叢維琴,張廣淵,姜林鴻,齊瑞
腦卒中作為最常見的神經(jīng)系統(tǒng)疾病,患者常伴有運動、言語、認(rèn)知、吞咽等多方面的功能障礙。目前腦卒中已經(jīng)成為我國成人致死和致殘的首位病因[1],其中,卒中后運動功能障礙最為常見,且對患者及家庭造成的影響最為廣泛。其中,等速肌力訓(xùn)練技術(shù)作為一項肌力評定與訓(xùn)練技術(shù),也逐漸運用到卒中后偏癱患者的康復(fù)中。
等速肌力訓(xùn)練技術(shù)是一種角速度恒定的抗阻訓(xùn)練技術(shù),兼有等張收縮和等長收縮的優(yōu)點[2]。等速運動時,肢體關(guān)節(jié)運動的速度是固定的,主觀用力只會提高肌張力,而不會產(chǎn)生加速度;與此同時,等速設(shè)備會依據(jù)主觀用力的大小反饋相應(yīng)的阻力,即順應(yīng)性阻力,使肌肉產(chǎn)生最大的張力和力矩輸出。
在等速技術(shù)的所有評價指標(biāo)中,峰力矩(peak torque,PT)是各個參數(shù)中穩(wěn)定性最好,信度和效度最高的指標(biāo),它反映的是肌肉收縮過程中的最大力矩輸出;屈伸肌峰力矩比值(flexors to extensors ration,F(xiàn)/E)在判斷關(guān)節(jié)穩(wěn)定性中具有重要意義,它反映了關(guān)節(jié)活動中拮抗肌群之間的肌力平衡情況,通常在低速下測量更為精確。正常人慢速運動時(60°/s),H/Q 約為60%~70%。此外,力矩加速能(torque acceleration energy,TAE)反映了肌肉收縮的爆發(fā)力,平均功率(average power,AP)反映肌肉做功的效率,均在臨床康復(fù)評定與康復(fù)治療中具有指導(dǎo)作用。
早期研究認(rèn)為,等速訓(xùn)練提高肌力是通過神經(jīng)調(diào)節(jié)與生化調(diào)節(jié)實現(xiàn)的。其中,神經(jīng)調(diào)節(jié)機制通過促進神經(jīng)活動的改善運動單位協(xié)調(diào)性和同步性[3],增加運動單位募集,提高肌力;生化調(diào)節(jié)機制則是運動過程中肌肉肌糖原和線粒體酶增加[4],進而提高肌力。近些年來,國內(nèi)外學(xué)者在等速訓(xùn)練提高肌力機制方面的研究則較少。
傳統(tǒng)觀念認(rèn)為,腦卒中患者上運動神經(jīng)元受損后肌力下降是由拮抗肌痙攣引起的,此時進行肌力訓(xùn)練可能會加重痙攣,誘發(fā)異常運動模式。因此,早期等速技術(shù)在腦卒后康復(fù)中的應(yīng)用較少。隨著對腦卒中研究的深入及康復(fù)觀念的逐步轉(zhuǎn)變,越來越多的研究證實,等速肌力訓(xùn)練可以在不加重肌肉痙攣、肌張力的同時提高腦卒中患者肌力,改善神經(jīng)肌肉的控制能力[5]。
等速技術(shù)在神經(jīng)系統(tǒng)方面的應(yīng)用多集中在痙攣和偏癱運動功能的評定[6]。它可以通過評估多種肌肉收縮模式下的肌力狀況,精確量化靜動態(tài)肌力和耐力。
痙攣評定:等速肌力測試系統(tǒng)通過測量被動運動中的阻抗力進行痙攣評定。楊今姝等[7]根據(jù)擺動試驗原理,以擺動曲線第一波的幅度(A1)、擺動次數(shù)(F)、擺動時間(T)、放松指數(shù)(R1)、幅度比(R2)為量化指標(biāo)進行肌痙攣量化評定,結(jié)果表明等速測試系統(tǒng)結(jié)果與Ashworth量表法所測結(jié)果有著良好的相關(guān)性。Starsky 等[8]的臨床研究指出,在痙攣評定時,為使評估的指標(biāo)信度達(dá)到90%以上,需要進行至少2 d、每天3次的等速測試。
