龔迪,王雪強,王惠芳
隨著國民生活方式的改變以及老齡化加重,呼吸、循環(huán)、代謝等內科病的發(fā)病率也不斷走高,威脅著國民的健康。在疾病的管理中,主要是延緩疾病進展和減少并發(fā)癥的發(fā)生。隨著醫(yī)學的發(fā)展,內科疾病的康復介入越來越受到重視,康復治療不僅能改善患者的日常活動能力,提高生活質量,還能延緩疾病進展,減少并發(fā)癥,所以康復醫(yī)學在內科疾病的管理中逐漸受到關注。在康復干預中,運動療法占有舉足輕重的地位,其中全身振動訓練(Whole-body Vibration,WBV)逐漸受到研究者們的關注[1-2]。相較于在運動系統(tǒng)疾患,內科領域應用較晚,但其臨床康復功效已得到證實,所以對于臨床康復從業(yè)者來說,需要對這種方法進一步了解,進而根據實際情況選擇性應用。作者通過檢索多個數(shù)據庫中WBV在內科領域的報道,并對近年的臨床研究進行綜述,使得我們對WBV有更全面的認識。
WBV是通過振動儀器產生的機械振動波傳遞到人體,使神經系統(tǒng)、肌肉-骨骼系統(tǒng)以及心血管系統(tǒng)產生適應性反應來提高部分身體功能的運動方法[3],目前具體的機制還沒完全明確,多認為是振動產生的加速度力導致的一系列生理反應[4]。振動產生的快速位移刺激肌梭等感受器,興奮α運動神經元,引起肌肉的牽張反射而發(fā)生強直收縮,可以激活更多運動單位,增加能耗,又增加了血流量灌注,尤其是下肢血供[5]。振動也被認為可以刺激關節(jié)內的本體感受器,使神經反饋通路更有效率,提升身體的敏捷性和平衡能力[6]。此外振動增加身體負載,使骨受力增加,刺激骨再生,所以振動訓練也被用于骨質疏松的治療。
1987年WBV首先應用于競技運動[7],此后有關研究不斷深入,應用的領域逐步擴展,尤其是近些年,報道明顯增多。從文獻中看到,研究的對象涵蓋了正常人群、高齡者、肥胖者、癱瘓病人、運動損傷以及內科疾患等各類人群,研究目的也從運動訓練、保健擴展至疾病治療和預防,研究地點從實驗室發(fā)展到工作區(qū)、醫(yī)院治療區(qū),甚至是ICU[8-9]。早期的應用研究主要集中在航天、運動、保健等領域,比如預防骨質疏松、體能訓練、減肥等,如今WBV也逐漸被康復領域的研究者所關注,有關神經系統(tǒng)疾患,軟組織疼痛,骨關節(jié)病的報道增長較多[10-11]。如今,內科慢性疾病也成為致殘和死亡的重要因素,WBV在內科疾病的應用中也不斷探索,尤其是在代謝、呼吸、循環(huán)等慢性疾病。不同的人群,選擇的振動方案及治療目的各異,這些研究成為臨床應用的重要參考。
2.1 2型糖尿病 2型糖尿病(type 2 diabetes mellitus,T2DM)是一種常見的代謝性疾病,因為胰島素的分泌和利用協(xié)調機制失常,產生如“三多一少”等癥狀。糖尿病是心腦血管病的高危因素,而且會誘發(fā)末梢神經炎,造成肢體末端的溫度、觸覺減退,使患者對熱,扎刺等傷害的敏感性下降,受傷風險增加,而當外周血管尤其是下肢血管引變性導致循環(huán)受阻,就會罹患糖尿病足。同時疾病會引起患者疲勞,活動量減少,使患者的日常生活受到很大影響[5]。糖尿病的管理策略中除了藥物,科學的運動在疾病管理策略中占有重要的地位,推薦級別較高[12-13]。2007年德國的一項臨床研究首次報道了WBV的降糖效果[14],隨后開始受到更多人關注。Del等[15]針對非胰島素抵抗的人群,選取頻率漸增(12-14-16Hz),振時漸增(30-45-60s),振幅4mm的訓練方案,12周后受試者的糖化血紅蛋白和空腹血糖顯著下降,同時還有改善血脂的作用[11]。 Lee等[16]選取仍然利用頻率漸增(15-20-25-30Hz),振幅1~3mm的振動方案,6周后結果就糖化血紅蛋白下降了0.8%[10],兩項研究均顯示WBV在血糖控制中的裨益,值得借鑒。作者認為因WBV能在不增加疲勞的情況下誘發(fā)更多肌肉募集[17],對于久坐和肥胖的糖尿病患者來說或更適合應用。糖尿病足由于神經、血管病變造成血流不暢,組織灌注減少,發(fā)生潰瘍而不易愈合,嚴重者會導致截肢,最近研究發(fā)現(xiàn)振動訓練對糖尿病足患者有積極的效果。Johnson等[5]利用頻率26Hz,振幅2mm的垂直振動方案對10例老年患者進行觀察,振動后的5min內下肢皮膚的血流量呈現(xiàn)一過性的快速上升[13]。