黃雨青，王艷萌，楊信才

(1.貴州省疾病預(yù)防控制中心慢性病防治研究所，貴州 貴陽 550004；2.河北大學(xué)附屬醫(yī)院，河北 保定 071000)

目前，在所有疾病中，腦卒中已居世界致殘病因的首位，且它導(dǎo)致的傷殘調(diào)整生命年最長[1]。腦卒中后患者偏癱側(cè)的下肢肌力減退、平衡能力降低、本體感覺減弱或異常的步態(tài)模式等導(dǎo)致患者出現(xiàn)步行功能障礙，然而步行能力是決定腦卒中患者生活質(zhì)量的主要因素之一，因此腦卒中后步行功能的恢復(fù)一直是康復(fù)治療的重要組成部分[2]。在腦卒中后恢復(fù)的急性階段，大腦處于可塑性的關(guān)鍵時期，而研究發(fā)現(xiàn)在此期間進行重復(fù)、高劑量、特定任務(wù)的訓(xùn)練可增強有益的皮層重組，從而加速功能恢復(fù)[3]。因此，腦卒中偏癱患者早期康復(fù)干預(yù)意義重大。除了傳統(tǒng)運動訓(xùn)練外，目前越來越多的新型康復(fù)理念和設(shè)備已被應(yīng)用于腦卒中后運動障礙治療中，主要包括跑臺訓(xùn)練、下肢康復(fù)機器人、雙任務(wù)步態(tài)訓(xùn)練、手杖訓(xùn)練及鏡像訓(xùn)練等。

1 跑臺訓(xùn)練

跑步機訓(xùn)練在偏癱患者康復(fù)中應(yīng)用廣泛，對于下肢步行功能障礙的腦卒中患者而言，它可提供接近日?；顒拥闹貜?fù)性跨步訓(xùn)練，且可以在較安全環(huán)境下進行。一般來說，腦卒中患者行走時因步態(tài)異常伴隨代償性動作會增加能量消耗，限制行走耐力的提升。然而，在跑步機上行走時，患者可用健手支撐著扶手，增加患肢單腳站立時間，提高步態(tài)穩(wěn)定性，提升長距離行走耐力，因此，與普通平地步行訓(xùn)練相比，跑臺訓(xùn)練更能提升患者耐力訓(xùn)練效果[4]。跑臺訓(xùn)練主要包括數(shù)字化跑臺訓(xùn)練、三維步態(tài)訓(xùn)練、減重平板步行訓(xùn)練(body weight suport treadmill training，BWSTT)、水中平板步行訓(xùn)練、雙跑帶運動平板訓(xùn)練。

有文獻表明，跑臺運動可降低腦梗死大鼠腦組織toll樣受體2(toll-like receptors 2，TLR2)、腦組織toll樣受體4(toll-like receptors 4，TLR4 )信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路活性，從而減輕缺血再灌注后的繼發(fā)性炎癥反應(yīng)，這可能是腦梗死恢復(fù)運動功能的其中一個機制[5]。同時，黃婷婷等[6]研究顯示，跑臺訓(xùn)練經(jīng)堿性成纖維細(xì)胞生長因子/缺血性腦卒中后皮層小凹蛋白-1/血管內(nèi)皮生長因子通路促進腦缺血半暗帶區(qū)的神經(jīng)血管再生。

1.1 數(shù)字化跑臺訓(xùn)練

數(shù)字化跑臺訓(xùn)練通過抗干擾3D攝像捕捉系統(tǒng)，實時監(jiān)控運動中軀干的屈伸、側(cè)彎角度，髖、膝、踝關(guān)節(jié)的屈伸角度，其配備的大型靈敏壓力感應(yīng)跑臺，能實時記錄支撐相左-右側(cè)觸地時長、步長、身體重心垂直和水平移動等基本步態(tài)分析數(shù)據(jù)，并將其實時地反饋在患者前方的顯示屏上，通過視聽覺反饋機制可降低患者下肢擺動相伸肌張力，提高髖、膝關(guān)節(jié)活動度，從而改善步態(tài)、步長、步速，提高患者的步行能力，還可以直接刺激大腦，提高大腦功能的可塑性[7]。

