節(jié)律性聽覺刺激對(duì)卒中后步行功能的影響

葛亞麗 曹磊 宋為群

我國成人群體卒中發(fā)病率、死亡率和致殘率均高，70%～80%的卒中患者伴有不同程度的功能障礙[1]。 一半以上的卒中患者表現(xiàn)出步速降低、步態(tài)不對(duì)稱[2]等步行功能障礙，且在住院康復(fù)期間并無明顯改善[3]，造成這種現(xiàn)象的原因可能為缺乏特異性的步態(tài)訓(xùn)練[4]。有證據(jù)表明，卒中后患者的步態(tài)不對(duì)稱以及步行速度等步行功能可能會(huì)逐步惡化[5]。因此，改善步行功能很重要，需針對(duì)卒中后的步行功能開發(fā)新的干預(yù)措施。節(jié)律性聽覺刺激(rhythmic auditory stimulation,RAS)[6]是將聽覺節(jié)奏提示作為一種外部指示信號(hào)來調(diào)整運(yùn)動(dòng)功能，是改善卒中后步行功能障礙的一種新的治療方法。本研究旨在探究聽覺節(jié)律的干預(yù)對(duì)卒中后步行功能障礙的影響及將RAS納入步行訓(xùn)練的臨床可行性。

1 對(duì)象與方法

1.1 對(duì)象

采用前瞻性研究，連續(xù)納入2021年1月至12月于首都醫(yī)科大學(xué)宣武醫(yī)院康復(fù)醫(yī)學(xué)科就診的40例卒中患者，其中男18例，女22例；年齡24～78歲，平均(58±11)歲；左側(cè)偏癱19例，右側(cè)偏癱21例。根據(jù)隨機(jī)數(shù)字表法將40例患者分為對(duì)照組和試驗(yàn)組各20例，兩組患者一般資料差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(均P>0.05)。

納入標(biāo)準(zhǔn)：符合2015年中國腦血管疾病分類中的卒中診斷標(biāo)準(zhǔn)[7]；經(jīng)頭部CT或頭部MRI確診；初次發(fā)病，生命體征平穩(wěn)，意識(shí)清醒，可配合康復(fù)評(píng)估和治療；滿足步行訓(xùn)練條件(站位平衡≥2級(jí)，患側(cè)負(fù)重≥75%)[8]且未行步行訓(xùn)練；Brunnstrom分期[9]≥Ⅳ期，改良Ashworth分級(jí)[10]≤2級(jí)。

排除標(biāo)準(zhǔn)：存在嚴(yán)重的認(rèn)知功能障礙，蒙特利爾認(rèn)知評(píng)估量表(Montreal cognitive assessment,MoCA)≤22分[11]；有嚴(yán)重的言語功能障礙；存在中重度聽力損失[12]；其他影響步態(tài)的損傷或疾病(如帕金森病)。

所有入組患者簽署診療知情同意書。本研究方案經(jīng)首都醫(yī)科大學(xué)宣武醫(yī)院醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)審核批準(zhǔn)(倫理號(hào)：臨研審[2020]046號(hào))。

1.2 方法

兩組患者均接受常規(guī)康復(fù)治療[13]，試驗(yàn)組在對(duì)照組的基礎(chǔ)上增加RAS。

1.2.1常規(guī)康復(fù)治療：(1)偏癱肢體綜合訓(xùn)練，包括肌力訓(xùn)練、轉(zhuǎn)移訓(xùn)練、平衡訓(xùn)練、患側(cè)負(fù)重訓(xùn)練、重心轉(zhuǎn)移訓(xùn)練、步態(tài)訓(xùn)練等，每次治療時(shí)間30 min，2次/d，5 d/周。(2)下肢康復(fù)踏車訓(xùn)練，20 min/次，2次/d，5 d/周。

