高強(qiáng)度間歇跑臺(tái)訓(xùn)練對(duì)腦卒中慢性期偏癱患者步行能力的影響

陸敏杰,田園,吳長(zhǎng)偉,王冬緣,謝國(guó)浩,周子怡,王泳

腦卒中具有發(fā)病率高、死亡率高、致殘率高、復(fù)發(fā)率高、經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)高五大特點(diǎn),是導(dǎo)致長(zhǎng)期殘疾的主要原因[1]。步行能力是腦卒中后患者功能獨(dú)立和長(zhǎng)期生存的重要預(yù)測(cè)指標(biāo)[2]。有研究顯示,腦卒中后采用傳統(tǒng)訓(xùn)練6個(gè)月內(nèi)大約85%的患者能恢復(fù)無(wú)人工輔助步行,但最終只有7%的患者能達(dá)到社區(qū)內(nèi)獨(dú)立步行[3]。如何短時(shí)間內(nèi)提高腦卒中慢性期患者步行能力,減少步行中跌倒的風(fēng)險(xiǎn),是我們物理治療師主要的工作內(nèi)容和治療目標(biāo)。眾所周知,神經(jīng)康復(fù)理論基礎(chǔ)是腦神經(jīng)的可塑性,同時(shí)高強(qiáng)度的康復(fù)訓(xùn)練有利于神經(jīng)重塑[4]。最新的研究建議[5],針對(duì)慢性期患者,推薦中、高等強(qiáng)度的有氧訓(xùn)練來(lái)改善步行速度和距離,但持續(xù)高強(qiáng)度訓(xùn)練對(duì)卒中慢性期患者實(shí)施難度大,持續(xù)時(shí)間短,患者體驗(yàn)感差,難以長(zhǎng)期堅(jiān)持,并且其安全性一直受到質(zhì)疑。因此,制定一個(gè)有效且安全的康復(fù)方案尤為重要。高強(qiáng)度間歇訓(xùn)練(high-intensity interval training, HIIT)是一種由短時(shí)間高強(qiáng)度運(yùn)動(dòng),搭配短暫休息或低強(qiáng)度運(yùn)動(dòng),重復(fù)多次的運(yùn)動(dòng)方式,具有短時(shí)間,高強(qiáng)度,高耗能的特點(diǎn),已被證明是一種省時(shí)高效的運(yùn)動(dòng)策略[6]。為此本研究采用高強(qiáng)度間歇跑臺(tái)訓(xùn)練方案對(duì)腦卒中慢性期患者進(jìn)行治療,觀察本方案是否能在較短時(shí)間內(nèi)有效改善其步行能力且不增加不良事件的發(fā)生。

1 資料和方法

1.1 一般資料 選取2021年9月～2023年8月于首都醫(yī)科大學(xué)附屬?gòu)?fù)興醫(yī)院康復(fù)中心接受康復(fù)治療的腦卒中慢性期患者50例為觀察對(duì)象。納入標(biāo)準(zhǔn):首次發(fā)生腦卒中,或既往有過(guò)腦卒中病史,但沒有遺留任何后遺癥;經(jīng)頭CT或MRI確診為腦梗死或腦出血,診斷符合中華醫(yī)學(xué)會(huì)神經(jīng)病學(xué)分會(huì)制定的2004《中國(guó)腦血管病防治指南》診斷標(biāo)準(zhǔn)[7];年齡18～70歲;腦卒中慢性期(病程>6個(gè)月);認(rèn)知能力可以接受評(píng)價(jià)及訓(xùn)練,簡(jiǎn)易精神狀態(tài)評(píng)定量表(mini-mental state examination,MMSE)評(píng)分23分以上;功能性步行分級(jí)(functional ambulation classification,FAC)≥2級(jí);自愿參加本研究并簽署知情同意書。排除標(biāo)準(zhǔn):嚴(yán)重的心血管疾病;無(wú)法控制的高血壓;存在其他神經(jīng)系統(tǒng)及下肢重度骨關(guān)節(jié)疾病影響步行的患者;合并有小腦損傷、帕金森氏癥;下肢肌肉痙攣明顯(改良Ashworth>2級(jí))。脫落標(biāo)準(zhǔn):治療期間出現(xiàn)其它疾病,不能進(jìn)行試驗(yàn)者;治療期間因各種原因自行退出者;治療期間出現(xiàn)病情加重不能進(jìn)行試驗(yàn)者;病情惡化常規(guī)方法不能控制病情者。樣本量估算:以研究對(duì)象6min步行測(cè)試為主要結(jié)局指標(biāo),根據(jù)查閱文獻(xiàn)結(jié)果顯示:與對(duì)照組相比,預(yù)計(jì)觀察組6min步行的距離可提高20m;本研究將采用雙側(cè)T檢驗(yàn),α (檢驗(yàn)水準(zhǔn))=0.05,把握度為90%,2組樣本量比值為1∶1,利用PASS軟件計(jì)算,根據(jù)以上參數(shù)推算原則,需要40名參與者?？紤]20%的失訪因素,每組增加5例總共需要50名參與者(每組25名)。采用隨機(jī)數(shù)字表法隨機(jī)將50例患者分為觀察組(n=25)和對(duì)照組(n=25),其中對(duì)照組1例患者因醫(yī)療費(fèi)用問(wèn)題中途退出研究。2組一般資料比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,見表1,本次研究獲得首都醫(yī)科大學(xué)附屬?gòu)?fù)興醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)(批準(zhǔn)文號(hào)2023FXHEC-KSP064),同時(shí)患者或家屬簽署知情同意書。

