翟曉雪，張皓

騎馬機在康復(fù)治療領(lǐng)域的研究進展①

翟曉雪，張皓

本文介紹了騎馬機治療作為一種康復(fù)治療方法，在兒童康復(fù)領(lǐng)域、神經(jīng)骨骼肌肉系統(tǒng)疾病(腦卒中、腦外傷疾病等)及老年人群中的應(yīng)用，并進一步探討了其神經(jīng)肌肉激活原理、核心力量原理、感覺整合原理。騎馬機還需結(jié)合人機互動和現(xiàn)代物理技術(shù)，做進一步改造，以便在康復(fù)領(lǐng)域推廣應(yīng)用。

騎馬機；康復(fù)治療；機制；綜述

[本文著錄格式]翟曉雪，張皓.騎馬機在康復(fù)治療領(lǐng)域的研究進展[J].中國康復(fù)理論與實踐,2016,22(12):1412-1415.

CITED AS:ZhaiXX,Zhang H.Application ofmechanical horseback riding in rehabilitation(review)[J].Zhongguo Kangfu Lilun Yu Shijian,2016,22(12):1412-1415.

近幾十年來，國外有大量關(guān)于騎馬機在康復(fù)治療領(lǐng)域應(yīng)用的研究報道，其中絕大多數(shù)應(yīng)用于存在軀體運動功能障礙的患者，如腦癱、腦卒中、腦外傷等。此外，騎馬機治療作為一種預(yù)防肌肉萎縮，防止動態(tài)功能降低，增加最大運動耐力的介入方法，可明顯提高老年患者生活質(zhì)量。本文對騎馬機治療的產(chǎn)生、原理、訓(xùn)練、應(yīng)用進行闡述。

1 馬術(shù)治療的起源

馬術(shù)治療源于1952年奧林匹克運動會銀牌得主、脊髓灰質(zhì)炎后遺癥患者Liz Hartel神奇的康復(fù)故事[1]。簡單的說，就是以馬作為一種治療工具，利用馬的規(guī)律性運動模式以及人馬互動的所有活動，對患者的生理、心理、認知、行為障礙進行治療。但由于馬術(shù)治療的成本高昂，而且受場地、天氣、馬種及具有資質(zhì)認證的馬術(shù)治療師數(shù)目有限等原因限制，促使了騎馬機的產(chǎn)生。

2 騎馬機的產(chǎn)生

科學(xué)家應(yīng)用虛擬現(xiàn)實原理、6軸平行機制和運動捕捉技術(shù)，復(fù)制馬慢步時馬鞍的三維運動模型，并對所形成的63種組合運動模式進行主觀滿意度評價[2]。最后，前后移動-前后屈-左右傾(x-Pitch-Roll)方式運動被挑選出來，經(jīng)曲柄和蝸狀齒輪形成簡易的驅(qū)動裝置，最后形成現(xiàn)在的“8”字形的運動模式，這是目前被認為最類似馬慢步的運動模式。座位沿用馬鞍的設(shè)計，用以模擬騎馬運動的方式(Joba,Matsushita Electric Works,Ltd.,Japan)[3]，而且在訓(xùn)練過程中不會產(chǎn)生過大的運動負荷，是安全、便捷的康復(fù)設(shè)施。

3 騎馬機治療的原理

騎馬機治療是基于經(jīng)典馬術(shù)治療理論，結(jié)合神經(jīng)運動功能和感覺統(tǒng)合的理論設(shè)計而成[4-7]。

3.1 神經(jīng)肌肉激活原理

馬背連貫、節(jié)律性運動所產(chǎn)生的感覺輸入可以提高主動肌和拮抗肌的同步收縮、關(guān)節(jié)的穩(wěn)定性、重心轉(zhuǎn)移、姿勢和平衡反射，被治療者在訓(xùn)練中為了防止落馬，會保持平衡姿勢，這使得軀體各組肌肉可以持續(xù)或交替收縮。從生理學(xué)的角度上講，這種肌肉收縮是主動性運動，屬于耗氧的力量性訓(xùn)練。主動運動的速度、方向、強度以及主動肌和拮抗肌的相互協(xié)調(diào)和轉(zhuǎn)化，又和馬鞍活動帶動軀體的被動運動密切相關(guān)，這就是騎馬機治療獨一無二的以被動運動產(chǎn)生主動性的肌肉收縮的原理[8]。