1.2.2RAS訓(xùn)練：(1)訓(xùn)練前測(cè)出患者的基礎(chǔ)步頻(即患者在自由行走中每分鐘邁出的步數(shù))[14]，重復(fù)測(cè)量3次并取平均值。(2)以超出平均值10%作為節(jié)拍器軟件的節(jié)拍設(shè)置參數(shù)，將步頻輸入節(jié)拍器中。(3)告知患者可以使用任何必要的策略來幫助其找到節(jié)拍，如原地踏步或用手拍腿。(4)一旦他們找到節(jié)拍，患者就開始在訓(xùn)練時(shí)盡可能與其動(dòng)作相匹配，要求患者在進(jìn)行運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練包括仰臥位訓(xùn)練、屈髖、屈膝、踝背屈以及站位重心轉(zhuǎn)移等動(dòng)作訓(xùn)練時(shí)，在治療師引導(dǎo)下使動(dòng)作頻率與節(jié)拍器保持一致，康復(fù)踏車訓(xùn)練時(shí)將踏車速度調(diào)至與節(jié)拍器節(jié)拍保持一致。告知患者，如果失去了節(jié)拍，應(yīng)該在兩次節(jié)拍之間暫停，重新獲得節(jié)拍后再繼續(xù)下一個(gè)動(dòng)作。如果患者多次嘗試后動(dòng)作依然不能與節(jié)拍相匹配，將節(jié)拍器參數(shù)調(diào)整為超出平均值5%作為節(jié)拍器軟件的節(jié)拍設(shè)置參數(shù)。待患者適應(yīng)該頻率時(shí)，可逐步增加節(jié)拍器的頻率至超出平均值10%作為節(jié)拍參數(shù)，每次治療時(shí)間30 min，2次/d，5 d/周。

1.3 評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)

1.3.1Fugl-Meyer下肢運(yùn)動(dòng)功能評(píng)估(Fugl-Meyer assessment：lower extremity,FMA-LE)量表:評(píng)定患者治療前后的運(yùn)動(dòng)功能，總分34分，分?jǐn)?shù)越高表明下肢功能越好[15]。

1.3.2蓋力步(Gaitboter)步態(tài)分析系統(tǒng)：運(yùn)用中國科學(xué)院計(jì)算技術(shù)研究所研制的蓋力步步態(tài)分析系統(tǒng)中的可穿戴采集設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)收集，同時(shí)應(yīng)用相應(yīng)的步態(tài)分析軟件進(jìn)行步態(tài)分析。選取步速(m/s)、步幅時(shí)間(s)和步頻(步/min)評(píng)定患者治療前后的步行能力，步速(m/s)、步幅時(shí)間(s)和步頻(步/min)增大越多，表明患者步行的節(jié)奏和穩(wěn)定性越好，反之越差。選取步長時(shí)間差(∣健側(cè)步長(s)-患側(cè)步長(s)∣)、著地沖擊力差(∣健側(cè)沖擊力(g)-患側(cè)沖擊力(g)∣)作為患者治療前后步態(tài)對(duì)稱性的評(píng)定數(shù)據(jù)，差值越小表明患者步態(tài)越對(duì)稱，反之越不對(duì)稱[16]。

1.3.310 m行走時(shí)間測(cè)試(10 meter walk test，10-MWT)：讓患者以能夠自行控制的速度進(jìn)行直線行走10 m，記錄行走消耗的時(shí)間，患者步行能力越好，所需時(shí)間越短[17]。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

2 結(jié)果

2.1 基本資料比較

兩組患者性別、年齡、身高、患側(cè)差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(均P>0.05)。見表1。

表1 兩組卒中后偏癱患者的基本資料比較

2.2 FMA-LE量表評(píng)分比較

治療前，2組患者FMA-LE量表評(píng)分差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。治療2周后，兩組FMA-LE量表評(píng)分較治療前均明顯提高(均P<0.01)，且試驗(yàn)組FMA-LE量表評(píng)分改善明顯優(yōu)于對(duì)照組(P<0.01)。見表2。

2.3 步行參數(shù)比較

治療前兩組患者步速、步幅時(shí)間、步頻、步長時(shí)間差、著地沖擊力差組間差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(均P>0.05)，治療2周后，兩組患者的步速、步幅及步頻較治療前均有提高，步長時(shí)間差、著地沖擊力差較治療前均減小(均P<0.05)，且試驗(yàn)組步速、步幅及步頻、步長時(shí)間差、著地沖擊力差改善均明顯優(yōu)于對(duì)照組，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(均P<0.05)。見表3～表7。

