基于經(jīng)筋理論的腦卒中后下肢功能障礙生物力學(xué)研究進(jìn)展*

林家宇 孫書(shū)勤

下肢功能障礙是腦卒中最常見(jiàn)后遺癥之一，研究顯示，63%的腦卒中患者在早期無(wú)法獨(dú)立行走[1]，且在接受臨床和康復(fù)治療后，仍有22%患者無(wú)法行走[2]。下肢功能障礙對(duì)日常生活活動(dòng)有很大影響，如站立和行走，所以偏癱一側(cè)的下肢康復(fù)對(duì)卒中患者非常重要，了解下肢功能障礙的相關(guān)機(jī)制，對(duì)其進(jìn)行生物力學(xué)研究有利于指導(dǎo)下肢康復(fù)治療。經(jīng)筋理論是傳統(tǒng)中醫(yī)理論的重要組成部分，它對(duì)人體的運(yùn)動(dòng)力線進(jìn)行了深入的總結(jié)和描述，反映了相關(guān)運(yùn)動(dòng)肌群的空間位置和功能特點(diǎn)。將傳統(tǒng)中醫(yī)學(xué)的經(jīng)筋理論與現(xiàn)代生物力學(xué)理論相結(jié)合對(duì)腦卒中后偏癱的治療進(jìn)展目前研究較少，對(duì)其進(jìn)行深入分析，對(duì)于明確康復(fù)治療的重點(diǎn)、優(yōu)化康復(fù)治療方案具有重要的意義。

1 淺談經(jīng)筋

1.1 經(jīng)筋的概念 經(jīng)筋理論大約形成于戰(zhàn)國(guó)及秦漢之際[3]，早在《陰陽(yáng)十一脈灸經(jīng)》和《足臂十一脈灸經(jīng)》中就提出“經(jīng)絡(luò)”，但無(wú)經(jīng)脈和絡(luò)脈的提法，是經(jīng)筋的雛形[4]。在《說(shuō)文解字》中，記載著古代人民對(duì)經(jīng)筋生理功能的早期認(rèn)知，后隨著古代醫(yī)家不斷積累前人經(jīng)驗(yàn)及在臨床中付諸實(shí)踐，經(jīng)筋理論體系也在逐步完善，最終在以《靈樞·經(jīng)筋》為主的篇文中得以呈現(xiàn)。張介賓曾日：“愚按十二經(jīng)脈之外而復(fù)有所謂經(jīng)筋者，何也?蓋經(jīng)脈營(yíng)行表里，故出入臟腑，以次相傳。”它是一個(gè)由十二經(jīng)脈和附著在十二經(jīng)脈上的筋骨之氣濡養(yǎng)的系統(tǒng)，并有“筋與脈并為系”之說(shuō)。

1.2 經(jīng)筋的作用 十二經(jīng)筋具有連接全身，保持人體一定形態(tài)的功能，它與經(jīng)脈相輔相成，將人體構(gòu)成一個(gè)有機(jī)的整體。其次，經(jīng)筋具有約束保護(hù)骨骼、維持關(guān)節(jié)活動(dòng)，以及配合骨骼起到維持人體站立和運(yùn)動(dòng)的功能，即“宗筋主束骨而利機(jī)關(guān)也”。此外，十二經(jīng)筋及其相應(yīng)的筋肉組織充盈于肌表與臟腑之間，亦能固護(hù)肌表、抵御外邪，來(lái)保護(hù)內(nèi)臟、經(jīng)絡(luò)及全身的組織和器官，起到衛(wèi)外護(hù)內(nèi)的作用。

