州 450000)

目前，我國(guó)已經(jīng)步入老齡化社會(huì)[1]。第七次全國(guó)人口普查數(shù)據(jù)顯示，2020年我國(guó)人口老齡化程度已高于世界平均水平(65歲及以上人口占9.3%)[2]。老齡化所帶來(lái)的公共健康問(wèn)題也成為研究者熱切關(guān)心的議題。隨著年齡的增長(zhǎng)，老年人的身體機(jī)能逐漸退化，有研究發(fā)現(xiàn)，個(gè)體在40歲以后，每10 a肌力平均下降5%[3]，到了65歲以后肌力會(huì)加速下降，尤以下肢肌力的退化最為明顯[3-4]。下肢肌力在維持姿勢(shì)平衡過(guò)程中起著不可替代的作用，與人體直立的姿勢(shì)穩(wěn)定有著密切的關(guān)系[5]。下肢肌力減退大大增加老年人跌倒的概率，可導(dǎo)致老年人發(fā)生挫傷、扭傷、骨折甚至危及生命，不僅帶來(lái)巨大經(jīng)濟(jì)損失，還對(duì)老年人的生活質(zhì)量產(chǎn)生嚴(yán)重影響[6]。有研究顯示，老年人的肌肉力量具有良好的可訓(xùn)練性[7]。下肢肌力的鍛煉能夠提高老年人的動(dòng)態(tài)平衡能力，對(duì)于預(yù)防老年人跌倒具有明顯的效果[8]。

神經(jīng)肌肉電刺激(neuromuscular electrical stimulation，NMES)是指利用低頻脈沖電流刺激肢體的神經(jīng)或肌肉，誘導(dǎo)肌肉非自主收縮，從而達(dá)到提高肌肉功能，治療神經(jīng)肌肉疾病的一種物理治療方法[9]。因NMES操作簡(jiǎn)單、成本低、無(wú)創(chuàng)并且能夠明顯改善老年人的下肢肌力功能，提高生活質(zhì)量，逐漸受到研究者的重視[10-11]。目前，歐美國(guó)家中NMES在老年人下肢功能康復(fù)領(lǐng)域的應(yīng)用已較為成熟[12]。我國(guó)在此領(lǐng)域與國(guó)外相比起步較晚，關(guān)于NMES在老年人下肢肌力改善中應(yīng)用的研究也較少。因此，本文對(duì)國(guó)內(nèi)外關(guān)于NMES在老年人下肢肌力改善中的應(yīng)用研究進(jìn)行綜述，以了解NMES在老年人下肢肌力改善中的應(yīng)用現(xiàn)狀，旨在供醫(yī)護(hù)人員為老年人定制下肢肌力鍛煉方案、提高老年人生活質(zhì)量提供借鑒和參考。

1 NMES概述

1.1 NMES的分類作為一種發(fā)展相對(duì)成熟的康復(fù)治療技術(shù)，NMES在臨床應(yīng)用過(guò)程中主要分為2種形式：經(jīng)皮NMES和功能性電刺激[13]。經(jīng)皮NMES是指將電極置于靶肌皮膚表面，通過(guò)低頻電刺激靶肌群使神經(jīng)元去極化，進(jìn)而誘導(dǎo)肌肉產(chǎn)生被動(dòng)收縮，達(dá)到治療或者康復(fù)的目的[14]。經(jīng)皮NMES最早應(yīng)用于臨床疼痛的治療，上世紀(jì)90年代開(kāi)始應(yīng)用于腦卒中的治療康復(fù)中，并取得了良好的效果[14]。功能性電刺激是指用一定強(qiáng)度的低頻脈沖電流通過(guò)預(yù)定程序刺激一組或多組肌肉，誘發(fā)肌肉運(yùn)動(dòng)或模擬正常肌肉自主運(yùn)動(dòng)，達(dá)到改善或恢復(fù)受刺激肌肉功能的目的。在使用功能性電刺激時(shí)，被治療肢體需在解剖上具備完整的神經(jīng)傳導(dǎo)通路，否則難以起到一定的效果[15]。兩種電刺激方法對(duì)改善骨骼肌肌力和耐力均有一定的效果，在臨床康復(fù)治療領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。

1.2 NMES的作用機(jī)制

1.2.1促進(jìn)肌肉蛋白合成，抑制肌肉蛋白分解 有研究顯示，NMES通過(guò)促進(jìn)肌肉蛋白合成及抑制肌肉蛋白分解對(duì)緩解廢用性肌肉萎縮具有明顯益處[16]。NMES可通過(guò)Akt相關(guān)信號(hào)通路增加個(gè)體骨骼肌對(duì)葡萄糖的攝取，還可使肌纖維中激酶(JNK、ERK、P38)的表達(dá)上調(diào)，從而促進(jìn)肌肉蛋白的合成，改善個(gè)體肌力[17]。此外，電刺激還可通過(guò)阻止肌肉萎縮連接酶的表達(dá)，抑制肌肉蛋白分解，延緩個(gè)體肌力減退進(jìn)程[18]。NMES還可通過(guò)促進(jìn)肌肉蛋白合成，抑制肌肉蛋白分解，增強(qiáng)骨骼肌肌力和耐力。

