節律性聽覺刺激對卒中后步行功能的影響

葛亞麗 曹磊 宋為群

我國成人群體卒中發病率、死亡率和致殘率均高，70%～80%的卒中患者伴有不同程度的功能障礙[1]。 一半以上的卒中患者表現出步速降低、步態不對稱[2]等步行功能障礙，且在住院康復期間并無明顯改善[3]，造成這種現象的原因可能為缺乏特異性的步態訓練[4]。有證據表明，卒中后患者的步態不對稱以及步行速度等步行功能可能會逐步惡化[5]。因此，改善步行功能很重要，需針對卒中后的步行功能開發新的干預措施。節律性聽覺刺激(rhythmic auditory stimulation,RAS)[6]是將聽覺節奏提示作為一種外部指示信號來調整運動功能，是改善卒中后步行功能障礙的一種新的治療方法。本研究旨在探究聽覺節律的干預對卒中后步行功能障礙的影響及將RAS納入步行訓練的臨床可行性。

1 對象與方法

1.1 對象

采用前瞻性研究，連續納入2021年1月至12月于首都醫科大學宣武醫院康復醫學科就診的40例卒中患者，其中男18例，女22例；年齡24～78歲，平均(58±11)歲；左側偏癱19例，右側偏癱21例。根據隨機數字表法將40例患者分為對照組和試驗組各20例，兩組患者一般資料差異均無統計學意義(均P>0.05)。

納入標準：符合2015年中國腦血管疾病分類中的卒中診斷標準[7]；經頭部CT或頭部MRI確診；初次發病，生命體征平穩，意識清醒，可配合康復評估和治療；滿足步行訓練條件(站位平衡≥2級，患側負重≥75%)[8]且未行步行訓練；Brunnstrom分期[9]≥Ⅳ期，改良Ashworth分級[10]≤2級。

排除標準：存在嚴重的認知功能障礙，蒙特利爾認知評估量表(Montreal cognitive assessment,MoCA)≤22分[11]；有嚴重的言語功能障礙；存在中重度聽力損失[12]；其他影響步態的損傷或疾病(如帕金森病)。

所有入組患者簽署診療知情同意書。本研究方案經首都醫科大學宣武醫院醫學倫理委員會審核批準(倫理號：臨研審[2020]046號)。

1.2 方法

兩組患者均接受常規康復治療[13]，試驗組在對照組的基礎上增加RAS。

1.2.1常規康復治療：(1)偏癱肢體綜合訓練，包括肌力訓練、轉移訓練、平衡訓練、患側負重訓練、重心轉移訓練、步態訓練等，每次治療時間30 min，2次/d，5 d/周。(2)下肢康復踏車訓練，20 min/次，2次/d，5 d/周。

1.2.2RAS訓練：(1)訓練前測出患者的基礎步頻(即患者在自由行走中每分鐘邁出的步數)[14]，重復測量3次并取平均值。(2)以超出平均值10%作為節拍器軟件的節拍設置參數，將步頻輸入節拍器中。(3)告知患者可以使用任何必要的策略來幫助其找到節拍，如原地踏步或用手拍腿。(4)一旦他們找到節拍，患者就開始在訓練時盡可能與其動作相匹配，要求患者在進行運動訓練包括仰臥位訓練、屈髖、屈膝、踝背屈以及站位重心轉移等動作訓練時，在治療師引導下使動作頻率與節拍器保持一致，康復踏車訓練時將踏車速度調至與節拍器節拍保持一致。告知患者，如果失去了節拍，應該在兩次節拍之間暫停，重新獲得節拍后再繼續下一個動作。如果患者多次嘗試后動作依然不能與節拍相匹配，將節拍器參數調整為超出平均值5%作為節拍器軟件的節拍設置參數。待患者適應該頻率時，可逐步增加節拍器的頻率至超出平均值10%作為節拍參數，每次治療時間30 min，2次/d，5 d/周。

