减重训练的研究进展及对卒中后偏瘫步态康复的影响Word文件下载.docx
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Barbeau等发现猫脊髓横断8d后，鞘内注射氯压定（clonidine）可激活主动运动，提示CPG的活动与脊髓神经介质的活动有关。
步行时屈肌和伸肌自发性交替活动的CPG理论是，屈肌兴奋性冲动通过中间神经元抑制伸肌活动，屈肌兴奋完成后伸肌的神经兴奋释放，引起伸肌活动，从而在步行动作启动之后，产生自发性屈肌一伸肌交替兴奋（图1）。
三、步行控制的主要因素
脊髓中枢的兴奋释放导致肢体痉挛、僵硬、颤动等，多见于脑卒中、脑外伤和高位脊髓损伤。
下行控制的阻断导致肢体无力和麻痹，多见于外周神经损伤和脊髓前角病变。
影响步行控制的主要因素包括：
（1）髋关节屈肌的牵伸刺激，这是诱导CPG的重要因素。
限制猫后肢的后伸动作可显著限制后肢肌电活动，因此屈髋肌挛缩的患者一定要加强牵伸训练。
（2）下肢负重的两重性。
一方面减重训练是通过减轻身体负重，以促进步行，另一方面要注意负重本身可以促进下肢伸肌群的活动。
下肢负重降低不改变肌电的时相，但是降低肌电振幅J。
减重的幅度要降低到患者可以启动步行的最小程度。
（3）步态的影响：
加快步速不显著改变步行的摆动相，但显著缩短支撑相。
（4）大脑皮质对步行动作有直接的控制作用。
（5）适当下肢负重有利于促进感觉反馈对步行动作的调节作用。
四、神经功能的自然恢复
失神经支配的过程可以部分甚至全部自然恢复。
Barbeau等发现去皮质的猫可以自发性地恢复运动、避开障碍物、觅食和进行复杂运动的全部技能。
因此在减重训练的研究中必须设立对照组，以避免错误的结论。
临床应用进展
一、历史回顾
减重训练的临床应用可以追溯到1958年，Margaret等出版了专著“康复治疗中的悬吊疗法”。
但是由于方法的局限和认识不足，没有得到发展。
将减重训练用于神经瘫痪患者的新热潮始于加拿大学者Visintin等1989年的报道，他们发现痉挛性瘫痪者进行40％PWS活动平板训练6周后，平衡功能、步行速度和步行耐力均显著高于常规训练组；
随访3个月时训练组的步行速度和运动恢复得分进一步提高。
1973年Grillnerl证明出生后1周的小猫在下胸段水平破坏脊髓，2d后将其后肢放于活动平板（treadmill，TM）上可行走。
其后，有学者证明了相同的结论，并提出将这一原理应用于人类。
20世纪80年代末，Visintin等在不完全性脊髓损伤所致截瘫患者身上采用减重步行训练（bodyweighsupporttreadmilltraining，BWSTT）取得了较好疗效，部分轮椅依赖患者可不依赖轮椅了。
90年代以后，此装置被陆续应用在截瘫、偏瘫、脑瘫J、Parkinson病和下肢骨关节病患者的步行训练中，获得了一定的成功。
二、减重负荷
Colby等研究不同减重负荷（0％、20％、40％）对平板运动（1．34m／s，5min／次）时肌肉活动的影响，发现40％PWS时股四头肌肌电降低，但在20％PWS时不降低；
吸氧量降低分别为12％和6％。
Finch等⋯观察0％、30％、50％和70％PWS步态训练的反应，发现70％PWS的步态与其它减重条件的步态有别。
减重的程度越高（即悬吊的重量越大），单腿和双腿支撑相时间越短、最大髋膝摆动角越小，肌电活动越低，步速受到限制。
因此需要根据患者的实际情况和训练目标选择恰当的减重程度。
国际上普遍采用的减重程度为≤40％体重。
三、脊髓损伤
Dobkin等报告5例完全性和4例不完全性胸脊髓损伤患者，进行45％～50％PWS训练，活动平板速度0．5～1．0km／h，发现运动时EMG活动与步行动作一致。
不完全损伤者启动摆步的能力较强，与步行动作一致，提示肌电活动与牵张反射无关。
结果还提示腰脊髓的感觉反馈（肢体负荷和本体感受）可以造成节律性的EMG活动（即使没有皮质脊髓束的参与）。
因此认为交互步态促进下肢感觉反馈，通过CPG机制产生节律性屈肌和伸肌的电活动。
感觉反馈、活动平板速度、关节负荷和髋关节位置均可改变肌电的振幅和时间，因此PWS活动平板训练是完全和不完全性脊髓损伤康复有效的针对性训练方法。
这一发现提示CPG在人类可能存在。
并有可能是脊髓损伤患者康复治疗的重要基础。
但是研究的例数过少。
Wernig等报告。
8例不完全性脊髓损伤患者（其中5例肢体运动功能完全丧失，但保留部分感觉）在损伤5～20个月开始进行PWS训练，时间1．5～7个月（每周5d。
30～60min／d，减重0％～40％），疗程结束时步行距离达到200～410m。
步行速度从0～10m／rain增加到14～23m／min。
更重要的是，尽管患者安静时仍然缺乏下肢的抗重力运动能力，但仍然可以步行100～200m。
1例障碍较轻者恢复了独立步行能力。
1例患者曾经过7年平行杠训练无效，但本次训练后可以扶拐步行40m。
Protas等最近报告3例不完全性胸髓损伤患者，训练为40％PWS平板运动，20min／次，5次／周，共计12周，患者的步行速度和耐力显著提高，而能量消耗显著降低。