Rodríguez等[18]選取54例糖尿病患者,頻率30Hz,每周3次,并加入力量和放松訓練,12周后經皮氧分壓增加7mmHg,而且感覺的敏感度也有稍許的提高[14]。這些研究的結果證明了WBV對糖尿病足預防和治療益處。機制上,振動訓練增加了組織的灌注,并會誘導血管新生,進而提高血氧含量[19],對糖尿病足患者來說振動訓練的安全性相對更高。糖尿病患者因為有肌力下降、神經傳導通路異常、前庭問題而使平衡更差,跌倒發(fā)生率也就比正常人群高[20],老年患者尤甚。Del等[21]選擇兩側交替振動方案(12~16Hz,振幅4mm; 3次/周),配合弓步、提踵、上下臺階以及上肢的彈力帶訓練,12周后發(fā)現(xiàn)WBV可以減少閉眼時重心移動幅度,改善平衡控制能力,Lee等[16]把WBV與平衡墊訓練結合,結果與單純的平衡訓練相比改善更多。WBV提高了本體感覺的靈敏度,又加強了周圍-中樞神經的傳輸控制進而增加了身體的靈活性[15]。所以對預防糖尿病人群跌倒有實用價值。但是因為運動會影響血糖的變化,進行振動訓練的過程中也需要注意低血糖的發(fā)生,訓練前后做好預防和監(jiān)測。
2.2 慢性阻塞型肺疾病 慢性阻塞型肺疾病(chronic obstructive pulmonary disease,COPD)是一種進展性呼吸疾病,因呼吸困難,咳嗽,喘息等癥狀導致患者活動能力下降。除卻藥物,運動是COPD干預中重要的一個環(huán)節(jié),在指南中的證據級別和推薦程度也都比較高[22],運動療法雖能延緩發(fā)病進程,改善呼吸功能,但因運動時會出現(xiàn)喘息等不適而導致患者難以堅持。WBV在COPD中的應用是近些年才出現(xiàn)的[23-24],Gloeckl等[25]對2014年以前的臨床研究文獻進行meta分析顯示WBV對可提高COPD患者運動能力,并提升生活質量[19]。新近發(fā)表的臨床研究與這個結果基本保持一致。Gloeckl等[24]選取中重度中老年COPD患者加入交替振動干預,頻率24~26Hz,振幅5mm,每周5次,3周后與只進行傳統(tǒng)肌力和耐力訓練對照,結果發(fā)現(xiàn)振動組的患者平衡能力、6min步行距離和下肢絕對肌力都顯示出明顯優(yōu)勢,但肌耐力增加不明顯[18]。Spielmanns等[26]選取門診COPD II~IV期患者在傳統(tǒng)的運動干預基礎之加入頻率24~26Hz,振幅3mm的交替振動,可能與較高的流失率(49%)有關系,結果顯示在運動能力如坐站實驗和六分鐘步行實驗上沒有顯出療效優(yōu)勢,本文作者的另一項研究利用低頻振動(6~10Hz)明顯改善了輕至重度COPD患者的肌力、步行能力、平衡控制以及呼吸狀況[27]。Pleguezuelos等[27]利用垂直振動方法,選取頻率35Hz,振幅2mm,每周3次,6周后,6min步行能力測試和血氧飽和度比傳統(tǒng)的有氧運動增加明顯,但最大吸氣和最大呼氣壓改善不顯著[22]。也有研究者早期即介入,Timm等[29]對還在住院的COPD患者在進行呼吸、被動運動等治療時,一組患者每天加入6min的振動干預,出院時患者的生活質量,尤其是6min步行測試都較對照組顯著的提高,但也沒有發(fā)現(xiàn)呼吸功能上的差別??傮w來說,WBV可以改善患者的運動能力和生活質量,且不適反應較少,但對呼吸功能的作用不能確定,對COPD的康復來說,振動訓練或許可作為一種輔助方法,但不能替代傳統(tǒng)的運動。 統(tǒng)觀這些研究,振動往往會和如靜蹲,牽伸等結合練,利用機械振動激活更多的肌肉參與,達到增強運動強度的效果。但有的研究者也發(fā)現(xiàn)振動訓練會對慢性阻塞型肺疾病的患者產生其他潛在的影響,比如心率加快,Ⅱ型肌纖維參與更多導致無氧環(huán)境下的疲勞增加[30],所以對慢性阻塞型肺疾病患者來說在實際應用時需要對患者的情況全面的把握。