3.2 核心力量原理[9]

運動的馬背提供了一個持續(xù)動態(tài)不穩(wěn)定的支撐環(huán)境，可持續(xù)增加對中樞神經(jīng)系統(tǒng)的刺激，進而提高中樞神經(jīng)系統(tǒng)動員肌纖維參與收縮的能力(即中樞激活提高)[10]。由于身體在不穩(wěn)定的支撐面上，姿勢難以保持穩(wěn)定狀態(tài)，重心位置難以固定，因此身體必須不斷的調(diào)整姿勢以控制重心和姿勢的平衡與穩(wěn)定，此時核心肌群的工作負荷變大，神經(jīng)肌肉的刺激效果增強，訓(xùn)練效果更好[11-12]。

3.3 感覺整合原理

當坐在運動的騎馬機上時，騎手主要通過視覺信息來反饋，補償騎馬機加速的擺動，如果要求騎手閉眼，他需要調(diào)動一切平衡感覺系統(tǒng)來探測運動和速度的變化。基于此，姿勢保持功能、姿勢控制機制和視覺反饋信息共同作用的反饋能力將會提高，控制騎馬時的姿勢和平衡水平能力也相應(yīng)得以改善[1]。姿勢反射對于軀體功能保持正直的姿勢非常重要，姿勢反射包括局部平衡反射、本體平衡反射等，涉及包括迷路、視覺、軀體和大腦皮層的控制，在這其中人體需要進行多項復(fù)雜功能的協(xié)調(diào)和整合，從而提高感覺整合能力[5]。

4 騎馬機訓(xùn)練

騎馬機的訓(xùn)練課程分4個部分：①正確安全的上馬方式；②熱身活動；③訓(xùn)練和游戲；④下馬方式。

騎馬機運動的速度共分為9檔：1～3檔為低強度運動，4～6檔為中等強度運動，7～9檔為高強度運動。通常選擇1～5檔，根據(jù)患者的障礙程度、適應(yīng)能力和安全考慮逐級進行調(diào)整。治療師可根據(jù)需要改變儀器運動速度、運動角度、支撐面的穩(wěn)定屬性，帶動患者骨盆產(chǎn)生多變的運動，給予骨盆以上軀干、肩頸部和頭部新的運動和感覺刺激。還可以讓患者閉上眼睛，或讓患者倒騎和側(cè)騎在騎馬機上，加強本體感覺刺激。在騎馬機治療的同時，增加上肢精細活動訓(xùn)練，加強軀干穩(wěn)定及協(xié)調(diào)性，建立正常的運動模式[13]。

5 騎馬機的應(yīng)用

國外已有大量證據(jù)表明騎馬治療具有很廣泛的適應(yīng)癥，它可涉及各種病因所致的神經(jīng)系統(tǒng)障礙，包括神經(jīng)肌肉系統(tǒng)疾病(腦血管病、腦外傷、多發(fā)硬化、脊髓灰質(zhì)炎、脊髓損傷、脊柱裂、骨科疾病、截肢、肢體畸形等)，兒童康復(fù)(腦癱、孤獨癥、多動癥和各種行為異常)，老年人日常生活能力提高及一些慢性病治療(防跌倒、骨質(zhì)疏松、廢用性肌肉萎縮、糖尿病等)。

5.1 在兒童康復(fù)中的應(yīng)用

5.1.1 腦癱

兒童認知發(fā)育、軀體控制以及神經(jīng)生理學(xué)是騎馬機治療腦癱兒童的理論基礎(chǔ)。大腦內(nèi)神經(jīng)元之間的聯(lián)系復(fù)雜多樣，神經(jīng)環(huán)路并不是預(yù)先設(shè)定好的，不同的經(jīng)歷強化了不同神經(jīng)元細胞群之間的關(guān)系。在兒童時期，自身的經(jīng)歷和外界環(huán)境的刺激，促成了不同的神經(jīng)元環(huán)路的形成，組成復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)。馬的運動可以激發(fā)自發(fā)運動的產(chǎn)生，自發(fā)運動又可以促進認知能力的提高和運動水平的發(fā)展，并且可以促進患者重復(fù)這些運動，即使下了馬也可以鍛煉平衡能力[5]。

