對側(cè)功能性電刺激與任務(wù)導(dǎo)向性訓(xùn)練不同方式聯(lián)用對腦卒中手功能的影響

張敏杰,金星,孟兆祥,王鑫,王建建,柯明慧

手運(yùn)動(dòng)功能喪失是卒中后常見的功能障礙,降低患者生活獨(dú)立性,甚至給家庭、社會(huì)帶來沉重負(fù)擔(dān)。手腕、手指伸肌在手功能恢復(fù)中扮演重要角色[1-2],且腕指伸肌運(yùn)動(dòng)功能一旦受損將難以復(fù)原。卒中后早期患者腕、指伸展功能殘存狀況可作為推測手功能預(yù)后的一個(gè)有效指標(biāo)[3]。早期的、適宜的腕手伸肌運(yùn)動(dòng)功能訓(xùn)練被認(rèn)為是偏癱手康復(fù)周期中至關(guān)重要的一步[4]。隨著對側(cè)控制型功能性電刺激(contralaterally controlled functional electrical stimulation,CCFES)在腦卒中康復(fù)領(lǐng)域的使用,其有效性與可行性被多位同仁證實(shí)[5-6]。CCFES訓(xùn)練時(shí),通過在健、患側(cè)放置電極,采集到健側(cè)肌肉用力收縮的肌電信號后,根據(jù)健側(cè)肌電信號的強(qiáng)弱控制輸出至患側(cè)電流強(qiáng)度的大小,達(dá)到健患側(cè)同步運(yùn)動(dòng)的效果。任務(wù)導(dǎo)向性訓(xùn)練(task-oriented training,TOT)實(shí)施時(shí),需將動(dòng)作融合到特定的情景任務(wù)中,利用可及、階段化的目標(biāo),實(shí)時(shí)予患者反饋以調(diào)整姿勢避免代償,提高運(yùn)動(dòng)控制水平[7],在改善手功能方面療效突出[8]。但TOT常需患者具備較高的運(yùn)動(dòng)功能,難用于功能較弱的偏癱早期患者[9]。患側(cè)指、腕可在CCFES協(xié)助下實(shí)現(xiàn)與健側(cè)協(xié)同伸展,使TOT應(yīng)用于偏癱早期患者具備可行性。本研究將二者同步、分步聯(lián)合,探知何種方式聯(lián)合更利于增強(qiáng)卒中后手功能。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取2022年6月～2023年2月,在我院康復(fù)醫(yī)學(xué)科住院進(jìn)行康復(fù)的腦卒中患者60例,納入標(biāo)準(zhǔn):均符合1995年第四屆全國腦血管病學(xué)術(shù)會(huì)議制定的腦卒中診斷標(biāo)準(zhǔn),并經(jīng)CT或MRI證實(shí);單側(cè)發(fā)病;生命體征穩(wěn)定,意識清晰;年齡40～80歲;病程1個(gè)月以內(nèi);患者或家屬愿意簽署知情同意書。排除標(biāo)準(zhǔn):進(jìn)展型腦卒中;合并嚴(yán)重心、肺、肝、腎及感染等疾病;嚴(yán)重認(rèn)知障礙及交流障礙而無法配合;體內(nèi)有金屬植入物;卒中前無有其他原因所致運(yùn)動(dòng)功能障礙;肱二頭肌、手腕屈肌群、手指屈肌群肌張力評定改良Ashworth>1+。(倫理委員會(huì)審查批件號:2022ky057)。采用隨機(jī)數(shù)字表法隨機(jī)分為分步組和同步組。2組一般臨床資料比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。見表1。