2.3 肺動脈高壓 在循環(huán)系統(tǒng)疾病中,肺動脈高壓(pulmonary arterial hypertension,PAH)是一種呈進行性發(fā)展的臨床綜合征,肺血管結構發(fā)生改變導致血流動力學異常,以及心功能下降,患者最后因右心衰竭而死亡,病程中也會因活動功能水平不斷下降而致殘,是一種較嚴重的內科疾病。內科藥物治療是延緩進程的基礎,研究證明了運動療法干預和藥物配合對患者更有益處[31],但運動的依從性對這類患者來說是一個難題。Gerhard等[32]首次報道了把WBV在肺動脈高壓人群的應用研究,22例肺動脈壓≥25mmHg,肺動脈契壓≤15mmHg的PAH患者,藥物治療同時進行振動和非振動對照。選擇正弦振動法,頻率20Hz,振幅20mm,四周內完成16個小時的訓練后,與對照組相比,運動功能有明顯改善,其中6min步行能力測試就增加39.7±7.8m。所有患者的綜合評分后耗氧量峰值+65.7mL/min,無氧閾值+40.9 mLVO2/min,肌力+4.4%,且患者沒有不良反應出現(xiàn)。結果證明WBV的安全性高和運動依從性好都顯示出振動訓練的應用優(yōu)勢。但至今相關的報道非常少,所以需要更多臨床探究。
2.4 動脈硬化 動脈硬化是高血壓、糖尿病和心腦血管系統(tǒng)疾病高危險因素。當血管的彈性變差,造成血管的舒縮調節(jié)能力下降,會增加心臟后負荷。血管本身會隨著年齡的增加彈性變差[33],而對于絕經后婦女和肥胖人群,硬化程度就更明顯。對血管硬化的預防和治療是心腦血管疾病預防的重要組成。運動干預占有重要作用,包括中等強度的有氧訓練和高強度的抗阻運動,但高強度抗阻的作用還沒有確定[34-35]。有的研究者把視線投向WBV。近些年為數(shù)不多的研究顯示出對健康人、肥胖人群和老年人群血管硬化改善作用。2008年,Otsuki等[36]讓10名健康青年人群進行26Hz,屈膝60°靜蹲,10min震動訓練后,發(fā)現(xiàn)受試對象臂踝脈搏波傳導速度(brachial-ankle pulse wave velocity,baPWV)明顯下降,1h后才恢復到基線水平,baPWV作為全身系統(tǒng)血管硬化程度的重要指標之一,振動訓練對血管硬化有即刻改善效應。隨后Arturo Figueroa等[34]選取15名健康年輕人在靜態(tài)屈膝60°靜蹲時進行比較觀察,振動組利用40Hz,振幅1mm,強度為5.37g,10min,在兩種情況下股踝脈搏波傳導速度(Femoral-Ankle pulse wave velocity,F(xiàn)aPWV)在5min后都有下降,非震動組在15min后回歸基線水平, 而振動組則可以在30min后依然顯示低于基線值,進一步說明振動訓練有改善動脈硬化的即刻效應[27]。長期干預的研究也有報道。lai等[37]在中老年人群中進行3個月的振動干預后, baPWV與初始階段相比明顯的下降,也說明有助于改善老年人動脈血管粥樣硬化程度。在一些特殊人群身上,Arturo Figueroa等[35,38-40]針對年輕肥胖和絕經后高血壓女性進行一系列的研究,選取頻率范圍25~40Hz振幅1~2mm,漸進增加強度的訓練,最長干預時間達12周,結果都顯示出baPWV和或faPWV較基線水平明顯下降,與瓜氨酸等藥物結合,硬化程度還會進一步改善,交互作用更明顯,為臨床康復提供了新的思路。腦卒中患者也是血管硬化的高危人群,血管硬化與卒中再發(fā)生密切相關。Andrew等[41]首次報道了振動訓練在腦卒中患者中的即刻效應,同樣發(fā)現(xiàn)了能夠改善患者的偏癱下肢和全身的硬化指標,30min后才會回到基線水平。但一些研究的結果有不同,Yule等[42]對腦卒中后殘疾患者進行振動干預的臨場初步探索,進行4周的干預后,結果顯示振動訓練并不能顯示出改善患者的動脈硬化水平,但作者認為,可能與研究的樣本量和干預的時間不夠,因此振動訓練對腦卒中后遺癥患者的作用需要更多長期的研究觀察。
雖然振動訓練可以減輕硬化的程度,但具體的生理機制仍不明確,有研究者認為或可能是振動產生的肌肉舒縮導致血管形成機械性壓迫和放松,還有研究認為是振動訓練刺激血管釋放一氧化氮量增加,因導致的血管平滑肌的進一步松弛,進而使得血管彈性增加,也可能是減輕了肌肉的交感神經的過度興奮[43],具體的原因和機制需要更多基礎研究。
WBV在臨床中應用不斷發(fā)展,我們也會對其有更多的認識,雖然內科領域應用研究相對較晚,臨床價值已經凸顯出來。但內科疾病往往多病因交織,所以有很多問題要注意,精準化醫(yī)療需要研究證據支持,所以WBV也需要更多的基礎研究來指導臨床應用,雖然目前的研究表明振動訓練能夠讓患者受益,但我們仍然需要對長期干預的有效性進行觀察。