從三維立體空間運動重塑的實驗結(jié)果可以看出，馬在慢速步行時其髖部及骨盆的運動模式，與正常成年人行走時骨盆的左右擺動和前后傾斜極為相似。當患者坐騎在馬背上，其骨盆及雙下肢與慢步的馬緊密貼服時，馬的運動可以傳導(dǎo)給患者下肢甚至全身運動信息，患者被動地跟隨馬的運動而運動，從而輸入并易化了類似正常步態(tài)節(jié)律和方向的運動模式。所以，馬術(shù)治療可以給有錯誤動作模式或是從未有走路經(jīng)驗的患者，提供一個特殊的體驗正常人步態(tài)的機會，從而促進運動全面的改善[14]?；純候T跨在寬闊的馬背上，小腿及膝部貼附于馬的兩側(cè)，這樣髖關(guān)節(jié)外展，大腿肌肉得以充分牽拉，再加上馬的節(jié)律性運動在局部產(chǎn)生類似按摩溫?zé)岬淖饔?馬的體溫比人一般要高1?～2?)，對多數(shù)大腿內(nèi)收肌痙攣的患者有明顯的療效[15]。騎馬機治療是讓患者適應(yīng)馬的節(jié)律性運動并做出相應(yīng)的反應(yīng)，這是騎馬機治療的精髓。任何在馬背上所獲得的運動技巧或主動的姿勢控制，都潛移默化地影響著下馬后的功能狀態(tài)，用以改善行走功能和相關(guān)關(guān)節(jié)的粗大運動功能[16]。

5.1.2 孤獨癥

每個人都有尋求冒險刺激的內(nèi)在需求，而騎馬恰恰就是一項略帶危險性、具有挑戰(zhàn)性的運動。它可以充分調(diào)動、激發(fā)患兒的毅力和斗志，從而提高依從性和功能的改善[17]。騎馬時，馬提供了各種感覺刺激輸入，促使大腦分泌腦內(nèi)啡酞，達到鎮(zhèn)定、放松的效果[18]。結(jié)合虛擬現(xiàn)實的騎馬機治療或許也能達到此目的。

5.2 在神經(jīng)骨骼肌肉系統(tǒng)疾病中的應(yīng)用

神經(jīng)肌肉激活技術(shù)目的在于激活肌肉組織，因為運動程序是在大腦中進行轉(zhuǎn)換的。在騎馬運動中，當坐在馬鞍時，僅依靠腰腹背部的肌肉保持豎直向上的姿勢很困難。為了維持動態(tài)平衡，騎手隨時調(diào)整姿勢，被動阻止相關(guān)的傾斜運動，自發(fā)地產(chǎn)生肌肉收縮，運動單元被水平電位激活，肌肉從休眠狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榧せ顮顟B(tài)，形成維持平衡的主動反應(yīng)。

騎馬機采取靜態(tài)訓(xùn)練與動態(tài)訓(xùn)練兩種方式[19]。靜態(tài)訓(xùn)練可提高平衡能力，在靜態(tài)平衡的基礎(chǔ)上，增加上肢體操訓(xùn)練，調(diào)節(jié)上肢和軀干控制能力。動態(tài)訓(xùn)練對改善軀干和下肢功能有利，緩慢的運動可以降低過高的肌張力；快速的運動可以增強肌力；在動態(tài)平衡控制良好的基礎(chǔ)上，增加手接物訓(xùn)練，可誘發(fā)上肢隨意運動，建立正常的運動模式。通過這一治療使得中樞神經(jīng)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)能力得到加強，肢體功能及日常生活活動能力等隨之改善。