表1 2組一般資料比較

1.2 方法 對(duì)照組采用傳統(tǒng)治療技術(shù),進(jìn)行關(guān)節(jié)活動(dòng)度及肌肉力量訓(xùn)練、肌肉牽伸、平衡及姿勢(shì)控制訓(xùn)練、轉(zhuǎn)移及地面步行訓(xùn)練等。訓(xùn)練時(shí)間共2周,每周5d,40min/d。觀察組:在傳統(tǒng)治療技術(shù)基礎(chǔ)上,采取高強(qiáng)度間歇訓(xùn)練(high intensity interval training,HIIT)4×4長(zhǎng)間歇模式[8-10]:其中高強(qiáng)度訓(xùn)練時(shí)間16min,中低強(qiáng)度訓(xùn)練時(shí)間9min,加上3min的熱身活動(dòng)和2min的整理活動(dòng),一次HIIT時(shí)間為30min。高強(qiáng)度時(shí)患者的心率需達(dá)到70%～85%的最大心率值,最大心率值計(jì)算公式為211-(年齡×0.64)[11];高強(qiáng)度間歇跑臺(tái)訓(xùn)練是患者使用懸掛式安全保護(hù)裝置在醫(yī)用跑臺(tái)(XYJ-J9型)上以最大安全速度重復(fù)4min的步行爆發(fā),交替進(jìn)行3min的被動(dòng)恢復(fù)期(站立或坐著休息,視耐受情況而定),達(dá)到目標(biāo)強(qiáng)度。訓(xùn)練過(guò)程使用“JHY-40多參數(shù)監(jiān)護(hù)儀”監(jiān)測(cè)患者運(yùn)動(dòng)時(shí)心率、血壓及運(yùn)動(dòng)心電變化。根據(jù)患者情況,允許訓(xùn)練過(guò)程中手扶跑臺(tái)扶手,穿戴必要輔助器具(如踝足矯形器),幫助患者順利完成高強(qiáng)度間歇訓(xùn)練。訓(xùn)練時(shí)間共2周,每周5d,除HIIT跑臺(tái)訓(xùn)練外,傳統(tǒng)治療10min/日,共40min/日。

1.3 評(píng)定標(biāo)準(zhǔn) 治療師于訓(xùn)練前、2周訓(xùn)練結(jié)束后對(duì)2組患者進(jìn)行相關(guān)量表及客觀數(shù)據(jù)評(píng)定,參與評(píng)定的治療師都在研究前進(jìn)行評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)一致性的培訓(xùn),確保評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施的一致性。

1.3.1 步行能力評(píng)定 采用功能性步行分級(jí)量表(functional ambulation classification,FAC)評(píng)估患者步行能力[12],針對(duì)患者的步行能力進(jìn)行分級(jí)評(píng)定,共6級(jí),其中5級(jí)表示患者可以在任何環(huán)境下獨(dú)立步行;4級(jí)表示在上下樓梯或經(jīng)過(guò)斜坡時(shí)需要他人幫助,但在戶外平整地面能獨(dú)立步行;3級(jí)表示在室內(nèi)步行過(guò)程中需要治療師進(jìn)行語(yǔ)言指導(dǎo)或看護(hù),但不需要肢體接觸;2級(jí)表示在室內(nèi)步行過(guò)程需要1人間斷性的觸碰患者身體以維持平衡;1級(jí)表示在室內(nèi)步行全程需要治療師攙扶才可步行;0級(jí)表示無(wú)法步行。

1.3.2 平衡功能評(píng)估 采用Berg平衡量表(Berg balance scale,BBS)評(píng)估患者的平衡能力[13]。共測(cè)評(píng)14項(xiàng)與平衡功能相關(guān)的活動(dòng),每項(xiàng)最低0分,最高4分,總分56分,40分以下提示有跌倒的風(fēng)險(xiǎn),分值越高,表示其平衡功能越好。