1.3 評定標準

1.3.1Fugl-Meyer下肢運動功能評估(Fugl-Meyer assessment：lower extremity,FMA-LE)量表:評定患者治療前后的運動功能，總分34分，分數越高表明下肢功能越好[15]。

1.3.2蓋力步(Gaitboter)步態分析系統：運用中國科學院計算技術研究所研制的蓋力步步態分析系統中的可穿戴采集設備進行數據收集，同時應用相應的步態分析軟件進行步態分析。選取步速(m/s)、步幅時間(s)和步頻(步/min)評定患者治療前后的步行能力，步速(m/s)、步幅時間(s)和步頻(步/min)增大越多，表明患者步行的節奏和穩定性越好，反之越差。選取步長時間差(∣健側步長(s)-患側步長(s)∣)、著地沖擊力差(∣健側沖擊力(g)-患側沖擊力(g)∣)作為患者治療前后步態對稱性的評定數據，差值越小表明患者步態越對稱，反之越不對稱[16]。

1.3.310 m行走時間測試(10 meter walk test，10-MWT)：讓患者以能夠自行控制的速度進行直線行走10 m，記錄行走消耗的時間，患者步行能力越好，所需時間越短[17]。

1.4 統計學分析

2 結果

2.1 基本資料比較

兩組患者性別、年齡、身高、患側差異均無統計學意義(均P>0.05)。見表1。

表1 兩組卒中后偏癱患者的基本資料比較

2.2 FMA-LE量表評分比較

治療前，2組患者FMA-LE量表評分差異無統計學意義(P>0.05)。治療2周后，兩組FMA-LE量表評分較治療前均明顯提高(均P<0.01)，且試驗組FMA-LE量表評分改善明顯優于對照組(P<0.01)。見表2。

2.3 步行參數比較

治療前兩組患者步速、步幅時間、步頻、步長時間差、著地沖擊力差組間差異均無統計學意義(均P>0.05)，治療2周后，兩組患者的步速、步幅及步頻較治療前均有提高，步長時間差、著地沖擊力差較治療前均減小(均P<0.05)，且試驗組步速、步幅及步頻、步長時間差、著地沖擊力差改善均明顯優于對照組，差異均有統計學意義(均P<0.05)。見表3～表7。

2.4 10-MWT比較

治療前2組患者10-MWT比較差異無統計學意義(P>0.05)，治療2周后，兩組10-MWT較治療前均有顯著縮短，差異均有統計學意義(均P<0.01)，且試驗組治療前與治療后的10-MWT差值多于對照組(P<0.05)。見表8。

表2 兩組卒中后偏癱患者康復治療前后Fugl-Meyer下肢運動功能量表評分比較[M(P25，P75)，分]

表3 兩組卒中后偏癱患者康復治療前后步速比較

表4 兩組卒中后偏癱患者康復治療前后步幅時間比較

表5 兩組卒中后偏癱患者康復治療前后步頻比較步/min)

表6 兩組卒中后偏癱患者康復治療前后步長時間差比較[M(P25，P75)，s]

表7 兩組卒中后偏癱患者康復治療前后著地沖擊力差比較[M(P25，P75)，g]

3 討論

行走障礙是卒中后偏癱遺留的最嚴重的殘疾之一，行走能力通常在卒中后 12 周恢復。然而，步行功能的恢復往往是不完全的，一些特定的步態問題仍然存在[18]。75%的患者在出院后仍然步行困難，步行速度和距離難以達到社區安全步行的要求，主要原因是偏癱患者步態適應性下降，面對復雜環境無法及時做出相應的步態調整[19]，主要表現為步速減慢，步長縮短，步幅降低，步寬增大，步態周期延長[20]。Park和Kim[21]研究結果表明，步速和步長的改善可以提高卒中患者卒中后的生存質量。因此，步行功能的恢復被列為卒中康復的首要目標[22]。步態訓練中的早期物理治療干預被認為對于增強卒中后患者的步行功能很有價值。偏癱患者的物理治療通常在卒中后數周內進行，但是偏癱患者的步行訓練通常受到時間(1次/d或2次/d，每次幾分鐘)、空間(在醫院范圍內)和成本效益的限制[23]。為了克服這些缺點，RAS作為一種新興的步行訓練方法，是促進卒中后步行功能恢復的一種容易適用且安全的方法。