1.2.2阻止肌生成抑制蛋白表達(dá)，減少衛(wèi)星細(xì)胞凋亡 肌生成抑制蛋白可以使個(gè)體的肌生成基因表達(dá)受阻[19]。研究表明NMES可明顯增加被試的肌肉橫截面積以及肌肉濕重，對(duì)個(gè)體下肢肌力改善具有重要作用[18]。另外，在一項(xiàng)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中，研究人員在對(duì)干預(yù)組進(jìn)行電刺激后發(fā)現(xiàn)干預(yù)組被試肌衛(wèi)星細(xì)胞分裂活性增加，說(shuō)明NMES還可能通過(guò)提高衛(wèi)星細(xì)胞的分裂活性起到改善下肢肌力的作用[20]。由此可見(jiàn)，NMES對(duì)下肢肌力的改善可能與阻止肌生成抑制蛋白表達(dá)、凋亡衛(wèi)星細(xì)胞的減少有關(guān)。

1.2.3對(duì)腦可塑性的影響 有研究顯示，對(duì)健康人群的下肢進(jìn)行NMES后，個(gè)體相應(yīng)大腦區(qū)域存在一定的劑量-反應(yīng)關(guān)系，大腦相應(yīng)區(qū)域電活動(dòng)隨著電刺激強(qiáng)度的增加而逐漸增強(qiáng)[21]。還有研究顯示，經(jīng)NMES后，人體大腦皮質(zhì)運(yùn)動(dòng)區(qū)的激活體積增大，大腦皮質(zhì)信號(hào)明顯增強(qiáng)[22]。說(shuō)明NMES對(duì)下肢肌力的改善與腦的可塑性密切相關(guān)。

2 NMES對(duì)老年人下肢肌力的改善效果

2.1 對(duì)下肢活動(dòng)能力的影響隨著年齡的增長(zhǎng)，大部分老年人下肢肌力逐漸衰退，下肢活動(dòng)能力不可避免地受到一定的限制，生活質(zhì)量受到影響。NMES可在一定程度上提高老年人下肢活動(dòng)能力。Caggiano等[23]在愛(ài)荷華大學(xué)醫(yī)院以18例65歲以上的非殘疾男性為研究對(duì)象，開(kāi)啟了一項(xiàng)為期4周的試驗(yàn)，其中干預(yù)組(11例)接受NMES治療(25～50 Hz)，對(duì)照組接受常規(guī)康復(fù)訓(xùn)練。訓(xùn)練前后通過(guò)CybexⅡ和等速肌力測(cè)試系統(tǒng)對(duì)老年人下肢伸肌進(jìn)行最大自主等長(zhǎng)力量測(cè)試。結(jié)果顯示，接受訓(xùn)練后，兩組老年人下肢肌力均明顯改善，下肢活動(dòng)能力均明顯提高，說(shuō)明NMES治療相比于常規(guī)康復(fù)手段，可能對(duì)老年人下肢活動(dòng)能力的改善作用更大。Kern等[24]為研究NMES是否為傳統(tǒng)下肢肌力康復(fù)訓(xùn)練的替代康復(fù)手段，招募了16例老年人(男8例、女8例)進(jìn)行測(cè)驗(yàn)。試驗(yàn)組接受為期6周的NMES康復(fù)訓(xùn)練，前3周每周2次，后3周每周3次；對(duì)照組接受常規(guī)康復(fù)訓(xùn)練。結(jié)果顯示干預(yù)結(jié)束后試驗(yàn)組老年人的下肢活動(dòng)能力較對(duì)照組改善更為明顯。NMES能維持衛(wèi)星細(xì)胞功能，減輕肌肉纖維化，進(jìn)而延緩老年人下肢肌力的衰退[24]。Benavent-Caballer等[25]進(jìn)行的一項(xiàng)關(guān)于NMES的隨機(jī)對(duì)照試驗(yàn)結(jié)果顯示，低強(qiáng)度的NMES聯(lián)合適當(dāng)?shù)倪\(yùn)動(dòng)訓(xùn)練能有效改善老年人的身體素質(zhì)，提高下肢日?；顒?dòng)能力。Amiridis等[26]的研究也證明了此結(jié)論。國(guó)內(nèi)也有研究者針對(duì)NMES對(duì)老年人下肢肌力的作用進(jìn)行了相關(guān)研究。蒙建泓等[27]發(fā)現(xiàn)NMES聯(lián)合中藥穴位導(dǎo)入配合運(yùn)動(dòng)治療老年偏癱患者效果確切，可提高老年人的下肢活動(dòng)能力和生活質(zhì)量。此外，王寧華等[28]也發(fā)現(xiàn)NMES有助于老年人保持下肢肌力。由此可見(jiàn)，NMES是一種能有效提高老年人下肢活動(dòng)能力的臨床康復(fù)手段。