2.4 10-MWT比較

治療前2組患者10-MWT比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，治療2周后，兩組10-MWT較治療前均有顯著縮短，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(均P<0.01)，且試驗(yàn)組治療前與治療后的10-MWT差值多于對(duì)照組(P<0.05)。見表8。

表2 兩組卒中后偏癱患者康復(fù)治療前后Fugl-Meyer下肢運(yùn)動(dòng)功能量表評(píng)分比較[M(P25，P75)，分]

表3 兩組卒中后偏癱患者康復(fù)治療前后步速比較

表4 兩組卒中后偏癱患者康復(fù)治療前后步幅時(shí)間比較

表5 兩組卒中后偏癱患者康復(fù)治療前后步頻比較步/min)

表6 兩組卒中后偏癱患者康復(fù)治療前后步長時(shí)間差比較[M(P25，P75)，s]

表7 兩組卒中后偏癱患者康復(fù)治療前后著地沖擊力差比較[M(P25，P75)，g]

3 討論

行走障礙是卒中后偏癱遺留的最嚴(yán)重的殘疾之一，行走能力通常在卒中后 12 周恢復(fù)。然而，步行功能的恢復(fù)往往是不完全的，一些特定的步態(tài)問題仍然存在[18]。75%的患者在出院后仍然步行困難，步行速度和距離難以達(dá)到社區(qū)安全步行的要求，主要原因是偏癱患者步態(tài)適應(yīng)性下降，面對(duì)復(fù)雜環(huán)境無法及時(shí)做出相應(yīng)的步態(tài)調(diào)整[19]，主要表現(xiàn)為步速減慢，步長縮短，步幅降低，步寬增大，步態(tài)周期延長[20]。Park和Kim[21]研究結(jié)果表明，步速和步長的改善可以提高卒中患者卒中后的生存質(zhì)量。因此，步行功能的恢復(fù)被列為卒中康復(fù)的首要目標(biāo)[22]。步態(tài)訓(xùn)練中的早期物理治療干預(yù)被認(rèn)為對(duì)于增強(qiáng)卒中后患者的步行功能很有價(jià)值。偏癱患者的物理治療通常在卒中后數(shù)周內(nèi)進(jìn)行，但是偏癱患者的步行訓(xùn)練通常受到時(shí)間(1次/d或2次/d，每次幾分鐘)、空間(在醫(yī)院范圍內(nèi))和成本效益的限制[23]。為了克服這些缺點(diǎn)，RAS作為一種新興的步行訓(xùn)練方法，是促進(jìn)卒中后步行功能恢復(fù)的一種容易適用且安全的方法。

RAS對(duì)步行表現(xiàn)的積極影響是由一個(gè)耦合過程引起的，在這個(gè)耦合過程中，除了節(jié)奏模式和步行運(yùn)動(dòng)程序之外，聽覺信號(hào)通過位于小腦白質(zhì)中部的小腦運(yùn)動(dòng)區(qū)向腹內(nèi)側(cè)髓質(zhì)網(wǎng)絡(luò)投射，激活脊髓神經(jīng)間網(wǎng)絡(luò)，導(dǎo)致重復(fù)的有節(jié)奏的步態(tài)周期[24]。此外，所有運(yùn)動(dòng)的步驟規(guī)劃可能與聽覺反饋密切相關(guān)，聽覺反饋通過影響運(yùn)動(dòng)時(shí)機(jī)、優(yōu)化運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)，在減少反應(yīng)時(shí)間和降低疲勞感的同時(shí)提供反饋信息來發(fā)揮作用[25]。步行時(shí)肢體按一定順序，以相對(duì)恒定的節(jié)奏進(jìn)行重復(fù)運(yùn)動(dòng)。以適當(dāng)節(jié)奏呈現(xiàn)的聽覺節(jié)律可以增強(qiáng)患者的行走能力，因?yàn)榛颊呖梢允顾麄兊倪\(yùn)動(dòng)與節(jié)奏相互協(xié)調(diào)[26]。有節(jié)奏的聽覺刺激可以通過網(wǎng)狀脊髓通路增加脊髓運(yùn)動(dòng)的興奮性神經(jīng)元，從而改善肌肉活動(dòng)[23]。目前關(guān)于RAS改善運(yùn)動(dòng)的腦區(qū)仍不明確。Sherman等[27]研究表明，中腦背側(cè)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)區(qū)域可能參與調(diào)節(jié)個(gè)體的步態(tài)周期。Ozen等[28]認(rèn)為，小腦也參與了節(jié)律的調(diào)節(jié)，當(dāng)內(nèi)源性節(jié)律的頻率與刺激的頻率相匹配，帶動(dòng)了包括小腦在內(nèi)的運(yùn)動(dòng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的節(jié)律性活動(dòng)，導(dǎo)致了人類自然步行節(jié)律的調(diào)節(jié)。