冀磊磊等[8]對腦卒中患者予以常規(guī)康復(fù)治療同時給予數(shù)字化跑臺訓(xùn)練，2周后患者患側(cè)平均步長增加，更接近健側(cè)，患側(cè)下肢的負(fù)重能力、負(fù)重時間提高，且明顯優(yōu)于對照組。同時，王娟等[9]的研究結(jié)果表明，功能性電刺激同步數(shù)字化跑臺訓(xùn)練能夠顯著改善腦卒中偏癱患者的步行及平衡能力。

1.2 三維步態(tài)分析訓(xùn)練

三維運動平臺是一類多功能的訓(xùn)練康復(fù)治療儀，它的圓盤安裝在帶有外部支撐的球體上，由多個引擎控制，可以實現(xiàn)螺旋形非線性的橢圓形運動模式。根據(jù)患者的情況設(shè)定不同的速度、幅度、順/逆時針的旋轉(zhuǎn)變化周期、旋轉(zhuǎn)范圍、幅度及速度，值越大，旋轉(zhuǎn)變化周期會越短，旋轉(zhuǎn)范圍就越大，患者在平臺上保持平衡和完成訓(xùn)練動作的難度就越大[10]。它產(chǎn)生的橢圓運動可以增強軀干和肢體間的協(xié)調(diào)能力，促進肌肉的向心收縮和離心收縮，與此同時，還可以增強膝關(guān)節(jié)的控制能力。此外，三維平臺訓(xùn)練中不穩(wěn)定的動態(tài)支撐環(huán)境要求患者的肌肉和關(guān)節(jié)不斷地做出反應(yīng)，以維持自身的平衡，此過程可以誘導(dǎo)運動感覺器官的信號輸入，刺激脊髓傳遞神經(jīng)沖動。研究表明，它與等速肌力訓(xùn)練相結(jié)合可以有效改善偏癱膝過伸患者的步態(tài)功能和下肢運動能力[11]。

三維步態(tài)分析系統(tǒng)早已成為新興的評估和分析步態(tài)的方法，它能夠定量測量腦卒中后偏癱患者的步態(tài)特征和下肢關(guān)節(jié)運動學(xué)參數(shù)，具備客觀、準(zhǔn)確、定量等特點，在康復(fù)評定領(lǐng)域中引起眾多的關(guān)注[12]。

1.3 BWSTT

BWSTT是一種基于腦功能重組和神經(jīng)可塑性的功能訓(xùn)練方法，該項訓(xùn)練通過將步行三要素(負(fù)重、邁步、平衡)有機結(jié)合，從而來促進正常模式的建立[13]。BWSTT使用一種特殊的懸吊裝置來減輕患者體質(zhì)量對其下肢的負(fù)荷，并與電動跑步機配合帶動患者重復(fù)而有節(jié)律地進行步行活動。此技術(shù)可以減少腦卒中患者下肢負(fù)重的不對稱性，促進支撐力不充分的患者早期進行步行訓(xùn)練，同時能有效地激活運動皮質(zhì)和脊髓節(jié)律性運動中樞[14]，促使肌肉結(jié)構(gòu)的積極變化，可有效改善肌肉力量[15]。

此外，腦卒中患者平衡能力的下降導(dǎo)致其對視覺輸入的依賴程度很高[16]，這樣可能會妨礙康復(fù)患者正確使用軀體感覺和前庭輸入來正確管理運動任務(wù)。有研究表明，視覺剝奪體質(zhì)量支持跑步機訓(xùn)練即受試者在訓(xùn)練時面朝前方，蒙上眼罩以阻擋視線，在增加步態(tài)速度和節(jié)奏以及減少階躍時間不對稱(step-time asymmetry，ST-asymmetry)方面比BWSTT更有效[17]。

近年來，通過BWSTT結(jié)合其他治療措施來改善腦卒中后患者的運動功能已成為新的研究目標(biāo)。有研究顯示，功能性電刺激訓(xùn)練結(jié)合BWSTT可有效提高腦卒中患者步行能力、改善患者步態(tài)[18]。許林海等[19]也證實BWSTT結(jié)合本體感覺訓(xùn)練能夠積極改善急性缺血性腦卒中患者的下肢運動功能及本體感覺，從而提高患者的平衡能力及步行能力。同時，有研究表明，在減重跑臺訓(xùn)練時聽音樂能顯著改善腦卒中偏癱患者支撐相時間比值、10 m步行時間、步行速度及平衡能力[20]。