1.3.3 步行速度評(píng)估 采用10m步行測(cè)試(10 meters walk test,10MWT)評(píng)估患者的步行速度[14]。測(cè)量環(huán)境為室內(nèi)走廊,治療師囑咐患者以最快速度完成3次10m步行,取平均速度。

1.3.4 步行耐力評(píng)估 采用6min步行測(cè)試(6 minutes walk test,6MWT)評(píng)估患者的步行耐力[15],即在室內(nèi)走廊,繞10m標(biāo)線以舒適且安全的速度來(lái)回步行6 min,記錄其最終步行距離。

1.3.5 下肢運(yùn)動(dòng)功能評(píng)估 采用簡(jiǎn)式Fugl-Meyer功能量表下肢部分(Fugl-Meyer assessment,FMA-LE)評(píng)估患者下肢運(yùn)動(dòng)功能[16]。此量表總分為34分,分?jǐn)?shù)越高,表示患者下肢運(yùn)動(dòng)功能越好。

1.3.6 不良事件 包括一般不良事件如肌肉酸痛、拉傷、頭暈、心絞痛等發(fā)生;嚴(yán)重不良事件,如訓(xùn)練中出現(xiàn)跌倒、骨折以及出現(xiàn)需要住院治療的心血管事件。

2 結(jié)果

訓(xùn)練前2組FAC分級(jí)、FMA、BBS評(píng)分、10MWT、6MWT組間對(duì)比差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義;2周訓(xùn)練結(jié)束后,觀察組FAC分級(jí)、BBS、FMA-LE評(píng)分、10MWT、6MWT均較訓(xùn)練前有不同程度升高(P<0.05),對(duì)照組上述評(píng)分較治療前差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,且觀察組FAC分級(jí)、BBS評(píng)分、10MWT、6MWT提高程度顯著優(yōu)于對(duì)照組(P<0.05),2組FMA-LE評(píng)分比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,見表2～4。2組患者在整個(gè)研究過(guò)程中未發(fā)生嚴(yán)重不良事件,觀察組僅在訓(xùn)練第1周內(nèi)出現(xiàn)2例肌肉酸痛。

表2 2組FAC分級(jí)訓(xùn)練前后比較 例

表3 2組BBS及FMA-LE評(píng)分訓(xùn)練前后比較 分,

表4 2組10MWT及6MWT訓(xùn)練前后比較

3 討論

近年來(lái),中國(guó)社會(huì)處于老齡化發(fā)展趨勢(shì),腦卒中患者發(fā)病率日益增高,隨著臨床救治水平提高,該病的病死率有所下降,但病殘率仍然居高不下[17]。腦卒中慢性期偏癱患者由于活動(dòng)受限,機(jī)體功能失調(diào),久坐等原因[18],導(dǎo)致心肺功能及血液循環(huán)較正常人明顯降低,極大增加了心腦血管相關(guān)疾病的風(fēng)險(xiǎn),形成了一個(gè)惡性循環(huán)。有研究表明[19],只有不到10%的腦卒中幸存者具有足夠的行走速度和耐力來(lái)滿足正常的日常功能,所以步行能力障礙成為影響腦卒中慢性期患者生活獨(dú)立和社會(huì)參與的重要影響因素之一。

為了解決腦卒中慢性期患者行走能力受損的問(wèn)題,目前美國(guó)運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)會(huì)建議提倡中等或高強(qiáng)度的有氧訓(xùn)練[5, 20],然而傳統(tǒng)康復(fù)訓(xùn)練方案訓(xùn)練強(qiáng)度普遍偏低,訓(xùn)練周期較長(zhǎng),最終效果一般。因此,為了提高腦卒中后的行走能力,迫切需要一種更有效和更省時(shí)的干預(yù)措施。HIIT主要是通過(guò)提高中樞神經(jīng)系統(tǒng)募集運(yùn)動(dòng)單位的能力和增加每搏輸出量來(lái)高效提高患者的心肺適能,從而促進(jìn)步行功能的恢復(fù)[21]。此外,應(yīng)用HIIT進(jìn)行步行訓(xùn)練,其間歇訓(xùn)練的模式可以誘導(dǎo)更多(約2.9倍)的腺苷酸活化蛋白激酶激活,從而更好地增強(qiáng)線粒體功能并增加肌肉的力量來(lái)促進(jìn)步行功能的恢復(fù)[22]。同樣根據(jù)Wiener等[23]的研究,跑臺(tái)是腦卒中后患者康復(fù)的最優(yōu)選擇,但持續(xù)高強(qiáng)度跑臺(tái)訓(xùn)練存在實(shí)施難度大、持續(xù)時(shí)間短、缺乏趣味性,患者難以長(zhǎng)期堅(jiān)持的缺點(diǎn),所以利用跑臺(tái)進(jìn)行高強(qiáng)度間歇訓(xùn)練,可能是腦卒中慢性期患者改善步行能力(特別是速度和耐力)的一種新的有前途的策略。