蓋力步步態(tài)分析系統(tǒng)是中國科學(xué)院計(jì)算技術(shù)研究所研制的可穿戴步態(tài)分析設(shè)備，是通過標(biāo)記在位于患者雙側(cè)的大腿外側(cè)中部、小腿外側(cè)中部以及腰椎第二椎體的5個(gè)藍(lán)牙感應(yīng)器采集患者步行時(shí)的各種參數(shù)值。評(píng)定時(shí)讓患者靜止站在水平地面5 s以上采集靜態(tài)數(shù)據(jù)后，囑患者在自然地面上按日常步態(tài)形式直線行走。蓋力步步態(tài)分析系統(tǒng)具有穿戴便捷、對(duì)檢查場(chǎng)地?zé)o特殊要求以及可實(shí)時(shí)獲得步態(tài)參數(shù)等優(yōu)點(diǎn)，并且自然地上行走能更加準(zhǔn)確地評(píng)估步態(tài)節(jié)奏的調(diào)節(jié)。本研究使用蓋力步步態(tài)分析系統(tǒng)對(duì)卒中后步態(tài)參數(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)收集，并利用相應(yīng)的步態(tài)分析軟件對(duì)步速、步幅時(shí)間、步頻、步長時(shí)間差、著地沖擊力差進(jìn)行數(shù)字化評(píng)估分析。步速、步幅和步頻是步行的主要參數(shù)，步速和步幅代表患者的步行能力，步頻代表步行的穩(wěn)定性和下肢控制能力，步長時(shí)間差、著地沖擊力差是評(píng)價(jià)步態(tài)對(duì)稱性的重要參數(shù)。

表8 兩組卒中后偏癱患者康復(fù)治療前后10 m行走時(shí)間測(cè)試比較

本研究結(jié)果顯示，治療2周后，2組患者的步速、步頻、步幅、FMA-LE量表評(píng)分較治療前均有提高，且試驗(yàn)組改善優(yōu)于對(duì)照組；治療后，步長時(shí)間差、著地沖擊力差和10-MWT相比治療前均有減少，且試驗(yàn)組改善優(yōu)于對(duì)照組。本研究結(jié)果與Thaut等[29]和Hamacher等[30]的研究結(jié)果一致，表明RAS可以提高卒中后患者的步行速度、步頻和步幅，縮短步長差和著地沖擊力差，改善卒中后步態(tài)的不對(duì)稱，提高卒中后患者的步行能力。

綜上所述，RAS可有效改善卒中后患者的下肢運(yùn)動(dòng)功能，提高患者步態(tài)的步行速度，改善患者的步態(tài)對(duì)稱性，并且簡(jiǎn)便易行，不受訓(xùn)練場(chǎng)地和康復(fù)器械的限制，不額外增加患者的訓(xùn)練時(shí)間和費(fèi)用，值得臨床應(yīng)用推廣。本研究有一些局限性，如樣本量小，未長期隨訪，不能確定RAS是否有長期效果。因此，進(jìn)一步的對(duì)照研究需要更大樣本量和更長時(shí)間的干預(yù)以確定RAS作為一種行走訓(xùn)練方式的臨床益處。另外蓋力步步態(tài)分析系統(tǒng)可獲取髖膝踝的角度以及足偏角等步行空間參數(shù)和步行時(shí)足底壓力的數(shù)據(jù)，由于目前仍無信度比較[31]，本研究未對(duì)空間參數(shù)和壓力參數(shù)進(jìn)行比對(duì)分析，未來可對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行評(píng)估分析，為偏癱步態(tài)訓(xùn)練提供更精準(zhǔn)的康復(fù)訓(xùn)練。