RAS對步行表現的積極影響是由一個耦合過程引起的，在這個耦合過程中，除了節奏模式和步行運動程序之外，聽覺信號通過位于小腦白質中部的小腦運動區向腹內側髓質網絡投射，激活脊髓神經間網絡，導致重復的有節奏的步態周期[24]。此外，所有運動的步驟規劃可能與聽覺反饋密切相關，聽覺反饋通過影響運動時機、優化運動表現，在減少反應時間和降低疲勞感的同時提供反饋信息來發揮作用[25]。步行時肢體按一定順序，以相對恒定的節奏進行重復運動。以適當節奏呈現的聽覺節律可以增強患者的行走能力，因為患者可以使他們的運動與節奏相互協調[26]。有節奏的聽覺刺激可以通過網狀脊髓通路增加脊髓運動的興奮性神經元，從而改善肌肉活動[23]。目前關于RAS改善運動的腦區仍不明確。Sherman等[27]研究表明，中腦背側網狀結構的運動區域可能參與調節個體的步態周期。Ozen等[28]認為，小腦也參與了節律的調節，當內源性節律的頻率與刺激的頻率相匹配，帶動了包括小腦在內的運動神經網絡的節律性活動，導致了人類自然步行節律的調節。

蓋力步步態分析系統是中國科學院計算技術研究所研制的可穿戴步態分析設備，是通過標記在位于患者雙側的大腿外側中部、小腿外側中部以及腰椎第二椎體的5個藍牙感應器采集患者步行時的各種參數值。評定時讓患者靜止站在水平地面5 s以上采集靜態數據后，囑患者在自然地面上按日常步態形式直線行走。蓋力步步態分析系統具有穿戴便捷、對檢查場地無特殊要求以及可實時獲得步態參數等優點，并且自然地上行走能更加準確地評估步態節奏的調節。本研究使用蓋力步步態分析系統對卒中后步態參數進行數據收集，并利用相應的步態分析軟件對步速、步幅時間、步頻、步長時間差、著地沖擊力差進行數字化評估分析。步速、步幅和步頻是步行的主要參數，步速和步幅代表患者的步行能力，步頻代表步行的穩定性和下肢控制能力，步長時間差、著地沖擊力差是評價步態對稱性的重要參數。

表8 兩組卒中后偏癱患者康復治療前后10 m行走時間測試比較

本研究結果顯示，治療2周后，2組患者的步速、步頻、步幅、FMA-LE量表評分較治療前均有提高，且試驗組改善優于對照組；治療后，步長時間差、著地沖擊力差和10-MWT相比治療前均有減少，且試驗組改善優于對照組。本研究結果與Thaut等[29]和Hamacher等[30]的研究結果一致，表明RAS可以提高卒中后患者的步行速度、步頻和步幅，縮短步長差和著地沖擊力差，改善卒中后步態的不對稱，提高卒中后患者的步行能力。

綜上所述，RAS可有效改善卒中后患者的下肢運動功能，提高患者步態的步行速度，改善患者的步態對稱性，并且簡便易行，不受訓練場地和康復器械的限制，不額外增加患者的訓練時間和費用，值得臨床應用推廣。本研究有一些局限性，如樣本量小，未長期隨訪，不能確定RAS是否有長期效果。因此，進一步的對照研究需要更大樣本量和更長時間的干預以確定RAS作為一種行走訓練方式的臨床益處。另外蓋力步步態分析系統可獲取髖膝踝的角度以及足偏角等步行空間參數和步行時足底壓力的數據，由于目前仍無信度比較[31]，本研究未對空間參數和壓力參數進行比對分析，未來可對這些數據進行評估分析，為偏癱步態訓練提供更精準的康復訓練。