本研究顯示,2組患者在訓(xùn)練前各項(xiàng)數(shù)據(jù)均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異,訓(xùn)練2周結(jié)束后2組FAC、FMA、BBS、10MWT、6MWT均較訓(xùn)練前改善,其中FAC、BBS、10MWT、6MWT觀察組治療效果更明顯,說(shuō)明高強(qiáng)度的步行特異性訓(xùn)練是改善步行能力的一個(gè)重要因素。結(jié)果顯示,觀察組25名患者中,最終有20名患者實(shí)現(xiàn)戶外步行(FAC≥4級(jí)),相比對(duì)照組僅有10名患者實(shí)現(xiàn)戶外步行,說(shuō)明HIIT跑臺(tái)訓(xùn)練能極大改善了患者的活動(dòng)范圍和生活質(zhì)量。研究指出10MWT是評(píng)價(jià)腦卒中患者步行功能的重要指標(biāo)[24],同樣最近的一項(xiàng)薈萃分析發(fā)現(xiàn),6MWT很大程度上也是評(píng)估腦卒中患者身體能力、社會(huì)活動(dòng)范圍的重要指標(biāo)[25]。通過(guò)2周訓(xùn)練,觀察組接受HIIT跑臺(tái)訓(xùn)練的患者10MWT和6MWT結(jié)果顯著優(yōu)于接受傳統(tǒng)康復(fù)治療的對(duì)照組,該結(jié)果與Hornby等[26]的研究結(jié)果相符。目前傳統(tǒng)康復(fù)存在訓(xùn)練強(qiáng)度不夠、效率低下、步行重復(fù)量不足的問(wèn)題,在腦卒中慢性期患者的訓(xùn)練中尤為明顯[27]。相較而言,HIIT跑臺(tái)訓(xùn)練可以根據(jù)患者年齡設(shè)定不同的目標(biāo)心率,通過(guò)強(qiáng)度間歇的方式,在較短時(shí)間內(nèi)達(dá)到較高的步行重復(fù)量,最大程度改善慢性期患者的心肺適能和肌肉耐力,從而改善了患者步行的速度和步行距離,此方法被證實(shí)是一種省時(shí)高效的運(yùn)動(dòng)策略。此外,腦卒中患者本體感覺異常和協(xié)調(diào)性不足也嚴(yán)重影響其步行中的平衡能力[28]。本研究發(fā)現(xiàn),2組患者訓(xùn)練2周后平衡功能都有所改善,但觀察組改善更為明顯(P<0.05)。HIIT跑臺(tái)訓(xùn)練能較好促進(jìn)運(yùn)動(dòng)感覺和運(yùn)動(dòng)信息的同步性,這樣能形成正確的運(yùn)動(dòng)-感覺回路,有助于中樞神經(jīng)系統(tǒng)重塑,進(jìn)而改善步行中動(dòng)態(tài)平衡功能的控制。但Wiener等[23]研究顯示,與中等強(qiáng)度訓(xùn)練相比,HIIT對(duì)10MWT和FAC的影響顯著,但對(duì)BBS的影響不顯著,我們認(rèn)為,這可能與樣本基線水平和HIIT干預(yù)模式不同有關(guān)系。同時(shí),本研究數(shù)據(jù)也顯示,觀察組和對(duì)照組2周后下肢運(yùn)動(dòng)均有所改善,但2組的FMA-LE評(píng)分差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。這可能和觀察組干預(yù)時(shí)間短,缺乏針對(duì)性訓(xùn)練有關(guān),需要后期進(jìn)一步隨訪觀察。在研究過(guò)程中,觀察組有2例患者在訓(xùn)練第一周內(nèi)出現(xiàn)肌肉酸痛,主要以小腿三頭肌和股四頭肌為主,經(jīng)過(guò)肌肉牽伸、按摩等對(duì)癥處理后,均得到明顯改善,考慮與乳酸堆積有關(guān),除此并無(wú)出現(xiàn)其他嚴(yán)重不良事件。

綜上所述,高強(qiáng)度間歇跑臺(tái)訓(xùn)練可以在較短時(shí)間內(nèi)改善腦卒中慢性期偏癱患者的步行能力且訓(xùn)練過(guò)程安全無(wú)嚴(yán)重不良反應(yīng),值得臨床推廣應(yīng)用。然而本研究限于樣本量少,干預(yù)周期短,沒有進(jìn)行步態(tài)相關(guān)數(shù)據(jù)收集,將來(lái)擬通過(guò)增加樣本量進(jìn)一步分層研究討論,完善評(píng)估,使得該康復(fù)訓(xùn)練方案更合理、完善。