表1 2組患者一般資料比較

1.2 方法 2組患者常規(guī)治療方案均相同。常規(guī)治療包括物理治療、作業(yè)治療、言語治療等。具體訓(xùn)練內(nèi)容包括:被動(dòng)關(guān)節(jié)活動(dòng)訓(xùn)練、感覺輸入訓(xùn)練、肌張力調(diào)整訓(xùn)練、動(dòng)作誘發(fā)訓(xùn)練、坐位平衡訓(xùn)練、站位平衡訓(xùn)練、日常生活活動(dòng)能力訓(xùn)練等。每次30min,每日1次,每周5d,共4周。①同步組:CCFES與任務(wù)導(dǎo)向性訓(xùn)練同步進(jìn)行:CCFES采用S4生物反饋儀,輸出波形為方波,電流頻率60Hz,脈沖寬度200μs,患者取端坐位,雙上肢放置于桌面。A、B通道的電極分別粘貼于健側(cè)和患側(cè)腕背伸肌運(yùn)動(dòng)點(diǎn),A通道感應(yīng)電極先收集健側(cè)腕關(guān)節(jié)用力背伸時(shí)的肌電信號后旋轉(zhuǎn) B通道電流強(qiáng)度旋鈕使得患側(cè)腕關(guān)節(jié)產(chǎn)生類似的動(dòng)作。預(yù)先設(shè)置完成后,隨即進(jìn)入訓(xùn)練模塊?；颊咦⒁暬紓?cè)腕及手指關(guān)節(jié),根據(jù)設(shè)備發(fā)出的語音提示“收縮”和“放松”,與此同時(shí)伸展手指手腕放下手中球后主動(dòng)或治療師協(xié)助下屈曲雙側(cè)手指關(guān)節(jié)抓緊手中球。一個(gè)CCFES 治療中總共可配合執(zhí)行60次抓松球任務(wù)。過程中囑患者控制雙側(cè)腕及手指,健患側(cè)同步完成抓緊球與放開球的任務(wù)。治療周期為5d/周,1次/d, 20min/次,共治療4周。②分步組:CCFES治療后序貫進(jìn)行任務(wù)導(dǎo)向型訓(xùn)練:CCFES采用S4生物反饋儀,輸出波形為方波,電流頻率60Hz,脈沖寬度200μs?；颊呷《俗?雙上肢放于桌面。A、B通道的電極分別粘貼于健側(cè)和患側(cè)腕背伸肌運(yùn)動(dòng)點(diǎn),A通道感應(yīng)電極先收集健側(cè)腕關(guān)節(jié)背伸肌在用力收縮時(shí)的肌電信號后旋轉(zhuǎn) B通道電流強(qiáng)度旋鈕使得患側(cè)腕關(guān)節(jié)產(chǎn)生類似的動(dòng)作。預(yù)先設(shè)置完成后,隨即進(jìn)入訓(xùn)練模塊?；颊咦⒁暬紓?cè)腕及手指關(guān)節(jié),根據(jù)設(shè)備發(fā)出的語音提示“收縮”和“放松”,配合伸展后主動(dòng)或治療師協(xié)助下屈曲雙側(cè)腕、手指關(guān)節(jié)。過程中囑患者控制雙側(cè)腕及手指努力做同樣的動(dòng)作。在CCFES 治療后,主動(dòng)或協(xié)助下進(jìn)行60次抓松球任務(wù)導(dǎo)向性訓(xùn)練。治療周期為5d/周,1次/d,共治療4周。