1.3 十二經(jīng)筋與十二生物力線 現(xiàn)代醫(yī)學(xué)認(rèn)為，人體的每項(xiàng)運(yùn)動(dòng)，都不是由單塊肌肉來(lái)完成的，而是由一條主動(dòng)肌肉同時(shí)傳遞和收縮，這些肌肉的起始點(diǎn)連接在一起，形成一條運(yùn)動(dòng)力線，這與《靈樞·經(jīng)筋》中所描述的十二經(jīng)筋從四肢末到頭身的整體描述是一致的，也符合薛立功等[5]的研究所發(fā)現(xiàn)：十二經(jīng)筋是古人運(yùn)用當(dāng)時(shí)解剖學(xué)知識(shí)，用當(dāng)時(shí)的醫(yī)學(xué)術(shù)語(yǔ)，以十二條運(yùn)動(dòng)力線為綱，對(duì)人體韌帶學(xué)、肌學(xué)及其附屬組織生理和病理規(guī)律的概括和總結(jié)。就人體的功能作用而言，經(jīng)筋系統(tǒng)可以相當(dāng)于現(xiàn)代醫(yī)學(xué)之運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的力線，因此，基于經(jīng)筋理論，對(duì)腦卒中偏癱患者進(jìn)行下肢生物力學(xué)研究有重要意義。

2 以經(jīng)筋理論指導(dǎo)腦卒中后偏癱康復(fù)治療的理論依據(jù)

腦卒中后所致的運(yùn)動(dòng)障礙則與經(jīng)筋所司的運(yùn)動(dòng)功能密切相關(guān)。經(jīng)筋的臨床證候多為經(jīng)筋受外邪、外力受傷、機(jī)體應(yīng)力病變、經(jīng)筋體系自身疼痛反射、肌筋膜牽引等作用下，所產(chǎn)生經(jīng)筋病變的臨床表現(xiàn)。《靈樞·經(jīng)筋》有言曰，“經(jīng)筋之病，寒則反折筋急，熱則筋弛縱不收，陰痿不用。陽(yáng)急則反折，陰急則俯不伸?！惫盼乃^“經(jīng)筋之病”，是指各經(jīng)筋所經(jīng)之處出現(xiàn)病變所表現(xiàn)的外周病候和臟腑危癥。經(jīng)筋之病癥候表現(xiàn)主要有兩類(lèi)，一類(lèi)為筋急，其臨床表現(xiàn)為經(jīng)筋組織出現(xiàn)強(qiáng)直、扭轉(zhuǎn)、痙攣等；一類(lèi)為筋縱，以經(jīng)筋、肌肉組織松弛、肢體萎廢等為臨床表現(xiàn)，這與腦卒中偏癱許多癥狀相吻合?！毒霸廊珪?shū)》云“凡非風(fēng)口眼歪斜，半身不遂，及四肢無(wú)力，掉搖拘攣之屬，皆筋骨之病也”，也指出腦卒中后偏癱也歸屬于“經(jīng)筋病”范疇之內(nèi)，是經(jīng)筋損傷的表現(xiàn)。

3 以現(xiàn)代生物力學(xué)方法對(duì)經(jīng)筋理論指導(dǎo)腦卒中后康復(fù)治療進(jìn)行評(píng)估

目前中西醫(yī)結(jié)合康復(fù)訓(xùn)練在康復(fù)治療中廣泛應(yīng)用，以經(jīng)筋理論指導(dǎo)臨床康復(fù)治療也取得了良好的效果，但是經(jīng)筋理論臨床應(yīng)用療效評(píng)價(jià)機(jī)制欠缺，需要一種現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的評(píng)價(jià)方法對(duì)其進(jìn)行評(píng)估及對(duì)其內(nèi)在機(jī)制進(jìn)行進(jìn)一步研究。隨著表面肌電、逆向動(dòng)力學(xué)等現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)研究的發(fā)展，步態(tài)的研究從借助肉眼觀察的定性分析，到生物力學(xué)的定量分析，越來(lái)越重視下肢的精細(xì)化定量分析，這能為經(jīng)筋理論指導(dǎo)臨床康復(fù)治療提供更加精確的量化數(shù)據(jù)依據(jù)，對(duì)揭示其內(nèi)在機(jī)制，歸納此類(lèi)生物力學(xué)規(guī)律有重要意義[6]?；诮?jīng)筋理論，對(duì)腦卒中偏癱患者進(jìn)行下肢生物力學(xué)研究可以從運(yùn)動(dòng)學(xué)機(jī)制、動(dòng)力學(xué)機(jī)制和肌電學(xué)機(jī)制來(lái)進(jìn)行評(píng)估和闡述[7]。