1.4 水中平板步行訓(xùn)練

水上跑步機步行訓(xùn)練是一種特殊形式的BWSTT，具有水療及平板運動的特性，對改善腦卒中偏癱患者下肢功能有良好的效果[21]。在水中進行跑步機步行訓(xùn)練時，由于水特有的黏滯性，人體三維皆處阻力環(huán)境之中，患者健側(cè)髖關(guān)節(jié)伸展、膝關(guān)節(jié)伸展和踝關(guān)節(jié)背屈角度的峰值明顯增大，而患側(cè)髖關(guān)節(jié)外展、外旋程度減輕[22]，這可以有效減弱代償，提高步行穩(wěn)定性，促進本體感覺與姿勢控制、平衡功能的改善[23]。此外，與地面運動相比，水中運動在改善呼吸功能(如耗氧量和心率)方面更有效[24]。

Lim[25]研究比較了水射流阻力水下跑步機步態(tài)訓(xùn)練和踝關(guān)節(jié)負(fù)重水下跑步機步態(tài)訓(xùn)練對慢性腦卒中患者平衡和步態(tài)能力的影響，前者在脛骨前端給予水射流阻力，后者患側(cè)腳踝戴著重量相當(dāng)于體質(zhì)量5%的沙袋，每天訓(xùn)練30 min，共4周。訓(xùn)練結(jié)果表明，水射流阻力水下跑步機步態(tài)訓(xùn)練在改善慢性腦卒中患者的靜態(tài)和動態(tài)平衡以及步態(tài)能力方面比踝關(guān)節(jié)負(fù)重水下跑步機步態(tài)訓(xùn)練更有效。

1.5 雙跑帶運動平板訓(xùn)練

與常規(guī)跑臺訓(xùn)練不同，雙跑帶平板訓(xùn)練可通過對兩側(cè)跑帶設(shè)置不同速度來幫助患側(cè)肢體增加支撐時間，可有效集中患者的注意力，最大程度地調(diào)動其積極參與運動的潛能和意識[26]。梁亞利等[27]對12例腦卒中患者采用動態(tài)擾動聯(lián)合雙跑帶的運動平板進行訓(xùn)練，其中動態(tài)擾動主要是指患者在雙跑帶的運動平板上進行訓(xùn)練時，給予不定期的平臺晃動，研究結(jié)果顯示，實驗組腦卒中偏癱患者的步速增加，患側(cè)支撐相比例接近正常，Berg平衡量表評分、下肢Fugl-Meyer評分提高，F(xiàn)AC分級提高，并且顯著優(yōu)于對照組。

1.6 自定步速跑步機

傳統(tǒng)的跑步機訓(xùn)練時設(shè)定的速度是不變的，患者很難自動調(diào)整適合自己的速度來參與訓(xùn)練，為了克服這一局限性，人們開發(fā)了一種模擬地面行走，用于神經(jīng)障礙后的步態(tài)康復(fù)[28]。該跑步機訓(xùn)練系統(tǒng)使用動作捕捉系統(tǒng)測量用戶骨盆和足部的位置和速度，當(dāng)患者在自主行走過程中加速或減速時，控制器會自動識別此時的行走速度，并通過深度傳感器來處理數(shù)據(jù)，隨后將患者行走的目標(biāo)速度和當(dāng)前速度反饋到監(jiān)視器上，用戶可以通過改變自己當(dāng)前的速度來調(diào)整到目標(biāo)速度。有文獻表明，相對于傳統(tǒng)的(被動的)恒速跑步機訓(xùn)練，自定步速步態(tài)訓(xùn)練系統(tǒng)具有改善偏癱患者對稱步態(tài)和促進腦卒中后相關(guān)大腦皮層活動的潛力[29]。但由于目前研究較少，還需要進行長期的臨床試驗來證明其實用性。