肌力評定:等速肌力測試系統(tǒng)能夠測定肌肉在關(guān)節(jié)活動的各個角度的肌力情況,并通過多重指標(biāo)反映出來,通過等速研究還發(fā)現(xiàn),和健康人相比,腦卒中患者非偏癱側(cè)的肌力也表現(xiàn)出一定的損傷[9]。這也為未來進一步研究如何優(yōu)化運動計劃以提高肌力有著重要的指導(dǎo)意義。
國內(nèi)外學(xué)者就等速技術(shù)評價痙攣程度和肌力情況的信度和效度問題也展開了一系列的研究[10]。Dehkordi等[11]在對偏癱側(cè)膝關(guān)節(jié)進行等速測試時發(fā)現(xiàn)峰力矩的信度達(dá)0.85~0.98,證明峰力矩是對伸膝與屈膝肌肉肌力極為可信的評測指標(biāo)。而Hsu 等[12]又認(rèn)為,等速測試的信度又受到患者肌力及等速測試時角速度的影響。Rabelo 等[13]通過Meta 分析得出用等速肌力測試腦卒中患者患側(cè)和健側(cè)上下肢肌力的信度為高到極高,即使患者存在痙攣,其測量結(jié)果也可靠。
膝關(guān)節(jié)伸肌力量在日常生活活動中起著重要作用,在健康人群和腦卒中患者中,膝關(guān)節(jié)伸肌都表現(xiàn)出內(nèi)在的一致性,因此,膝關(guān)節(jié)等速訓(xùn)練在腦卒中患者運動功能康復(fù)中應(yīng)用最早也最廣泛[14]。多數(shù)學(xué)者認(rèn)為,卒中后膝過伸與屈膝肌群和伸膝肌群肌力失衡有關(guān),等速肌力訓(xùn)練可在提升膝關(guān)節(jié)屈伸肌群肌力的基礎(chǔ)上,使拮抗肌肌群與主動肌比值接近正常狀態(tài)。從而提高膝關(guān)節(jié)的穩(wěn)定性和平衡能力。段好陽等[15]通過比較不同比值屈伸肌力的等速訓(xùn)練對糾正卒中后膝過伸的影響,結(jié)果顯示接受中間比值(0.7~0.9)訓(xùn)練的患者對改善膝關(guān)節(jié)功能及下肢運動功能的療效最佳。Büyükvural ?en 等[16]通過對比單雙側(cè)膝關(guān)節(jié)等速肌力訓(xùn)練發(fā)現(xiàn),雙側(cè)等速訓(xùn)練患者治療后在PT值、生活質(zhì)量、步態(tài)平衡功能等方面較前有明顯改善,且雙側(cè)等速運動組的改善幅度更大。
聶志強等[17]通過觀察患側(cè)髖關(guān)節(jié)及軀干的屈伸肌等速肌力訓(xùn)練發(fā)現(xiàn),治療組髖關(guān)節(jié)和軀干的屈伸肌PT和TW值較治療前明顯增加,且優(yōu)于對照組;髖、膝和踝關(guān)節(jié)的屈伸角度、步長和觸地時長等指標(biāo)也優(yōu)于對照組。同時也探討了下肢功能改善的兩點可能的機制:第一,等速訓(xùn)練增強了軀干的穩(wěn)定性和下肢交替運動的協(xié)調(diào)性,從而促進腦的功能重建[18];第二,治療過程中髖關(guān)節(jié)和軀干的主動和被動運動,有助于新的感覺通路的形成,促進了下肢神經(jīng)功能的恢復(fù)[19]。張義發(fā)等[20]、田蕾等[21]通過對踝關(guān)節(jié)等速訓(xùn)練的研究發(fā)現(xiàn),等速運動可改善患者跖屈肌群的肌力,對踝關(guān)節(jié)穩(wěn)定性的提高有著重要意義。