3.1 運(yùn)動(dòng)學(xué)機(jī)制 近些年來(lái)，國(guó)內(nèi)外研究表明，腦卒中患者偏癱步態(tài)運(yùn)動(dòng)學(xué)機(jī)制包括時(shí)間及空間特征的異常。文獻(xiàn)[8]顯示，腦卒中偏癱患者與健康人相比較，在前者中，雙側(cè)單足支撐期和擺動(dòng)期都明顯短于健康人，而雙側(cè)支撐期和步態(tài)周期都明顯長(zhǎng)于正常行走。步長(zhǎng)、步速、步寬、步頻等步態(tài)基本時(shí)間參數(shù)，在腦卒中偏癱患者中也出現(xiàn)特征性改變[9]。一些先前研究結(jié)果也表明偏癱患者的步寬加大，步長(zhǎng)、步幅縮短，步頻、步速降低[10-11]。Carmo 等[12]選擇14 例腦卒中偏癱患者作為試驗(yàn)組，7 例正常健康中老年人作為對(duì)照組，研究受試者步行時(shí)髖、膝、踝關(guān)節(jié)在三個(gè)運(yùn)動(dòng)平面（矢狀面、冠狀面和橫截面）的最大、最小和平均運(yùn)動(dòng)范圍及連續(xù)角度變量。結(jié)果提示受影響的下肢的空間參數(shù)存在明顯的運(yùn)動(dòng)學(xué)差異，其主要改變是：踝關(guān)節(jié)、膝關(guān)節(jié)和髖關(guān)節(jié)的屈/伸運(yùn)動(dòng)量減少，髖關(guān)節(jié)和膝關(guān)節(jié)的屈曲角度降低，髖關(guān)節(jié)外展角度增大。毛玉瑢等[13]選擇20 例腦卒中偏癱患者，16 例正常健康中老年人，在擺動(dòng)階段和站立階段，選取髖關(guān)節(jié)、膝關(guān)節(jié)和踝關(guān)節(jié)矢狀面的屈伸峰值作為空間參數(shù)的指標(biāo)，該研究結(jié)果顯示，偏癱患者髖關(guān)節(jié)伸展、膝關(guān)節(jié)屈曲及踝關(guān)節(jié)背伸和跖屈明顯受限。此外，徐光青等[14]研究也有相同發(fā)現(xiàn)。以上研究表明腦卒中偏癱患者步行時(shí)步態(tài)具有不穩(wěn)定、步速較慢、左右下肢關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)角度和步態(tài)參數(shù)的不對(duì)稱(chēng)及耗能的增加等特征[15]。

3.2 動(dòng)力學(xué)機(jī)制

3.2.1 肌無(wú)力 研究表明，主動(dòng)肌無(wú)力是導(dǎo)致腦卒中患者下肢功能障礙的重要因素[16-18]。Souissi 等[19]對(duì)9 例腦卒中偏癱患者和9 例健康人進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)和肌電圖測(cè)量，利用逆向動(dòng)力學(xué)，通過(guò)肌電圖驅(qū)動(dòng)模型完成對(duì)下肢肌肉力量的評(píng)估。結(jié)果顯示與健康對(duì)照組相比，患側(cè)下肢在制動(dòng)和推進(jìn)階段由足底屈肌和股四頭肌產(chǎn)生的肌力較低，但在推進(jìn)階段由膝屈肌產(chǎn)生的肌力較高；而健側(cè)下肢在推進(jìn)階段膝屈肌和股四頭肌及擺動(dòng)階段足底屈肌產(chǎn)生的肌力更大。這與先前Higginson 等[20]研究結(jié)果相似，說(shuō)明偏癱患者步行過(guò)程中，患側(cè)足底屈肌和股四頭肌肌力減弱，健側(cè)的肌肉顯示出代償性的力量增加以促進(jìn)負(fù)重，并適當(dāng)?shù)叵蚯罢{(diào)整重心，這是機(jī)體的一種補(bǔ)償策略。Sekiguchi 等[21]與Cheng 等[22]研究也發(fā)現(xiàn)腦卒中患者偏癱側(cè)脛骨前肌肌電活動(dòng)明顯減少，然而，健側(cè)的脛骨前肌和股四頭肌的肌電振幅顯著升高。該研究表明，腦卒中偏癱患者在行走過(guò)程中，患側(cè)肌肉力量減弱，特別是患側(cè)脛骨前肌肌力較弱，健側(cè)肌肉代償性激活來(lái)協(xié)助完成步行，防止跌倒。

