肌電生物反饋聯(lián)合虛擬情景互動訓(xùn)練對腦卒中后患者下肢運(yùn)動功能及步態(tài)的影響研究

張錦為 張其明 單莎瑞 溫加浩 楊杏萍 胡天來

基金項(xiàng)目：2024年度廣東省醫(yī)學(xué)科研基金項(xiàng)目（編號：B2024222）；廣東省體育局2021—2022年度科研項(xiàng)目（編號：GDSS2022N073）；廣東藥科大學(xué)2023年度本科教學(xué)質(zhì)量與教學(xué)改革工程項(xiàng)目（編號：202333）

作者簡介：張錦為，大學(xué)本科，技師，研究方向：神經(jīng)與運(yùn)動損傷康復(fù)。

通信作者：張其明，碩士研究生，主管技師，研究方向：神經(jīng)與運(yùn)動損傷康復(fù)。E-mail：sudarain@126.com

【摘要】目的 觀察肌電生物反饋聯(lián)合虛擬情景互動訓(xùn)練對腦卒中后患者下肢運(yùn)動功能及步態(tài)的影響，為臨床治療提供參考。方法 選取2020年6月至2023年9月廣東藥科大學(xué)附屬第一醫(yī)院收治的62例腦卒中后患者為研究對象，以隨機(jī)數(shù)字表法分為對照組（接受常規(guī)康復(fù)治療，31例）和聯(lián)合組（接受常規(guī)康復(fù)治療、肌電生物反饋聯(lián)合虛擬情景互動訓(xùn)練，31例）。比較兩組患者患側(cè)股四頭肌及脛骨前肌肌電信號值、Fugl-Meyer下肢運(yùn)動功能量表（FMA-L）評分、三維步態(tài)分析參數(shù)。結(jié)果 治療后，兩組患者患側(cè)股四頭肌及脛骨前肌肌電信號值均增加，且聯(lián)合組均大于對照組（均P<0.05）。治療后，兩組患者FMA-L評分均升高，且聯(lián)合組高于對照組（均P<0.05）。治療后，兩組患者步速均加快，且聯(lián)合組快于對照組；兩組患者步長偏差均減小，且聯(lián)合組小于對照組；兩組患者支撐相百分比均升高，且聯(lián)合組高于對照組；雙支撐相百分比均降低，且聯(lián)合組低于對照組（均P<0.05）。結(jié)論 在常規(guī)康復(fù)治療基礎(chǔ)上采用肌電生物反饋聯(lián)合虛擬情景互動訓(xùn)練能有效提高腦卒中后患者患側(cè)下肢肌電信號，提升下肢運(yùn)動功能，改善三維步態(tài)參數(shù)，值得臨床應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】肌電生物反饋；虛擬情景互動；腦卒中；下肢運(yùn)動功能；步態(tài)

【中圖分類號】R658.3 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】2096-2665.2024.08.00.04