1.3 評定標(biāo)準(zhǔn) 分別于訓(xùn)練前、訓(xùn)練后4周采用上肢 Fugl-Meyer 評分法(Fugl-Meyer assessment,FMA)、表面肌電圖(surface electromyography,sEMG)、Wolf運(yùn)動(dòng)功能測試量表(Wolf motor function test,WMFT)、Barhel指數(shù)(Barthel index,BI)對患者上肢功能、手功能及日常生活活動(dòng)能力進(jìn)行評定。康復(fù)評定由2名對分組不知情的康復(fù)科醫(yī)師完成。①FMA:上肢運(yùn)動(dòng)功能部分包括反射、肩、肘、腕、手等9大項(xiàng),33個(gè)小項(xiàng),每小項(xiàng)根據(jù)動(dòng)作完成充分程度得分可為0、1、2分,總積分為66分。評估得分越高代表上肢、腕、手運(yùn)動(dòng)功能越好。② BI:內(nèi)容包括進(jìn)食、修飾、穿衣、大小便控制、如廁、床椅轉(zhuǎn)移、平地步行、上下樓梯,10個(gè)評估項(xiàng)目,總分為100分。得分越高代表生活獨(dú)立程度越高。③sEMG:采用醫(yī)療手腕FlexComp表面肌電分析系統(tǒng)?；颊呷⊙雠P位,前臂旋前,雙上肢自然放于體側(cè)。使用酒精對皮膚做脫脂處理,后平行于腕背伸肌走向,分別于健患側(cè)粘貼電極片。在評估開始前,預(yù)先宣教評定過程及注意事項(xiàng),并囑患者按照指令健患側(cè)同步盡最大努力完成腕背伸動(dòng)作并保持,保持后放松。期間每個(gè)動(dòng)作保持5s,休息5s,總共重復(fù)3次。動(dòng)作完成后,儀器轉(zhuǎn)入分析模式,可獲知患者健、患側(cè)腕背伸肌的肌電均方根值(root mean square,RMS)。由于個(gè)體間的RMS值易受性別、身高、體重等因素影響,無法直接用以比較,所以采用RMS比值=患側(cè)腕背伸肌RMS/健側(cè)腕背伸肌RMS[9],數(shù)值越大,代表腕伸肌運(yùn)動(dòng)功能越好。④ WMFT[10]:包括15個(gè)項(xiàng)目,1～6項(xiàng)簡單的關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng),7～15項(xiàng)為復(fù)合的功能動(dòng)作。每項(xiàng)任務(wù)需在120s內(nèi),否則僅記為1分。具體包括:(側(cè)面)前臂放到桌子;(側(cè)面)前臂由桌子放到盒子;(側(cè)面)在桌面上伸肘;(側(cè)面)在桌面有負(fù)荷伸肘;(正面)手放到桌子;(正面)手由桌子放到盒子;在桌面拉回0.45kg的物體;拿起易拉罐到嘴邊;從桌面拿起鉛筆;從桌面拿起曲別針;疊放3個(gè)棋子;翻轉(zhuǎn)3張紙牌;在鎖中轉(zhuǎn)動(dòng)鑰匙;疊毛巾;提1.35kg籃子到旁邊桌子。對所有動(dòng)作進(jìn)行計(jì)時(shí)和對動(dòng)作質(zhì)量打分。每小項(xiàng)根據(jù)動(dòng)作完成質(zhì)量分6個(gè)等級,最低0分,最高5分,量表總分75分。得分越高,代表上肢及手功能越高。

2 結(jié)果

2組患者治療前組間各項(xiàng)評定差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。治療后2組RMS比值、FMA、WMFT及BI評分均較治療前明顯提高(P<0.01,0.05),且同步組各項(xiàng)評定較分步組更高(P<0.01,0.05)。見表2,表3。

表2 2組FMA和BI評分治療前后比較 分,

表3 2組RMS比值和WMFT評分治療前后比較

3 討論

本研究對60名偏癱患者應(yīng)用CCFES以不同方式聯(lián)合任務(wù)導(dǎo)向性訓(xùn)練進(jìn)行對照研究,經(jīng)治療4周后,同步組、分步組患者FMA、WMFT、患側(cè)腕背伸肌RMS/健側(cè)腕背伸肌RMS及BI均有明顯提高,與分步組相較,同步組各項(xiàng)評定結(jié)果更為優(yōu)異。提示CCFES與任務(wù)導(dǎo)向性訓(xùn)練無論以何種方式聯(lián)合治療均可提高恢復(fù)期偏癱患者手功能,且以同步CCFES和任務(wù)導(dǎo)向性訓(xùn)練更利于偏癱患者功能恢復(fù)。