3.2.2 肌肉痙攣 痙攣是肌張力亢進(jìn)的一種特殊形式，是一種運(yùn)動(dòng)障礙，通常是由于肢體被動(dòng)屈伸運(yùn)動(dòng)時(shí)牽拉反射的興奮性增加而引起的，即被動(dòng)運(yùn)動(dòng)時(shí)阻力過(guò)大。Urban 等[23]對(duì)腦卒中后痙攣的發(fā)生率做了一項(xiàng)前瞻性研究，對(duì)301 例腦卒中患者，在急性期和6 個(gè)月后這兩個(gè)時(shí)間段，對(duì)肌肉張力的程度和模式、Barthel 指數(shù)和歐洲五維健康量表（EQ-5D）評(píng)分進(jìn)行評(píng)估。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在卒中后6 個(gè)月痙攣發(fā)生率為42.6%。研究表明，腦卒中對(duì)步態(tài)表現(xiàn)最重要的直接損傷除肌肉力量減弱外，還有在發(fā)病幾周后，可能出現(xiàn)兩種進(jìn)一步的損害，即痙攣和肌肉機(jī)械性能的改變導(dǎo)致肌肉群的異常伸展性。孫棟等[24]選取26 例腦卒中恢復(fù)期患者進(jìn)行膝關(guān)節(jié)伸、屈肌群最大隨意等長(zhǎng)收縮（maximum voluntary isometric contraction，MIVC）時(shí)，測(cè)量股直肌、股二頭肌表面肌電信號(hào)，計(jì)算積分肌電值（integrated EMG，IEMG）。IEMG 值是肌肉收縮時(shí)運(yùn)動(dòng)單元在單位時(shí)間內(nèi)總放電量，可以用來(lái)反映實(shí)時(shí)肌肉狀態(tài)[25]。結(jié)果顯示，MIVC 狀態(tài)下，膝伸展時(shí)主動(dòng)肌健側(cè)IEMG 大于患側(cè)，拮抗肌健、患側(cè)IEMG 相比無(wú)顯著差異。膝屈曲時(shí)，其主動(dòng)肌健側(cè)IEMG 大于患側(cè)，拮抗肌患側(cè)IEMG 也大于健側(cè)。研究表明，肌肉張力大小與神經(jīng)肌肉的聚集量有關(guān)，肌肉收縮時(shí)肌肉纖維越多，激活的運(yùn)動(dòng)單元放電總量越大，痙攣越明顯。處于恢復(fù)期的腦卒中患者仍存在下肢伸肌群痙攣，考慮下肢肌肉痙攣是由于肌肉過(guò)度激活引起的。

3.2.3 肌肉間協(xié)調(diào)性異常 步行需要肌肉協(xié)調(diào)以支撐身體，保持平衡，中樞神經(jīng)系統(tǒng)可根據(jù)具體的需求來(lái)調(diào)節(jié)肌肉協(xié)調(diào)性。這種協(xié)同作用對(duì)于在功能性活動(dòng)（如步行）期間提供最佳關(guān)節(jié)穩(wěn)定性、良好的運(yùn)動(dòng)精度和能量效率非常重要。共同收縮參數(shù)便是一項(xiàng)能夠反映出這種肌肉間協(xié)調(diào)性的指標(biāo)[26]。Chow等[27]對(duì)腦卒中患者在行走過(guò)程中脛骨前肌—內(nèi)側(cè)腓腸肌的共同收縮指數(shù)（coactivation index，COI）進(jìn)行了計(jì)算和分析，研究發(fā)現(xiàn)健側(cè)和患側(cè)COI 在整個(gè)支撐相、雙支撐相階段均明顯高于正常人群，終末雙支撐相期患側(cè)COI 值明顯高于正常人群，研究表明偏癱患者患側(cè)肌肉存在協(xié)調(diào)性異常，COI 的增加是為了代償患者平衡能力和跖屈肌力量的缺失。這一研究結(jié)果與先前Kitatani 等[28]研究結(jié)果相似。