DOI：10.3969/j.issn.2096-2665.2024.08.002

近年來，隨著醫(yī)療技術(shù)發(fā)展，腦卒中患者病死率有所降低，但患者致殘率仍較高[1]。腦卒中高發(fā)于老年人，隨著人口老齡化等問題日益加劇，腦卒中發(fā)病率也顯著增高，患者后遺癥中以運(yùn)動功能受限最為多見[2]。腦卒中后下肢運(yùn)動功能受限，將嚴(yán)重影響患者的行走能力，并導(dǎo)致異常步態(tài)，不利于患者日常生活自理能力的恢復(fù)。盡管臨床康復(fù)訓(xùn)練手段較多，但仍缺乏特異有效的訓(xùn)練方法及科學(xué)定量的評估手段。肌電生物反饋療法是一種非侵入性治療手段，通過反饋患者的肌電信號并利用其指導(dǎo)患者完成下肢肌肉的收縮與放松動作，提高下肢力量并改善步態(tài)[3]。虛擬情景互動訓(xùn)練系統(tǒng)是一種利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)為患者提供多種形態(tài)逼真的虛擬現(xiàn)實(shí)情景以代替真實(shí)環(huán)境進(jìn)行靶向性運(yùn)動康復(fù)訓(xùn)練的方法[4]。三維步態(tài)分析系統(tǒng)能夠客觀地評估患者治療前后的步態(tài)參數(shù)，并發(fā)現(xiàn)存在的主要問題，制訂個(gè)體化訓(xùn)練方案?；诖耍狙芯坑^察肌電生物反饋聯(lián)合虛擬情景互動訓(xùn)練對腦卒中后患者下肢運(yùn)動功能及步態(tài)的影響，以期為臨床提供治療思路，現(xiàn)報(bào)道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取2020年6月至2023年9月廣東藥科大學(xué)附屬第一醫(yī)院收治的62例腦卒中后患者為研究對象，以隨機(jī)數(shù)字表法分為對照組和聯(lián)合組，各31例。兩組患者一般資料比較，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05），組間具有可比性，見表1。本研究經(jīng)廣東藥科大學(xué)附屬第一醫(yī)院醫(yī)學(xué)倫理委員會批準(zhǔn)，患者及家屬均對本研究知情同意并簽署知情同意書。納入標(biāo)準(zhǔn)：⑴符合《中國急性缺血性腦卒中診治指南2018》[5]中腦卒中的診斷標(biāo)準(zhǔn)，且經(jīng)CT或MRI檢查確診；⑵首次發(fā)??；⑶病程≤6個(gè)月；⑷單側(cè)偏癱，可自行或監(jiān)護(hù)下步行距離≥12 m。排除標(biāo)準(zhǔn)：⑴病情不穩(wěn)定者；⑵存在心、肝、腎、肺等重要臟器疾病者；⑶存在下肢皮膚破潰或感染者；⑷存在嚴(yán)重認(rèn)知功能障礙，無法配合康復(fù)治療者。

1.2 治療方法 對照組患者接受常規(guī)康復(fù)治療，⑴物理因子治療：對偏癱下肢股四頭肌及小腿前肌肌群行神經(jīng)肌肉電刺激或中頻脈沖電刺激等，強(qiáng)度以患者可耐受為度，20 min/次、1次/d。⑵針灸治療：取患者患側(cè)下肢常用穴位，如風(fēng)市、犢鼻、足三里、委中、承山、三陰交、太沖、太溪等行針刺、電針及艾灸治療， 40 min/次、1次/d。⑶運(yùn)動療法：包括關(guān)節(jié)松動訓(xùn)練、患肢的肌耐力訓(xùn)練、墊上墊下轉(zhuǎn)移訓(xùn)練、站立平衡訓(xùn)練、單腿負(fù)重訓(xùn)練及步行訓(xùn)練等， 60 min/次、1次/d。⑷作業(yè)療法：①下肢任務(wù)導(dǎo)向性訓(xùn)練：患者保持站立位，向地面設(shè)置的目標(biāo)點(diǎn)進(jìn)行跨步訓(xùn)練及在不同臺階高度進(jìn)行上下臺階運(yùn)動；②日常生活能力訓(xùn)練：包括刷牙洗漱、穿脫衣服、進(jìn)食和如廁等功能訓(xùn)練。兩項(xiàng)訓(xùn)練均45 min/次、1次/d。

聯(lián)合組患者在對照組基礎(chǔ)上采用肌電生物反饋聯(lián)合虛擬情景互動訓(xùn)練：⑴肌電生物反饋訓(xùn)練：治療前，需向患者闡明儀器的作用及動作要領(lǐng)。采用多功能生物反饋診療系統(tǒng)（廣州市三甲醫(yī)療信息產(chǎn)業(yè)有限公司，型號：WOND3000F2）分別測得患者患側(cè)股四頭肌、脛骨前肌的最大肌電信號值，以此信號值的80%為初始閾值，囑患者根據(jù)系統(tǒng)提示完成“努力-刺激-維持-休息”的循環(huán)模式。分別對患者患側(cè)股四頭肌、脛骨前肌進(jìn)行治療，系統(tǒng)參數(shù)：調(diào)至PBF模式，脈寬200 μs，頻率50 Hz，選取刺激時(shí)間8 s、維持時(shí)間5 s及休息8 s模式，刺激強(qiáng)度（0～40 mA）根據(jù)患者耐受情況而定；側(cè)股四頭肌、脛骨前肌各20 min /次、1次/d。⑵虛擬情景互動訓(xùn)練：利用多關(guān)節(jié)等速訓(xùn)練與測試系統(tǒng)（廣州市章和智能科技有限責(zé)任公司，型號：BioMaster）設(shè)定日常生活場景，使患者在虛擬情景中進(jìn)行步行訓(xùn)練15 min，中間休息5 min，20 min/次、1次/d。