2 下肢康復(fù)機器人

下肢康復(fù)機器人裝置主要分為末端效應(yīng)器型和外骨骼型。末端效應(yīng)器裝置可通過向四肢遠端節(jié)段施加機械力來工作，易于設(shè)置，但對四肢近端關(guān)節(jié)的控制有限，容易導(dǎo)致異常運動模式。而外骨骼型機器人由與佩戴者解剖軸對齊的軸組成，在人體肢體的應(yīng)用類似于穿戴式仿生裝置，它能給予穿戴者的髖關(guān)節(jié)、膝關(guān)節(jié)和踝關(guān)節(jié)足夠的支撐力，最大限度地減少異常姿勢或運動，可根據(jù)不同的訓(xùn)練模式主動或被動地為患者提供輔助力而不受預(yù)定的移動模式限制[30]。

2.1 步態(tài)訓(xùn)練下肢機器人

步態(tài)運動輔助機器人(gait exercise assist robot，GEAR)是一種步態(tài)康復(fù)機器人，用于支持腦卒中后嚴(yán)重偏癱患者的步態(tài)練習(xí)[31]。以前的大多數(shù)步態(tài)訓(xùn)練機器人需在雙下肢上佩戴機器人裝置，提供對稱性步態(tài)訓(xùn)練[32]，然而，步態(tài)練習(xí)的目的不是獲得正常、對稱的步態(tài)，而是在運動限制范圍內(nèi)建立最有效的步態(tài)模式，該裝置是一種固定的單腿裝置，僅用于輔助偏癱下肢，高度可調(diào)，且結(jié)合了各種反饋機制。

一項配對病例對照研究通過三維步態(tài)分析來評估亞急性腦卒中患者接受GEAR訓(xùn)練后對步態(tài)能力的持續(xù)影響，研究結(jié)果顯示，GEAR訓(xùn)練在改善步態(tài)參數(shù)的持久性方面優(yōu)于常規(guī)訓(xùn)練[33]。同時，Kayabinar等[34]初步研究了虛擬現(xiàn)實技術(shù)增強機器人輔助步態(tài)訓(xùn)練對慢性腦卒中患者的影響，所有患者結(jié)合與日常生活活動相關(guān)的虛擬環(huán)境進行訓(xùn)練，同時執(zhí)行運動和認(rèn)知雙任務(wù)，結(jié)果顯示患者的步態(tài)速度、雙任務(wù)表現(xiàn)、功能增益改變顯著。

2.2 地面行走下肢機器人

BEAR-H1是深圳Milebot 機器人有限公司生產(chǎn)的一種新型下肢外骨骼機器人，它具有主動和被動模式，同時還配備了監(jiān)測和評估系統(tǒng)，使治療師能夠?qū)崟r觀察步態(tài)訓(xùn)練數(shù)據(jù)，了解患者步態(tài)的進展情況。Li等[35]研究探討了BEAR-H1輔助步態(tài)訓(xùn)練(BEAR-H1 assisted gait training，BAGT)是否比傳統(tǒng)訓(xùn)練更能有效地改善亞急性腦卒中患者的運動和行走能力，結(jié)果顯示BAGT組的6 min步行測試、Fugl-Meyer下肢評估、步速、步頻、步長和周期持續(xù)時間的改善明顯優(yōu)于傳統(tǒng)訓(xùn)練。

而AiWalker是一種由北京Ai-Robotics 科技有限公司AiWalker新開發(fā)的機器人輔助步態(tài)訓(xùn)練系統(tǒng)，與常用的機器人輔助步態(tài)訓(xùn)練設(shè)備(如Lokomat)相比，增加了腳底體感、觸覺刺激，可改善患者下肢軀體感覺功能[36]。同時有研究表明，在腦卒中患者急性住院康復(fù)期間給予機器人外骨骼訓(xùn)練，可明顯提高其功能性步行的能力，能有助于早期恢復(fù)[37]。

除此之外，外骨骼機器人訓(xùn)練在神經(jīng)源性腸功能障礙、心理健康方面具有潛在的益處，未來的研究可涉及更多非運動性結(jié)果(如疼痛和痙攣)[38]。

2.3 末端驅(qū)動式下肢康復(fù)機器人(end-efector robot-assisted gait training，E-RAGT)