CCFES訓(xùn)練模式是獨(dú)特的,患側(cè)伸肌的刺激強(qiáng)度和隨后的手腕、指伸展程度是通過采集健側(cè)伸肌肌電信號來控制的[11]。在同步組、分步組訓(xùn)練中患者被協(xié)助同時(shí)伸展雙側(cè)腕指,由此對患側(cè)的刺激與主動(dòng)張開患手的嘗試是一致的,這可以讓患者感覺到他們已經(jīng)重新獲得控制自己患側(cè)腕指伸展的能力。因此,CCFES將運(yùn)動(dòng)意圖與期待的運(yùn)動(dòng)反應(yīng)以及相應(yīng)的感官體驗(yàn)同步。國外文獻(xiàn)報(bào)道沿運(yùn)動(dòng)和感覺通路的神經(jīng)元同步重復(fù)激活利于促進(jìn)突觸重塑、神經(jīng)重組和運(yùn)動(dòng)恢復(fù)[12]。

CCFES對上肢、腕手功能的促進(jìn)還可能通過以下原理:①CCFES訓(xùn)練時(shí)先產(chǎn)生意念后出現(xiàn)動(dòng)作,極大程度使意念與運(yùn)動(dòng)同頻,增強(qiáng)了中樞神經(jīng)活動(dòng)與外周肌肉活動(dòng)的正向聯(lián)系[13];②CCFES通過結(jié)合電刺激與生物反饋,采集健側(cè)肌群肌電信號,刺激患側(cè)肌群,達(dá)到健、患側(cè)同步的雙側(cè)對稱性運(yùn)動(dòng),減少半球間抑制、重建半球間平衡,促進(jìn)患側(cè)肢體功能提升[14-15];③患側(cè)模仿健側(cè)、健側(cè)誘導(dǎo)的CCFES運(yùn)動(dòng)模式有效地將運(yùn)動(dòng)想象貫徹其中[16],使患者觀察到患側(cè)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生視錯(cuò)覺激活鏡像神經(jīng)元[17],提高患側(cè)肢體使用率而減少習(xí)得性廢用[18];④健側(cè)控制患側(cè),患者可較容易地控制運(yùn)動(dòng)節(jié)奏,任務(wù)導(dǎo)向性訓(xùn)練參與成為可能,使得患者得以在訓(xùn)練中再學(xué)習(xí)、學(xué)習(xí)中再訓(xùn)練[19]。

任務(wù)導(dǎo)向性訓(xùn)練是腦卒中后經(jīng)典的訓(xùn)練手段,其過程中強(qiáng)調(diào)主動(dòng)配合,目標(biāo)實(shí)時(shí)反饋于患者,極大程度地調(diào)動(dòng)患者運(yùn)動(dòng)潛能。后期以目標(biāo)適應(yīng)性進(jìn)階,患者根據(jù)自身目標(biāo)完成程度動(dòng)態(tài)調(diào)整運(yùn)動(dòng)輸出,得以糾正姿勢代償,調(diào)整異常肌肉張力,重建正常運(yùn)動(dòng)模式[20]。本研究以誘發(fā)、提高腕指伸肌運(yùn)動(dòng)功能為目標(biāo),將抓松球任務(wù)融合入CCFES訓(xùn)練中,更著重提高遠(yuǎn)端肢體運(yùn)動(dòng)能力,可以提升患者信心、推進(jìn)整體康復(fù)進(jìn)程。