兩組患者均由工作經(jīng)驗(yàn)3年以上的治療師進(jìn)行治療， 5次/周，連續(xù)治療4周后觀察并評估兩組患者恢復(fù)情況。

1.3 觀察指標(biāo) ⑴患側(cè)股四頭肌及脛骨前肌肌電信號。于治療前及治療后，采用多功能生物反饋診療系統(tǒng)記錄兩組患者患側(cè)股四頭肌及脛骨前肌最大收縮時(shí)產(chǎn)生的肌電信號[6]。肌電信號值反映肌肉收縮的能力，數(shù)值越大提示患者患側(cè)下肢股四頭肌及脛骨前肌的收縮力越強(qiáng)，對肌肉和動作姿勢的控制力越好。⑵Fugl-Meyer下肢運(yùn)動功能量表（FMA-L）[7]評分。于治療前及治療后，采用FMA-L評分評估患者患側(cè)下肢運(yùn)動功能，包括7大評估項(xiàng)目，共分為17個(gè)小項(xiàng)，每項(xiàng)0～2分（不能完成為0分，部分完成為1分，獨(dú)立完成則為2分），滿分34分，分值越高提示患者患側(cè)下肢的運(yùn)動功能恢復(fù)越好。⑶三維步態(tài)分析參數(shù)[8]。于治療前及治療后，采用多關(guān)節(jié)等速訓(xùn)練與測試系統(tǒng)（廣州市章和智能科技有限責(zé)任公司，型號：GaitWatch）對患者進(jìn)行步態(tài)分析，包括步速、步長偏差、支撐相百分比、雙支撐相百分比。其中，步速衡量患者步行能力，步速越快提示患者步行能力越強(qiáng)；步長偏差反映患者步行時(shí)的對稱性，偏差越小提示患者步行對稱性越好；支撐相百分比反映患者重心轉(zhuǎn)移能力，支撐相百分比越高提示患者重心轉(zhuǎn)移能力越強(qiáng)；雙支撐相百分比反映患者的平衡能力，雙支撐相百分比越低提示患者平衡能力越好。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 使用SPSS 26.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，計(jì)量資料以（x）表示，采用t檢驗(yàn)；計(jì)數(shù)資料以[例（%）]表示，采用χ2檢驗(yàn)。以P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 兩組患者患側(cè)股四頭肌、脛骨前肌肌電信號值比較 治療前，兩組患者患側(cè)股四頭肌及脛骨前肌肌電信號值比較，差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P>0.05）；治療后，兩組患者患側(cè)股四頭肌及脛骨前肌肌電信號值均增加，且聯(lián)合組均大于對照組，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P<0.05），見表2。

2.2 兩組患者FMA-L評分比較 治療前，兩組患者FMA-L評分比較，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05）；治療后，兩組患者FMA-L評分均升高，且聯(lián)合組高于對照組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05），見表3。

2.3 兩組患者三維步態(tài)分析參數(shù)比較 治療前，兩組患者步速、步長偏差、支撐相百分比、雙支撐相百分比比較，差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P>0.05）。治療后，兩組患者步速均加快，且聯(lián)合組快于對照組；兩組患者步長偏差均減小，且聯(lián)合組小于對照組；兩組患者支撐相百分比均升高，且聯(lián)合組高于對照組；兩組患者雙支撐相百分比均降低，且聯(lián)合組低于對照組，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P<0.05），見表4。