E-RAGT是可編程腳步驅(qū)動軌跡，旨在改善偏癱步態(tài)時肢體間踝-膝-髖協(xié)調(diào)不足的情況。E-RAGT和外骨骼下肢康復(fù)機器人的主要區(qū)別在于它在步態(tài)訓(xùn)練期間允許腳踝背屈和足底屈曲運動，而髖關(guān)節(jié)和膝關(guān)節(jié)不受控制，能夠進行主動運動。有研究對E-RAGT輔助步態(tài)訓(xùn)練和BWSTT對偏癱患者皮層激活的影響進行了比較，結(jié)果表明E-RAGT組的Fugel-Meyer運動功能評定量表分?jǐn)?shù)明顯優(yōu)于BWSTT組[39]。既往薈萃分析顯示與傳統(tǒng)的步態(tài)康復(fù)相比，由末端效應(yīng)器裝置輔助的步態(tài)訓(xùn)練能顯著改善腦卒中后的步態(tài)速度和最大步行距離[40]。

3 雙任務(wù)步態(tài)訓(xùn)練

對于許多腦卒中患者而言，重返社區(qū)活動是他們進行康復(fù)訓(xùn)練的主要目標(biāo)，而日常生活中的步態(tài)不是由單獨行走組成的，而是涉及認(rèn)知加工和注意力，以解決各種環(huán)境中的安全問題，這意味著步態(tài)與認(rèn)知有關(guān)。當(dāng)兩個單一任務(wù)(認(rèn)知和運動)同時執(zhí)行時，雙任務(wù)干擾(dual-task interference，DTI)會在個體中發(fā)生。有文獻證實了在慢性腦卒中人群中，雙任務(wù)步態(tài)跑步機訓(xùn)練在改善DTI中的步態(tài)能力方面比單任務(wù)訓(xùn)練更有效[41]。

Bour等[42]對116名首次腦卒中患者進行了2年的隨訪，研究結(jié)果顯示，66.6%和53.3%的患者分別患有抑郁癥狀和執(zhí)行功能障礙，因此對于腦卒中患者而言，能夠重返社區(qū)活動一個非常重要的前提是積極改善其執(zhí)行與認(rèn)知功能。Lord等[43]研究顯示，在標(biāo)準(zhǔn)步態(tài)測試中表現(xiàn)良好的患者中有1/3的患者在無人監(jiān)督的情況下仍然無法開展社區(qū)活動，這是由于他們在察覺和適應(yīng)活動策略方面存在困難，導(dǎo)致跌倒、步行能力下降等現(xiàn)象。對于雙任務(wù)訓(xùn)練的效果，Silsupadol等[44]研究表明，在進行雙任務(wù)訓(xùn)練的同時接受平衡訓(xùn)練的患者在改善動態(tài)步態(tài)指數(shù)方面更為顯著，且此訓(xùn)練效果可持續(xù)3個月，該研究還證實了雙任務(wù)步態(tài)訓(xùn)練具有遷移作用，即患者在新的(未經(jīng)訓(xùn)練的)雙任務(wù)中也表現(xiàn)出改善，這是因為經(jīng)過雙任務(wù)訓(xùn)練后患者的認(rèn)知負(fù)荷的消耗降低，協(xié)調(diào)能力會增加，從而跌倒的可能性也會降低。

因此，慢性腦卒中后患者的步行康復(fù)治療不應(yīng)該只是單純的步態(tài)訓(xùn)練，應(yīng)該適當(dāng)添加認(rèn)知任務(wù)訓(xùn)練，尤其是執(zhí)行功能相關(guān)的任務(wù)。雙任務(wù)訓(xùn)練能夠更好地預(yù)防跌倒，同時可以遷移到日常生活中，并且持續(xù)時間較長。

4 手杖訓(xùn)練

在臨床實踐中，各種輔助設(shè)備如雙杠、助行器和手杖常用于腦卒中患者的平衡和步態(tài)訓(xùn)練。手杖有助于增加腦卒中患者的支撐基礎(chǔ)，提高患者站立和行走時的重量轉(zhuǎn)移能力[45]，保持姿勢穩(wěn)定性。在單肢站立階段使用手杖有助于重量轉(zhuǎn)移到偏癱無力側(cè)的下肢，可有效地提高下肢負(fù)重率，并能增加患側(cè)的觸覺刺激[46]。然而，有研究表明，在康復(fù)早期使用拐杖會導(dǎo)致患側(cè)下肢肌肉活動減少[47]，并干擾體質(zhì)量分布的對稱性，最終會干擾獨立步態(tài)的形成[48]。