竇祖林等[29]選擇18 例慢性腦卒中患者和18例健康人作為研究對(duì)象，利用表面肌電圖記錄受試者下肢主動(dòng)膝關(guān)節(jié)屈伸運(yùn)動(dòng)時(shí)下肢肌肉表面肌電信號(hào)，并將運(yùn)動(dòng)過(guò)程中及最大等長(zhǎng)收縮運(yùn)動(dòng)時(shí)均方根值（root mean square，RMS）標(biāo)準(zhǔn)化算得標(biāo)準(zhǔn)化均方根值（standard root mean square，stRMS）用于評(píng)估肌肉激活相對(duì)水平，同時(shí)計(jì)算協(xié)同收縮率（cocontraction ratio，CR）。結(jié)果顯示，伸膝時(shí)，患者組偏癱側(cè)股直肌的stRMS 比健側(cè)和對(duì)照組顯著升高，且該肌肉失去正常收縮-放松模式，而偏癱側(cè)股內(nèi)側(cè)肌、股外側(cè)肌stRMS 升高，但仍維持正常收縮-放松模式；屈膝時(shí)，偏癱側(cè)股二頭肌、半腱半膜肌stRMS 升高。偏癱側(cè)大腿CR 值在屈膝過(guò)程中升高。研究結(jié)果表明，腦卒中患者的下肢膝關(guān)節(jié)屈伸運(yùn)動(dòng)存在異常的肌肉協(xié)調(diào)活動(dòng)。這一結(jié)果與文獻(xiàn)[30]結(jié)果類(lèi)似，研究結(jié)果分析可知，偏癱肢體在完成同一動(dòng)作時(shí)，需要聚集更多肌纖維收縮來(lái)完成，存在肌肉協(xié)調(diào)性的異常。Yuan 等[31]通過(guò)研究腦卒中患者行走時(shí)下肢肌肉的共收縮，發(fā)現(xiàn)肌肉的異常激活模式會(huì)導(dǎo)致肌肉之間收縮的不協(xié)調(diào)性，從而降低腦卒中患者行走時(shí)步態(tài)的穩(wěn)定性及效率。

通過(guò)以上研究結(jié)果可知，腦卒中患者在步行中健患兩側(cè)下肢肌肉的協(xié)調(diào)性存在較大的差異，各階段均存在患側(cè)下肢肌肉間收縮不協(xié)調(diào)現(xiàn)象，隨著下肢運(yùn)動(dòng)功能的恢復(fù)，其患側(cè)下肢肌肉協(xié)調(diào)性可得到逐漸改善。

3.3 肌電學(xué)特征與運(yùn)動(dòng)學(xué)特征相關(guān)性分析 表面肌電信號(hào)是肌肉活動(dòng)中產(chǎn)生的生物電變化經(jīng)表面肌電設(shè)備引導(dǎo)、放大、顯示和記錄所獲得的一維電壓時(shí)間序列信號(hào)，可以反映肌肉功能和活動(dòng)情況[32]。肌肉活動(dòng)為步行運(yùn)動(dòng)提供動(dòng)力，因此步態(tài)的異常與肌肉活動(dòng)的異常通常有著密切的關(guān)聯(lián)[33]。Clark 等[34]以50 例腦卒中患者和20 例健康人為試驗(yàn)對(duì)象，比較了腦卒中患者在行走過(guò)程中的運(yùn)動(dòng)參數(shù)和表面肌電信號(hào)與正常人之間的差別。研究利用運(yùn)動(dòng)分析系統(tǒng)，記錄受試者的運(yùn)動(dòng)資料，利用遙測(cè)肌電采集技術(shù)，分別測(cè)量下肢肌肉的肌電信號(hào)。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中計(jì)算運(yùn)動(dòng)完成時(shí)間、地面行走速度變化、步幅不對(duì)稱(chēng)性等運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)及肌肉激活時(shí)間、肌電幅度指標(biāo)等肌電參數(shù)，此研究還對(duì)患者運(yùn)動(dòng)學(xué)及肌電學(xué)進(jìn)行了Spearman 相關(guān)性分析，結(jié)果顯示肌群肌電協(xié)同分析結(jié)果與運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)也存在明顯的相關(guān)性。這項(xiàng)研究表明，異常的肌肉協(xié)同活動(dòng)與受損的生物力學(xué)輸出之間存在聯(lián)系，腦卒中偏癱患者在行走時(shí)行走不對(duì)稱(chēng)，步態(tài)穩(wěn)定性較差，這與其下肢肌肉的協(xié)調(diào)性異常及關(guān)節(jié)屈伸受限有很大關(guān)系。