3 討論

腦卒中主要分為缺血性腦卒中和出血性腦卒中，缺血性腦卒中是因腦部供血血管內(nèi)壁發(fā)生血栓或心臟瓣膜發(fā)生附壁血栓脫落后引起血液循環(huán)不暢、腦動脈血管栓塞、流通動力不足，導(dǎo)致大腦缺氧缺血而神經(jīng)功能受損、出血性腦卒中則是因各種原因引起腦血管破裂出血，造成腦部組織受損。因大腦皮質(zhì)功能區(qū)受損，調(diào)控機(jī)制失控，腦卒中后患者的軀體運(yùn)動中樞失常，導(dǎo)致患側(cè)下肢出現(xiàn)運(yùn)動功能障礙及步態(tài)異常，多表現(xiàn)為下肢肌力不足，包括股四頭肌屈髖伸膝能力下降、脛骨前肌踝背屈功能減弱、步行時(shí)各肌群間協(xié)同功能紊亂、平衡功能受限及步態(tài)模式異常等。若不能科學(xué)訓(xùn)練、及時(shí)糾正和評估，則可能會強(qiáng)化患者的異常運(yùn)動模式，出現(xiàn)代償式步態(tài)，從而提高下肢運(yùn)動功能恢復(fù)的困難指數(shù)，導(dǎo)致永久性異常運(yùn)動模式和步態(tài)。

肌電生物反饋通過收集患者的肌電信號并轉(zhuǎn)化為觸發(fā)的電刺激進(jìn)行感覺反饋，幫助患者提高肌肉主動控制及運(yùn)動再學(xué)習(xí)的能力，有助于協(xié)調(diào)步行時(shí)主動肌和拮抗肌的平衡，克服腦卒中偏癱后肢體出現(xiàn)的異常運(yùn)動模式，加快肢體隨意運(yùn)動的恢復(fù)。有研究表明，通過表面肌電圖測得肌肉隨意收縮時(shí)的積分肌電（iEMG）與肌力呈正相關(guān)[9]，肌電生物反饋能有效改善患側(cè)肌肉的肌電信號，提高肌肉收縮能力[10]。王慶娟等[11]等研究結(jié)果顯示，肌電生物反饋療法可有效增加患側(cè)下肢的負(fù)荷能量，改善下肢運(yùn)動功能并糾正異常步態(tài)，與本研究結(jié)果一致。

本研究結(jié)果顯示，治療后，兩組患者患側(cè)股四頭肌及脛骨前肌肌電信號值均增加，且聯(lián)合組均大于對照組。分析原因?yàn)?，肌電生物反饋通過“努力收縮-刺激-維持-休息”的循環(huán)反饋模式，不斷提高股四頭肌和脛骨前肌的刺激閾值，強(qiáng)化患者的主動學(xué)習(xí)和控制肌肉收縮的能力，反饋至受損的大腦皮層后可激活潛在性突觸重建神經(jīng)環(huán)路[6]；同時(shí)可提升運(yùn)動控制能力，增強(qiáng)屈髖、伸膝及踝背屈能力，維持髖、膝、踝關(guān)節(jié)的穩(wěn)定性[12]。此外，虛擬情景互動訓(xùn)練系統(tǒng)是一套通過設(shè)定日常生活虛擬情景，讓患者沉浸式體驗(yàn)并完成步行訓(xùn)練方案，結(jié)束后能反饋訓(xùn)練數(shù)據(jù)的訓(xùn)練系統(tǒng)。治療師可根據(jù)患者治療前的三維步態(tài)分析報(bào)告和虛擬情景互動訓(xùn)練情況，及時(shí)調(diào)整訓(xùn)練計(jì)劃和運(yùn)動處方，提高訓(xùn)練方案的個(gè)體化和針對性，增加訓(xùn)練的交互性和構(gòu)想性，提高患者的主動參與度和積極性。本研究結(jié)果還顯示，治療后，兩組患者FMA-L評分均升高，且聯(lián)合組高于對照組；兩組患者步速均加快，且聯(lián)合組快于對照組；兩組患者步長偏差均減小，且聯(lián)合組小于對照組；兩組患者支撐相百分比均升高，且聯(lián)合組高于對照組；兩組患者雙支撐相百分比均降低，且聯(lián)合組低于對照組，這一結(jié)果與肖湘等[13]利用虛擬現(xiàn)實(shí)同步減重訓(xùn)練改善腦卒中患者的下肢運(yùn)動功能和步態(tài)的研究結(jié)果一致。這說明虛擬情景互動訓(xùn)練系統(tǒng)有助于把虛擬情景的信息反饋給大腦，并通過大腦整合將感受信息輸出至偏癱肢體，形成信息輸入與輸出的“閉環(huán)”模式[4]。分析原因?yàn)椋‰娚锓答伮?lián)合虛擬情景互動訓(xùn)練強(qiáng)化機(jī)體對肌電生物刺激和虛擬情景感受的輸入與輸出，既增強(qiáng)肢體力量，又訓(xùn)練中樞神經(jīng)，從而有效提高患者的重心轉(zhuǎn)移和平衡能力、改善步行時(shí)的對稱性、提升步行能力，建立新的、正確的運(yùn)動模式。

