對側功能性電刺激與任務導向性訓練不同方式聯用對腦卒中手功能的影響

張敏杰,金星,孟兆祥,王鑫,王建建,柯明慧

手運動功能喪失是卒中后常見的功能障礙,降低患者生活獨立性,甚至給家庭、社會帶來沉重負擔。手腕、手指伸肌在手功能恢復中扮演重要角色[1-2],且腕指伸肌運動功能一旦受損將難以復原。卒中后早期患者腕、指伸展功能殘存狀況可作為推測手功能預后的一個有效指標[3]。早期的、適宜的腕手伸肌運動功能訓練被認為是偏癱手康復周期中至關重要的一步[4]。隨著對側控制型功能性電刺激(contralaterally controlled functional electrical stimulation,CCFES)在腦卒中康復領域的使用,其有效性與可行性被多位同仁證實[5-6]。CCFES訓練時,通過在健、患側放置電極,采集到健側肌肉用力收縮的肌電信號后,根據健側肌電信號的強弱控制輸出至患側電流強度的大小,達到健患側同步運動的效果。任務導向性訓練(task-oriented training,TOT)實施時,需將動作融合到特定的情景任務中,利用可及、階段化的目標,實時予患者反饋以調整姿勢避免代償,提高運動控制水平[7],在改善手功能方面療效突出[8]。但TOT常需患者具備較高的運動功能,難用于功能較弱的偏癱早期患者[9]?；紓戎?、腕可在CCFES協助下實現與健側協同伸展,使TOT應用于偏癱早期患者具備可行性。本研究將二者同步、分步聯合,探知何種方式聯合更利于增強卒中后手功能。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取2022年6月～2023年2月,在我院康復醫學科住院進行康復的腦卒中患者60例,納入標準:均符合1995年第四屆全國腦血管病學術會議制定的腦卒中診斷標準,并經CT或MRI證實;單側發病;生命體征穩定,意識清晰;年齡40～80歲;病程1個月以內;患者或家屬愿意簽署知情同意書。排除標準:進展型腦卒中;合并嚴重心、肺、肝、腎及感染等疾病;嚴重認知障礙及交流障礙而無法配合;體內有金屬植入物;卒中前無有其他原因所致運動功能障礙;肱二頭肌、手腕屈肌群、手指屈肌群肌張力評定改良Ashworth>1+。(倫理委員會審查批件號:2022ky057)。采用隨機數字表法隨機分為分步組和同步組。2組一般臨床資料比較差異無統計學意義。見表1。

表1 2組患者一般資料比較

1.2 方法 2組患者常規治療方案均相同。常規治療包括物理治療、作業治療、言語治療等。具體訓練內容包括:被動關節活動訓練、感覺輸入訓練、肌張力調整訓練、動作誘發訓練、坐位平衡訓練、站位平衡訓練、日常生活活動能力訓練等。每次30min,每日1次,每周5d,共4周。①同步組:CCFES與任務導向性訓練同步進行:CCFES采用S4生物反饋儀,輸出波形為方波,電流頻率60Hz,脈沖寬度200μs,患者取端坐位,雙上肢放置于桌面。A、B通道的電極分別粘貼于健側和患側腕背伸肌運動點,A通道感應電極先收集健側腕關節用力背伸時的肌電信號后旋轉 B通道電流強度旋鈕使得患側腕關節產生類似的動作。預先設置完成后,隨即進入訓練模塊?；颊咦⒁暬紓韧蠹笆种戈P節,根據設備發出的語音提示“收縮”和“放松”,與此同時伸展手指手腕放下手中球后主動或治療師協助下屈曲雙側手指關節抓緊手中球。一個CCFES 治療中總共可配合執行60次抓松球任務。過程中囑患者控制雙側腕及手指,健患側同步完成抓緊球與放開球的任務。治療周期為5d/周,1次/d, 20min/次,共治療4周。②分步組:CCFES治療后序貫進行任務導向型訓練:CCFES采用S4生物反饋儀,輸出波形為方波,電流頻率60Hz,脈沖寬度200μs?；颊呷《俗?雙上肢放于桌面。A、B通道的電極分別粘貼于健側和患側腕背伸肌運動點,A通道感應電極先收集健側腕關節背伸肌在用力收縮時的肌電信號后旋轉 B通道電流強度旋鈕使得患側腕關節產生類似的動作。預先設置完成后,隨即進入訓練模塊?；颊咦⒁暬紓韧蠹笆种戈P節,根據設備發出的語音提示“收縮”和“放松”,配合伸展后主動或治療師協助下屈曲雙側腕、手指關節。過程中囑患者控制雙側腕及手指努力做同樣的動作。在CCFES 治療后,主動或協助下進行60次抓松球任務導向性訓練。治療周期為5d/周,1次/d,共治療4周。