2.2 對(duì)平衡能力的影響平衡能力下降是老年人下肢肌力衰退所造成的負(fù)面結(jié)果之一，大大增加了老年人跌倒的概率。Amiridis等[26]將21名老年人隨機(jī)分為訓(xùn)練組和對(duì)照組，對(duì)照組接受常規(guī)康復(fù)訓(xùn)練，訓(xùn)練組接受NMES治療。干預(yù)結(jié)束后參與者被要求執(zhí)行3個(gè)靜態(tài)平衡任務(wù)：Romberg測(cè)試、單足站立試驗(yàn)、閉目原地踏步。通過(guò)中心前后擺動(dòng)的標(biāo)準(zhǔn)差來(lái)衡量干預(yù)效果。結(jié)果顯示，與對(duì)照組相比，訓(xùn)練組老年人姿勢(shì)擺動(dòng)明顯減少，踝關(guān)節(jié)肌電活動(dòng)增加，踝關(guān)節(jié)的穩(wěn)定性提高。此外，在西班牙的一項(xiàng)研究[25]中，研究者從老年療養(yǎng)院招募了89名老年人，試驗(yàn)組的老年人接受4個(gè)月的NMES康復(fù)訓(xùn)練，對(duì)照組接受常規(guī)干預(yù)。通過(guò)伯格平衡量表評(píng)價(jià)干預(yù)后老年人的平衡能力，結(jié)果顯示試驗(yàn)組老年人平衡能力得分高于對(duì)照組，說(shuō)明NMES可有效提高老年人的平衡能力。NMES能夠改善老年人下肢肌肉或肌群功能，輸出的電流刺激還可在大腦皮質(zhì)形成興奮痕跡，促進(jìn)老年人運(yùn)動(dòng)功能恢復(fù)，進(jìn)而提高平衡能力[29]。以上研究結(jié)果表明，NMES可有效提高老年人的平衡能力。

2.3 對(duì)步態(tài)的影響老年人步態(tài)異常與跌倒的發(fā)生密切相關(guān)[30]，因此評(píng)估NMES對(duì)老年人步態(tài)的影響具有重要意義。在Paillard等[31]的研究中，32名老年人被分為上下樓梯鍛煉組、電刺激組和上下樓梯聯(lián)合電刺激組。采用計(jì)時(shí)起立-行走測(cè)試評(píng)估干預(yù)前后的步態(tài)。結(jié)果顯示，與單純的上下樓梯鍛煉組和電刺激組相比，上下樓梯聯(lián)合電刺激組的老年人步態(tài)改善明顯。此外，兩種方式結(jié)合的康復(fù)鍛煉方法也使老年人的鍛煉積極性提高。國(guó)內(nèi)目前尚缺乏關(guān)于NMES對(duì)老年人步態(tài)影響的相關(guān)研究，但有研究者就NMES對(duì)腦卒中患者步態(tài)的影響做了探討。李秀珍等[32]的研究顯示，NMES療法對(duì)腦卒中偏癱患者的步頻、步幅、步速及步寬的改善效果優(yōu)于常規(guī)組。單沙瑞等[33]的研究也得出了相似的結(jié)論。NMES能夠有效改善老年人的步態(tài)，這對(duì)降低老年人的跌倒風(fēng)險(xiǎn)有著潛在的益處。

3 小結(jié)

NMES作為一種發(fā)展相對(duì)成熟、安全、操作簡(jiǎn)單而又成本低廉的康復(fù)方法，在國(guó)外被廣泛應(yīng)用于老年人下肢肌力的康復(fù)當(dāng)中。NMES對(duì)老年人的下肢活動(dòng)能力、平衡能力和步態(tài)均有一定益處，這對(duì)于在機(jī)構(gòu)環(huán)境和居家環(huán)境中老年人的護(hù)理具有重要意義。但目前的研究具有一定的局限性，如樣本量少、干預(yù)時(shí)間較短、與中醫(yī)理論相結(jié)合的研究較少等。因此，研究者們不斷探討和完善NMES在老年人當(dāng)中的應(yīng)用，并結(jié)合中國(guó)國(guó)情和文化特點(diǎn)，對(duì)NMES加以優(yōu)化，以降低老年人的跌倒發(fā)生率，提高其生活質(zhì)量，此舉有較高的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)效益及推廣應(yīng)用價(jià)值，有助于深入促進(jìn)我國(guó)老年人下肢功能康復(fù)領(lǐng)域的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。