綜上所述，在常規(guī)康復(fù)治療基礎(chǔ)上采用肌電生物反饋聯(lián)合虛擬情景互動訓(xùn)練能有效提高腦卒中后患者患側(cè)下肢肌電信號，提升下肢運(yùn)動功能，改善三維步態(tài)參數(shù)，值得臨床應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

[1]何曉闊，雷蕾，余果，等. 功能性電刺激輔助步行時(shí)腦卒中偏癱患者的腦激活模式[J]. 中華物理醫(yī)學(xué)與康復(fù)雜志，2022，44（9）：774-778.

[2]程曄，賈海英，周菊. 辯證康復(fù)聯(lián)合運(yùn)動干預(yù)在老年腦卒中偏癱患者中的應(yīng)用[J]. 齊魯護(hù)理雜志，2022，28（20）：108-111.

[3]謝碧靈， 鄒沁， 田玉. 肌電生物反饋聯(lián)合康復(fù)訓(xùn)練對腦卒中偏癱患者運(yùn)動功能和生活質(zhì)量的臨床研究[J]. 川北醫(yī)學(xué)院學(xué)報(bào)， 2020， 35（2）： 350-353.

[4]李豪， 賴冬冬. 全身震動治療結(jié)合虛擬情景互動訓(xùn)練對腦卒中后偏癱患者步行功能恢復(fù)的臨床研究[J]. 神經(jīng)損傷與功能重建， 2020， 15（9）： 553-555.

[5]鐘迪， 張舒婷， 吳波.《中國急性缺血性腦卒中診治指南2018》解讀[J]. 中國現(xiàn)代神經(jīng)疾病雜志， 2019， 19（11）： 897-901.

[6]蔡琛， 楊寧， 孫秋芳， 等. 任務(wù)導(dǎo)向同步生物反饋治療腦卒中后上肢功能障礙的臨床研究[J]. 中國康復(fù)醫(yī)學(xué)雜志， 2020， 35（3）： 345-347.

[7]何雯雯， 李巖， 顧旭東， 等.Thera-Band抗阻肌力訓(xùn)練對腦卒中患者下肢運(yùn)動功能及步態(tài)的影響[J]. 中華物理醫(yī)學(xué)與康復(fù)雜志， 2018， 40（2）： 106-109.

[8]單莎瑞， 張明興， 石藝華， 等. 肌電生物反饋療法對腦卒中偏癱患者步態(tài)影響的臨床研究[J]. 中國康復(fù)， 2016， 7（24）： 43-45.

[9]梁明， 竇祖林， 溫紅梅， 等. 腦卒中患者肘屈伸肌表面肌電變化與運(yùn)動功能的相關(guān)性[J]. 中華醫(yī)學(xué)雜志， 2014， 94（17）： 1304-1308.

[10]張其明， 單莎瑞， 鐘志亮， 等. 體外沖擊波聯(lián)合肌電生物反饋療法對慢性腦卒中患者腕手運(yùn)動功能影響的研究[J]. 中國康復(fù)， 2022， 13（16）： 29-35.

[11]王慶娟， 高玲， 滕雪瑩， 等. 肌電生物反饋結(jié)合下肢訓(xùn)練對腦卒中偏癱患者下肢功能及平衡的影響[J]. 大醫(yī)生， 2023， 8（19）： 17-20.

[12]崔顯超， 賀道遠(yuǎn)， 肖文武， 等. 肌電生物反饋聯(lián)合膝關(guān)節(jié)控制訓(xùn)練對腦卒中偏癱患者下肢運(yùn)動功能的臨床療效[J]. 中國康復(fù)， 2022， 37（9）： 528-531.

[13]肖湘， 毛玉瑢， 趙江莉， 等. 虛擬現(xiàn)實(shí)同步減重訓(xùn)練腦梗死患者可改善下肢運(yùn)動功能[J]. 中國組織工程研究， 2014， 18（7）： 1143-1148.