1.3 評定標準 分別于訓練前、訓練后4周采用上肢 Fugl-Meyer 評分法(Fugl-Meyer assessment,FMA)、表面肌電圖(surface electromyography,sEMG)、Wolf運動功能測試量表(Wolf motor function test,WMFT)、Barhel指數(Barthel index,BI)對患者上肢功能、手功能及日常生活活動能力進行評定?？祻驮u定由2名對分組不知情的康復科醫師完成。①FMA:上肢運動功能部分包括反射、肩、肘、腕、手等9大項,33個小項,每小項根據動作完成充分程度得分可為0、1、2分,總積分為66分。評估得分越高代表上肢、腕、手運動功能越好。② BI:內容包括進食、修飾、穿衣、大小便控制、如廁、床椅轉移、平地步行、上下樓梯,10個評估項目,總分為100分。得分越高代表生活獨立程度越高。③sEMG:采用醫療手腕FlexComp表面肌電分析系統?；颊呷⊙雠P位,前臂旋前,雙上肢自然放于體側。使用酒精對皮膚做脫脂處理,后平行于腕背伸肌走向,分別于健患側粘貼電極片。在評估開始前,預先宣教評定過程及注意事項,并囑患者按照指令健患側同步盡最大努力完成腕背伸動作并保持,保持后放松。期間每個動作保持5s,休息5s,總共重復3次。動作完成后,儀器轉入分析模式,可獲知患者健、患側腕背伸肌的肌電均方根值(root mean square,RMS)。由于個體間的RMS值易受性別、身高、體重等因素影響,無法直接用以比較,所以采用RMS比值=患側腕背伸肌RMS/健側腕背伸肌RMS[9],數值越大,代表腕伸肌運動功能越好。④ WMFT[10]:包括15個項目,1～6項簡單的關節運動,7～15項為復合的功能動作。每項任務需在120s內,否則僅記為1分。具體包括:(側面)前臂放到桌子;(側面)前臂由桌子放到盒子;(側面)在桌面上伸肘;(側面)在桌面有負荷伸肘;(正面)手放到桌子;(正面)手由桌子放到盒子;在桌面拉回0.45kg的物體;拿起易拉罐到嘴邊;從桌面拿起鉛筆;從桌面拿起曲別針;疊放3個棋子;翻轉3張紙牌;在鎖中轉動鑰匙;疊毛巾;提1.35kg籃子到旁邊桌子。對所有動作進行計時和對動作質量打分。每小項根據動作完成質量分6個等級,最低0分,最高5分,量表總分75分。得分越高,代表上肢及手功能越高。

2 結果

2組患者治療前組間各項評定差異無統計學意義。治療后2組RMS比值、FMA、WMFT及BI評分均較治療前明顯提高(P<0.01,0.05),且同步組各項評定較分步組更高(P<0.01,0.05)。見表2,表3。

表2 2組FMA和BI評分治療前后比較 分,

表3 2組RMS比值和WMFT評分治療前后比較

3 討論

本研究對60名偏癱患者應用CCFES以不同方式聯合任務導向性訓練進行對照研究,經治療4周后,同步組、分步組患者FMA、WMFT、患側腕背伸肌RMS/健側腕背伸肌RMS及BI均有明顯提高,與分步組相較,同步組各項評定結果更為優異。提示CCFES與任務導向性訓練無論以何種方式聯合治療均可提高恢復期偏癱患者手功能,且以同步CCFES和任務導向性訓練更利于偏癱患者功能恢復。

CCFES訓練模式是獨特的,患側伸肌的刺激強度和隨后的手腕、指伸展程度是通過采集健側伸肌肌電信號來控制的[11]。在同步組、分步組訓練中患者被協助同時伸展雙側腕指,由此對患側的刺激與主動張開患手的嘗試是一致的,這可以讓患者感覺到他們已經重新獲得控制自己患側腕指伸展的能力。因此,CCFES將運動意圖與期待的運動反應以及相應的感官體驗同步。國外文獻報道沿運動和感覺通路的神經元同步重復激活利于促進突觸重塑、神經重組和運動恢復[12]。