此外，有研究表明，在使用拐杖時加入聽覺反饋即每當(dāng)患者的負(fù)重高于手杖上的預(yù)設(shè)閾值時，手杖就會發(fā)出嘟嘟聲，與傳統(tǒng)的手杖步態(tài)訓(xùn)練相比，前者有利于改善腦卒中患者的豎脊肌活動，有助于保持軀干平衡[49]。然而，由于參與者數(shù)量較少且缺乏隨訪結(jié)果無法推廣。

5 鏡像療法

鏡像療法(mirror therapy，MT)最初用于治療患肢疼痛，后來被用于增強偏癱患者腦卒中后的運動恢復(fù)[50]。鏡子擺放于患者矢狀面，達到使患者可在鏡子中觀察健側(cè)肢體運動的鏡像活動，而患側(cè)處于鏡子后面，從而產(chǎn)生雙側(cè)運動功能都正常的錯覺。MT機制研究表明，鏡像視覺反饋可改善大腦半球之間的激活不對稱，通過激活鏡像神經(jīng)元系統(tǒng)來促進大腦的功能重組和可塑[51]，促進患側(cè)初級運動皮質(zhì)內(nèi)的皮質(zhì)功能[52]。

之前與腦卒中相關(guān)的MT研究大多集中在上肢[53]，既往的薈萃分析表明，MT在改善腦卒中后患者下肢運動功能、平衡能力、步行速度、踝關(guān)節(jié)背屈和步長方面顯示出顯著的積極作用[54]。Broderick等[55]進行的一項隨機對照試驗表明，MT聯(lián)合BWSTT能有效改善腦卒中患者的步行能力及日常生活能力。

6 總結(jié)與展望

通過步態(tài)訓(xùn)練改善腦卒中患者下肢功能的諸多干預(yù)手段都各具特色，盡管其中的作用機制尚未被完全闡明。近年來跑步機訓(xùn)練系統(tǒng)的研究越來越多，療效顯著，在步態(tài)訓(xùn)練的同時，可以通過視聽覺反饋，抑制異常步行模式。近年來，也有學(xué)者認(rèn)為帶有轉(zhuǎn)彎功能的跑步機訓(xùn)練對大腦功能重組是有效的[56]。機器人設(shè)備的優(yōu)勢包括減輕密集的人員配置需求及物質(zhì)負(fù)擔(dān)，同時還可以客觀地量化多感官刺激的性質(zhì)和數(shù)量，并可以測量患者的輸出，如運動、力量和時間的改善。雖然對康復(fù)機器人功效的研究正在增加，但對機器人進行步態(tài)訓(xùn)練的報道很少，進一步的研究應(yīng)該在更大的樣本中調(diào)查機器人訓(xùn)練對腦卒中患者的長期影響。相比單任務(wù)訓(xùn)練，進行雙任務(wù)訓(xùn)練的患者在動態(tài)步態(tài)指數(shù)測試方面得到更有效的改善，因此未來物理治療師可在康復(fù)訓(xùn)練中加入雙任務(wù)訓(xùn)練，以便使患者更好地回歸日常生活。使用拐杖可以有效地改善腦卒中患者下肢的負(fù)重率，有助于穩(wěn)定姿勢控制，但仍需對腦卒中患者使用拐杖進行步態(tài)訓(xùn)練的效果及行走時軀干運動學(xué)進行進一步研究。MT聯(lián)合BWSTT在偏癱患者的步行功能改善方面效果顯著，未來應(yīng)進一步開展新的隨機對照試驗，并考慮MT與其他療法的結(jié)合，同時，進一步研究還應(yīng)解決與治療管理相關(guān)的最佳治療劑量和最佳恢復(fù)期問題。在臨床應(yīng)用治療腦卒中后患者運動功能障礙時，應(yīng)根據(jù)患者病情選擇合適的訓(xùn)練方法，或與其他方法聯(lián)合應(yīng)用，以期改善患者的運動功能。