等速技術(shù)在卒中后上肢功能康復(fù)中的研究相對較少,齊瑞等[22]通過比較不同角速度下的腦卒中患者肘關(guān)節(jié)等速運動,發(fā)現(xiàn)患側(cè)肘關(guān)節(jié)屈伸肌肌力、肌肉耐力、肌肉做功效率均較對側(cè)降低,而伸肌側(cè)下降更明顯,提示腦卒中后偏癱上肢應(yīng)以訓(xùn)練伸肌肌力為主,李雅薇等[23]研究結(jié)果也證實這一點。朱小云等[24]在臨床研究中發(fā)現(xiàn),等速肌力訓(xùn)練可以改善腦卒中偏癱患者上肢肘關(guān)節(jié)屈伸肌肌力,進而改善上肢運動功能,提高患者日常生活活動能力。同時,等速訓(xùn)練還可以通過視覺反饋調(diào)節(jié)肌肉收縮,緩解痙攣。李然等[25]對等速訓(xùn)練的頻度和強度作了進一步規(guī)范,通過對偏癱患者肩關(guān)節(jié)功能的研究也肯定了等速訓(xùn)練對肩關(guān)節(jié)功能改善的療效,影像學(xué)的表現(xiàn)也說明等速訓(xùn)練不會產(chǎn)生額外的損傷。
相關(guān)研究表明,卒中后患者進行呼吸強化訓(xùn)練可提高患者軀干穩(wěn)定性,改善步態(tài)[26],但目前卒中后肺功能康復(fù)一直沒有得到重視和推廣。郭凱鋒等[27-30]研究表明,在常規(guī)康復(fù)基礎(chǔ)上分別施加單純等速訓(xùn)練、單純有氧運動和等速訓(xùn)練聯(lián)合有氧運動后,三組患者在肺功能、等速指標(biāo)及運動功能評分上均較治療前有所改善,且聯(lián)合組FEV1、FVC、PEF、FMA 等指標(biāo)上的改善效果明顯優(yōu)于兩個對照組。這是因為患者肺功能的康復(fù)和運動功能的康復(fù)是相輔相成的,患者偏癱側(cè)呼吸肌的功能會受到運動功能的影響,運動功能改善、肌力提高的同時可以促進肺功能的改善;呼吸訓(xùn)練則可以增強呼吸肌的肌力和耐力,提高核心肌群的力量和軀干控制能力,進一步改善運動功能。此外,心肺功能增強,骨骼肌血流量也會得到改善[31],從而提高肢體運動的耐力。
趙一瑾等[32]、冶琴等[33]將等速技術(shù)與虛擬現(xiàn)實技術(shù)結(jié)合,探討了等速肌力訓(xùn)練技術(shù)聯(lián)合虛擬現(xiàn)實技術(shù)的臨床療效,研究結(jié)果表明聯(lián)合療法能明顯提高腦卒中偏癱患者的肌力情況,改善運動功能和日常生活活動能力,但二者的不足之處均在于方案中探討的是等速肌力技術(shù)與虛擬現(xiàn)實技術(shù)的聯(lián)合療效,未從單一因素進一步分析,這也是后續(xù)臨床方案設(shè)計時需要改進、完善的部分。馬俊杰等[34]在治療卒中后膝過伸患者時,對照組予等速肌力訓(xùn)練及常規(guī)康復(fù)治療,觀察組則在對照組基礎(chǔ)上結(jié)合GaitWatch三維步態(tài)分析與運動訓(xùn)練,使患者的步長、步頻等數(shù)據(jù)能夠?qū)崟r被監(jiān)測,進而動態(tài)調(diào)整運動參數(shù),誘發(fā)運動感覺器官信號的輸入與輸出,同時改變運動姿勢,有效拉伸痙攣肌。治療后觀察組在步態(tài)參數(shù)及下肢運動功能上較對照組均有著較大改善。
下肢康復(fù)機器人將負(fù)重、邁步和平衡三者結(jié)合,通過刺激關(guān)節(jié)肌肉本體感受器促進本體感覺[35],舒國建等[36]將下肢康復(fù)機器人與等速肌力訓(xùn)練技術(shù)結(jié)合,證實了結(jié)合訓(xùn)練對腦卒中患者下肢功能改善的優(yōu)效性。
等速肌力測試所具有的高信度、高效度使其更好地運用在肌肉痙攣、肌肉力量的評價上,進而指導(dǎo)康復(fù)訓(xùn)練。同時等速肌力訓(xùn)練所具備的恒定角速度、順應(yīng)性阻力的特點保證患者在訓(xùn)練不會產(chǎn)生爆發(fā)式加速運動,這種運動模式不會加重患者肌肉痙攣,不會造成肌肉關(guān)節(jié)損傷,安全而有效。
不過,目前尚未達(dá)成卒中后偏癱患者等速肌力訓(xùn)練的統(tǒng)一方案,不同醫(yī)師或治療師在設(shè)置訓(xùn)練的角速度、頻率時都存在很大的差異。同時等速肌力訓(xùn)練對患者的認(rèn)知能力、殘存肌力都有一定要求。