CCFES對上肢、腕手功能的促進還可能通過以下原理:①CCFES訓練時先產生意念后出現動作,極大程度使意念與運動同頻,增強了中樞神經活動與外周肌肉活動的正向聯系[13];②CCFES通過結合電刺激與生物反饋,采集健側肌群肌電信號,刺激患側肌群,達到健、患側同步的雙側對稱性運動,減少半球間抑制、重建半球間平衡,促進患側肢體功能提升[14-15];③患側模仿健側、健側誘導的CCFES運動模式有效地將運動想象貫徹其中[16],使患者觀察到患側運動產生視錯覺激活鏡像神經元[17],提高患側肢體使用率而減少習得性廢用[18];④健側控制患側,患者可較容易地控制運動節奏,任務導向性訓練參與成為可能,使得患者得以在訓練中再學習、學習中再訓練[19]。

任務導向性訓練是腦卒中后經典的訓練手段,其過程中強調主動配合,目標實時反饋于患者,極大程度地調動患者運動潛能。后期以目標適應性進階,患者根據自身目標完成程度動態調整運動輸出,得以糾正姿勢代償,調整異常肌肉張力,重建正常運動模式[20]。本研究以誘發、提高腕指伸肌運動功能為目標,將抓松球任務融合入CCFES訓練中,更著重提高遠端肢體運動能力,可以提升患者信心、推進整體康復進程。

基于腦損傷后神經恢復原理,CCFES與任務導向性訓練同時聯用于偏癱患者,較二者單獨分步應用具有以下兩方面優勢:一方面:在任務模式下的中樞-外周、運動-感覺神經通路間高頻的、重復的同步性,可加速突觸重塑與神經重組,起到優化患肢運動功能、運動控制水平的作用[21]。在CCFES介導下孱弱的偏癱患側手得以實現運動隨意念誘發,使得與任務導向性訓練聯合切實可行,意念與運動高頻重疊有利于提高任務導向性訓練完成度、完成率高。并且良好的雙側任務導向性訓練完成度得以充分調動受累側初級運動區皮質興奮性及促進患肢潛在的運動功能恢復,降低半球間抑制,定向誘導受累側皮質脊髓束連接建立,增強相應皮層區的連接從而推進功能的重建[22-25]。此外CCFES提供的訓練是可控的,不僅能協助患者控制電刺激的開始,而且在一定程度上還可主觀控制刺激持續時間和刺激強度。CCFES這種可控的特性能調動患者積極性、幫助保持患者注意力集中,有益于康復療程的推動。另一方面:兩者聯用協同激活相似的中樞調控區,可在不延長治療時間的條件下增強訓練效果,有益于縮短康復周期,減少人力、財力、物力的投入。初級運動皮層、輔助運動皮層、感覺皮層在結構與功能上廣泛聯系,共同協調控制對側肢體隨意運動[26]。任務導向性訓練、CCFES 同時應用在腦損傷治療時,在相同的神經恢復通路上協同地強化激活初級運動皮層、輔助運動皮層,增強患側肢體的靶肌肉應答,加速手腕、手指伸展功能康復[27-28]。所以兩者同步聯用于卒中后康復治療,可發揮協同作用即可在不延長治療時間的情況下,更好地提高治療效果。

大多關于CCFES報道評定運動功能變化往往采用徒手肌力評定、Ashworth分級類徒手檢測分級量表[29-30],本研究應用表面肌電動態、客觀、精準、量化地反應患者腕指運動功能變化。RMS是sEMS常規使用的時域參數。本文運用患側腕背伸肌RMS/健側腕背伸肌RMS比值,將評定數據標準化,減少個體差異,縮小系統誤差[31]。RMS比值作為反應患者的腕、指伸展力量變化核心療效指標,治療后同步組RMS比值較分步組有顯著提升,顯示同步抓-松球任務的CCFES訓練,有益于提升腦卒中患者的腕指伸展能力及推進手部整體康復進程。

綜上所述,同步CCFES、任務導向性訓練與分步兩者相比,在改善偏癱患者上肢及手功能方面更有優勢。但本研究未采用功能性磁共振、彌散張量成相技術等中樞檢測指標對腦神經恢復機制進行評定,未能深化捕捉到患者腦區的激活及遷移變化。未來的研究還需加大樣本量,嘗試應用客觀中樞評定手段,更好地闡釋腦功能恢復原理。