5.2.1 腦卒中、腦外傷

在腦卒中患者中，盡管大部分患者在卒中后的6個月內(nèi)已經(jīng)學(xué)會了獨立行走，但是，步態(tài)和平衡問題依舊貫穿整個康復(fù)過程，對患者生活質(zhì)量有著重大影響[20]。核心肌群控制能力的下降是引起平衡功能障礙的重要因素。核心肌群是指附著于脊柱、骨盆、髖關(guān)節(jié)等骨骼上、并在運動或靜止活動中起到保持身體基本姿勢、維持姿勢穩(wěn)定與平衡作用的一組肌肉，其重要作用是在產(chǎn)生脊柱運動時維持軀干穩(wěn)定[21-23]。在運動的馬背這種不穩(wěn)定的狀態(tài)下，患者運動時一方面需要不斷地克服外界負荷做功，另一方面還需要持續(xù)額外增加做功來維持身體姿勢的穩(wěn)定。這能更有效地刺激神經(jīng)中樞加強對肌肉的控制，能更有效地針對核心區(qū)肌肉進行訓(xùn)練。

一般每次治療30～40min，也就是在一次治療中，馬會走超過3000步，那么患者就會有上千次練習(xí)重心位移及姿勢控制的機會，這是任何一種訓(xùn)練活動無法達到的[24-26]。三維度重復(fù)的慢步馬的運動模式可以使騎手的骨盆運動正?；?，類似正常人移動時的骨盆運動，可以通過改變馬的速度或方向以增加刺激類型和強度，如馬的步長加長，會誘發(fā)騎馬者軀干屈曲的反應(yīng)；若步長變短，則會誘發(fā)騎馬者軀干伸直的反應(yīng)；若采取長短交替的步態(tài)，則會使騎馬者整合對屈曲、伸展的控制能力，從而改善患者的步態(tài)[27]。騎馬機訓(xùn)練對腦卒中偏癱患者的平衡功能改善比傳統(tǒng)康復(fù)訓(xùn)練更顯著，尤其表現(xiàn)在重心擺動的幅度減小，重心移動類型從向一側(cè)偏斜轉(zhuǎn)換到類似正常人的中心型，從而使平衡的控制和姿勢穩(wěn)定性得以提高[13]。綜上所述，騎馬機治療可以改善腦卒中患者日常生活活動能力。

5.2.2 其他神經(jīng)骨骼肌肉系統(tǒng)疾病

脊椎側(cè)彎是由多種原因造成的，包括肌力下降、軀干不穩(wěn)定、棘突旁肌肌張力不對稱等情況[28]；腰背痛是因為局部穩(wěn)定肌的萎縮、失活及局部穩(wěn)定肌與整體運動肌之間的協(xié)調(diào)紊亂造成的[29]。騎馬機治療通過提高核心肌群肌力來減輕這些癥狀。多發(fā)性硬化的患者會有關(guān)節(jié)活動度的減少，軀干以及下肢肌力的下降，從而產(chǎn)生肌肉強直和疲勞。騎馬機可以提高平衡能力，減輕痙攣，改善患者粗大運動，保持正確坐騎姿勢可使全身肌肉張力和痙攣顯著下降，上肢自然下垂向前，下肢屈曲，剛好可以抑制原始反射釋放的痙攣模式。不完全性脊髓損傷患者姿勢調(diào)節(jié)能力下降，保持直立坐位的運動感覺整合能力減退，通常核心肌群的力量會減弱，站立時由于痙攣等導(dǎo)致的髖關(guān)節(jié)伸展受限，以及髂腰肌的痙攣，使得運動受限。騎馬機鍛煉可以提高附著在腰椎、骨盆、髖關(guān)節(jié)的核心肌群肌力，并提高靜態(tài)的姿勢平衡能力[30-33]。