紀(jì)晴[35]對(duì)22 例腦卒中偏癱患者和20 例健康對(duì)照人員在步行試驗(yàn)時(shí)同步采集其運(yùn)動(dòng)學(xué)及表面肌電數(shù)據(jù)，研究將所需肌電協(xié)同數(shù)量下的信息重構(gòu)率與運(yùn)動(dòng)學(xué)特征步長(zhǎng)對(duì)稱(chēng)性做了線性擬合，肌電協(xié)同重構(gòu)率與步長(zhǎng)對(duì)稱(chēng)性的平均擬合斜率為0.92，95%CI（0.84，0.99），也說(shuō)明兩者之間存在相關(guān)性。

以上研究表明，腦卒中偏癱患者步態(tài)中的異常運(yùn)動(dòng)模式可由實(shí)時(shí)同步的相關(guān)肌肉的異常肌電特征來(lái)解釋[36]?？梢苑治霎惓＜‰姅?shù)據(jù)和異常運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)之間的相關(guān)性，并與臨床癥狀相結(jié)合，以確定患者下肢功能障礙的主要原因，進(jìn)而有針對(duì)性地指導(dǎo)臨床治療。

4 經(jīng)筋理論對(duì)腦卒中后偏癱康復(fù)治療的指導(dǎo)意義

經(jīng)筋療法包括了所有基于傳統(tǒng)經(jīng)筋理論的針刺、推拿、火針、拔罐、針刀、長(zhǎng)圓針、內(nèi)服外敷藥物等各種治療方法[37]。而經(jīng)筋之治則主要包含3 個(gè)方面，一是調(diào)整身體的結(jié)構(gòu)，二為調(diào)整身體力線，三則是調(diào)整身體氣血循環(huán)。身體是一個(gè)整體，牽一發(fā)而動(dòng)全身，任何一個(gè)地方的調(diào)整，都會(huì)影響全身的改變。當(dāng)臟腑虛弱或受到外邪侵襲時(shí)，經(jīng)筋就會(huì)受到損傷，從而出現(xiàn)相應(yīng)癥狀。故而結(jié)合生物力學(xué)，根據(jù)經(jīng)筋的循行特點(diǎn)和病理特點(diǎn)來(lái)指導(dǎo)針灸、推拿及康復(fù)治療，必然會(huì)起到事半功倍的效果。

5 小結(jié)

經(jīng)筋理論對(duì)現(xiàn)代康復(fù)醫(yī)學(xué)、骨科學(xué)、疼痛醫(yī)學(xué)、針灸學(xué)等臨床與學(xué)術(shù)研究具有重要參考價(jià)值?；诮?jīng)筋理論形成的經(jīng)筋療法可調(diào)整人體的陰陽(yáng)氣血平衡，舒筋活絡(luò)，以達(dá)到改善卒中后肢體功能障礙的目的。以經(jīng)筋理論為基礎(chǔ)，透過(guò)生物力學(xué)原理可對(duì)下肢功能障礙進(jìn)行更精準(zhǔn)的定量分析，為臨床治療、康復(fù)提供更精確化的指導(dǎo)。將傳統(tǒng)經(jīng)筋理論與現(xiàn)代生物力學(xué)技術(shù)相結(jié)合在卒中后康復(fù)研究中極具潛力，然而，目前關(guān)于二者結(jié)合的研究體系并不成熟，其機(jī)理研究亦亟待完善。因此，推動(dòng)中醫(yī)學(xué)與康復(fù)醫(yī)學(xué)結(jié)合式發(fā)展，二者互用互鑒，可更好地服務(wù)于臨床。