基于腦損傷后神經(jīng)恢復(fù)原理,CCFES與任務(wù)導(dǎo)向性訓(xùn)練同時(shí)聯(lián)用于偏癱患者,較二者單獨(dú)分步應(yīng)用具有以下兩方面優(yōu)勢:一方面:在任務(wù)模式下的中樞-外周、運(yùn)動(dòng)-感覺神經(jīng)通路間高頻的、重復(fù)的同步性,可加速突觸重塑與神經(jīng)重組,起到優(yōu)化患肢運(yùn)動(dòng)功能、運(yùn)動(dòng)控制水平的作用[21]。在CCFES介導(dǎo)下孱弱的偏癱患側(cè)手得以實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)隨意念誘發(fā),使得與任務(wù)導(dǎo)向性訓(xùn)練聯(lián)合切實(shí)可行,意念與運(yùn)動(dòng)高頻重疊有利于提高任務(wù)導(dǎo)向性訓(xùn)練完成度、完成率高。并且良好的雙側(cè)任務(wù)導(dǎo)向性訓(xùn)練完成度得以充分調(diào)動(dòng)受累側(cè)初級運(yùn)動(dòng)區(qū)皮質(zhì)興奮性及促進(jìn)患肢潛在的運(yùn)動(dòng)功能恢復(fù),降低半球間抑制,定向誘導(dǎo)受累側(cè)皮質(zhì)脊髓束連接建立,增強(qiáng)相應(yīng)皮層區(qū)的連接從而推進(jìn)功能的重建[22-25]。此外CCFES提供的訓(xùn)練是可控的,不僅能協(xié)助患者控制電刺激的開始,而且在一定程度上還可主觀控制刺激持續(xù)時(shí)間和刺激強(qiáng)度。CCFES這種可控的特性能調(diào)動(dòng)患者積極性、幫助保持患者注意力集中,有益于康復(fù)療程的推動(dòng)。另一方面:兩者聯(lián)用協(xié)同激活相似的中樞調(diào)控區(qū),可在不延長治療時(shí)間的條件下增強(qiáng)訓(xùn)練效果,有益于縮短康復(fù)周期,減少人力、財(cái)力、物力的投入。初級運(yùn)動(dòng)皮層、輔助運(yùn)動(dòng)皮層、感覺皮層在結(jié)構(gòu)與功能上廣泛聯(lián)系,共同協(xié)調(diào)控制對側(cè)肢體隨意運(yùn)動(dòng)[26]。任務(wù)導(dǎo)向性訓(xùn)練、CCFES 同時(shí)應(yīng)用在腦損傷治療時(shí),在相同的神經(jīng)恢復(fù)通路上協(xié)同地強(qiáng)化激活初級運(yùn)動(dòng)皮層、輔助運(yùn)動(dòng)皮層,增強(qiáng)患側(cè)肢體的靶肌肉應(yīng)答,加速手腕、手指伸展功能康復(fù)[27-28]。所以兩者同步聯(lián)用于卒中后康復(fù)治療,可發(fā)揮協(xié)同作用即可在不延長治療時(shí)間的情況下,更好地提高治療效果。

大多關(guān)于CCFES報(bào)道評定運(yùn)動(dòng)功能變化往往采用徒手肌力評定、Ashworth分級類徒手檢測分級量表[29-30],本研究應(yīng)用表面肌電動(dòng)態(tài)、客觀、精準(zhǔn)、量化地反應(yīng)患者腕指運(yùn)動(dòng)功能變化。RMS是sEMS常規(guī)使用的時(shí)域參數(shù)。本文運(yùn)用患側(cè)腕背伸肌RMS/健側(cè)腕背伸肌RMS比值,將評定數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化,減少個(gè)體差異,縮小系統(tǒng)誤差[31]。RMS比值作為反應(yīng)患者的腕、指伸展力量變化核心療效指標(biāo),治療后同步組RMS比值較分步組有顯著提升,顯示同步抓-松球任務(wù)的CCFES訓(xùn)練,有益于提升腦卒中患者的腕指伸展能力及推進(jìn)手部整體康復(fù)進(jìn)程。

綜上所述,同步CCFES、任務(wù)導(dǎo)向性訓(xùn)練與分步兩者相比,在改善偏癱患者上肢及手功能方面更有優(yōu)勢。但本研究未采用功能性磁共振、彌散張量成相技術(shù)等中樞檢測指標(biāo)對腦神經(jīng)恢復(fù)機(jī)制進(jìn)行評定,未能深化捕捉到患者腦區(qū)的激活及遷移變化。未來的研究還需加大樣本量,嘗試應(yīng)用客觀中樞評定手段,更好地闡釋腦功能恢復(fù)原理。