5.3 在老年人中的應(yīng)用

隨著老齡化社會的到來，老年偏癱患者的數(shù)目將會逐年大幅度增加[34]。由于老年人運動和平衡功能的下降，使得跌倒風(fēng)險增高，又因為懼怕跌倒，導(dǎo)致活動量減少的同時，恐懼跌倒的心理增加[35-36]。騎馬機作為一種安全有效的訓(xùn)練方式，可以克服這樣的問題。傳統(tǒng)康復(fù)技術(shù)重點在于被動治療、局部治療，而騎馬機治療技術(shù)則強調(diào)激發(fā)人體自身的潛力，重點在于整體治療、主動治療。經(jīng)過騎馬機訓(xùn)練，治療前存在的感覺和運動控制能力失調(diào)以及肌力減小，髖關(guān)節(jié)關(guān)節(jié)活動度下降都有不同程度的改善。這表明騎馬運動作為一項抗阻運動，主要作用于腰腹部[37]。Shinom iya等前瞻性的試驗還發(fā)現(xiàn)，應(yīng)用騎馬治療儀器的老年人還可以有效地提高胰島素的敏感性[2]。

綜上所述，騎馬機治療可以抑制異常運動的模式，模擬人類行走的步態(tài)；提高平衡感以及頭、軀干姿勢的控制能力；加強脊柱、骨盆和髖膝關(guān)節(jié)的活動；使肌肉的張力正?；?；改善身體的耐力[8,38]。根據(jù)騎馬機對運動功能的緩和影響，評價健康測試者在經(jīng)過30m in的騎馬訓(xùn)練后副交感神經(jīng)興奮性以及心率變異率，兩者都有明顯提高，而且馬術(shù)治療對呼吸、情緒和語言的積極影響又會反作用于軀干肌力，使之得以加強[39]。

6 展望

目前，騎馬機作為一種治療方法，仍有許多可以改進的地方?；诟杏X統(tǒng)合的原理，可以改善馬鞍設(shè)計；利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)，結(jié)合三維虛擬與仿真技術(shù)的康復(fù)訓(xùn)練，給患者帶來接近騎馬的真實感覺；視覺作為重要的感官反饋，可以通過輸入設(shè)備(如數(shù)據(jù)手套、動作捕捉儀)把自己的動作傳入計算機，并從輸出反饋設(shè)備得到視覺反饋，以調(diào)整在馬背上的姿勢。在訓(xùn)練之前，首先對患者進行相關(guān)的評價，用于指導(dǎo)騎馬機運動模式、運動強度、運動時間及運動頻率，并提出運動中的注意事項，從而在保證安全的基礎(chǔ)上，最大程度達到增強肌肉力量、耐力和協(xié)調(diào)性，改善肌張力，增加關(guān)節(jié)活動范圍，刺激本體感受器，改善大腦皮質(zhì)的作用。

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App lication ofM echanicalHorseback Riding in Rehabilitation(review)

ZHAIXiao-xue,ZHANGHao
1.CapitalMedical University School of Rehabilitation Medicine,Beijing 100068,China;2.Departmentof Neurorehabilitation(K3),Beijing Bo'aiHospital,China Rehabilitation Research Center,Beijing 100068,China

This review introduced the application of hippotherapy,as amethod of rehabilitation,in the field of children's rehabilitation, the neurological skeletalmuscle diseases(stroke,brain traumatic,etc.)and the elderly population.In addition,theneuromuscularactivation principle,the core strength principle,and the sensory integration principlewere discussed.In order to increase its popularity in the field of rehabilitation,itshould combineman-machine interactionw ithmodern physical rehabilitation technology.

hippotherapy;rehabilitation;mechanism;review

10.3969/j.issn.1006-9771.2016.12.010

R496

A

1006-9771(2016)12-1412-04

2016-08-02

2016-10-10)

中國康復(fù)研究中心2016年度科研項目(No.2016ZX-16)。

1.首都醫(yī)科大學(xué)康復(fù)醫(yī)學(xué)院，北京市100068；2.中國康復(fù)研究中心北京博愛醫(yī)院神經(jīng)康復(fù)科K 3，北京市100068。作者簡介：翟曉雪(1991-)，女，漢族，山東沂源縣人，碩士研究生，主要研究方向：神經(jīng)康復(fù)。通訊作者：張皓(1965-)，女，漢族，北京市人，博士，主任醫(yī)師，碩士研究生導(dǎo)師，主要研究方向：腦損傷康復(fù)。E-mail:zh1665@163.com。