其它报道也支持PWSTT练对于脊髓损伤步行能力的效果优于传统方法的结论。
四、骨关节疾病
研究27例骨关节炎患者，平均年龄68岁，病史超过12年，采用活动平板训练，减重0％、20％或40％。
研究发现减重20％和40％时运动时间延长，但对减轻疼痛无作用。
Hesse等研究19例髋关节置换术后患者，在15％减重的条件下进行步态评估，发现患者在活动平板运动和持拐步行时，步频降低，步幅加大，手术侧髋关节外展能力提高，步行对称性改善。
五、脑卒中
神经促进技术是脑卒中患者传统的训练方式，其共同目标是：
（1）改善肌肉收缩力；
（2）增加功能稳定性；
（3）促进运动模式的再学习；
（4）促进对多方向外力的反应能力；
（5）增加运动神经元募集；
（6）增加步态控制能力；
（7）增加下肢的承重能力。
但是神经促进技术本身并不能直接改善步态。
Svendsen认为新的治疗目标应该是：
合理的肌肉激活、和谐的肌肉收缩时相、足够的承重能力和耐力。
PWS是最有效的脑卒中步态训练技术。
Hesse等发现9例脑卒中后129d仍然不能步行的患者，行常规脑卒中康复治疗3周以上步态无显著改善。
但经过25周减重步态训练，步态功能（满分5级）增加2．2级，Rivermead总体运动功能评估增加3．9分。
腿和躯干功能增加3．2分，步态参数也显著改善，而瘫痪下肢的肌肉张力和肌力无显著改变，提示这些患者的步态改善有肌肉张力和肌力之外的因素参与。
此外，对14例无步行能力的慢性期脑卒中患者的研究发现，PWS可以使患者步行对称性改善，髋关节摆动相的伸展能力提高、抗重力肌肉的兴奋性增高，股二头肌活动增加，同时非受累侧胫前肌活动降低，需帮助步态训练的治疗师由2人减少为1人。
Visintin等对50例脑卒中患者采用40％PWS平板步态训练，另50例进行非减重行走训练。
6周训练后，减重组的平衡功能、运动恢复、步行速度和步行耐力均显著高于常规步态训练组；
随访3个月时减重组的步行速度和运动恢复得分进一步提高。
日本学者Suzuki等报道，34例男性脑卒中患者发病3月后进行8周计算机辅助步态训练。
在试验前、第4周和第8周评估快速步行10m的速度、足压力偏离中心点、最大伸膝等速肌力。
发现训练8周后步速从40．4m／min增加到76．5m／min；
训练前步速的决定因素是平衡控制（相关程度45．4％），而第4周和第8周的决定因素转换为患侧的伸膝肌力；
试验前的步速是步态恢复最好的预测因子之一。
传统的拐杖步行和平行杠步行训练的目标是减轻患肢的负重。
Hesse等和Tyson等均报告偏瘫患者使用不同的拐杖、助行器或平行杠训练，对步态无显著有利的影响。
相反由于训练需要患者有强大的上肢支撑力量，上身姿势往往错误，而形成新的不正确步态。
采用40％PWS训练，其步行训练效果优于平行杠训练，因此PWS有可能成为最有效的步行训练工具。
1．实验装置及训练方法
（1）TM多为康复专用电动跑步机，速度调节范围较大，尤其是低速，可低至0．01m／s，以适应偏瘫患者的步行要求。
（2）悬吊系统多为一个过头的钢架悬吊装置，通过特制的减重背心作用于患者，提供减重和保护。
减重背心主要有2种形式：
一种是泳装式，受力部位主要在腹股沟区、腰部和双腋下；
另一种是背心式，通过吊带连于双侧大腿，受力部位主要在胸部、腰部、双腋下和大腿。
不论何种形式，应以患者穿戴舒适为原则，不应使活动受限，不应有局部软组织受压训练时。
患者通过减重背心悬吊于固定的钢架上，在TM上行走。
2名治疗师进行辅助，1名站在患者身后，帮助旋转躯干和骨盆，完成患侧重心转移；
另1名坐在患侧，帮助患足迈步和保证足跟先着地，防止支撑中期膝反张，使步幅对称，从而使患者在正确步态模式下行走，以纠正偏瘫步态。
2．实验机制
2．1生理学机制
脊髓或脑干有中枢模式发生器（cen—tralpatterngenerator，CPG），它接受特定的本体感觉节段的传人，经过整合产生节律性电活动而产生循环式步态运动。
脊髓损伤（SCI）患者在BWSTT下下肢肌电图（EMG）无或仅有很小的不足以产生步行的主动活动，但患者获得了地面行走能力，它似乎是对步态循环中脊髓运动池本体感觉输入的整合引起的，这证明人类也保留了其他哺乳动物那样的脊髓CPG。
在偏瘫患者中，上位中枢对脊髓的传人受损，但存在于脊髓的CPG具有运动学习能力。
BWSTT中来自髋、膝和足的本体感觉传人到脊髓运动区，对腰骶运动神经元和中间神经元产生影响，包括长期潜在的影响。
这一影响达到一定程度时可被小脑和更高级运动中枢的传出整合系统所接受，这些传人有可能扩大皮质和皮质下运动代表区的活动，对皮质代表区可塑性产生影响，反过来又影响脊髓的
CPG。
灵长类动物在像脊髓猫一样的条件下不能产生迈步运动，因为灵长类动物的步行更依赖于脊髓上位的传人刺激，其中在脊髓腹侧下行的网状脊髓运动通路对迈步和步行是必不可少的。
偏瘫患者的这一通路常保存，所以BWSTT可以刺激潜在的CPG，促进步态的恢复。
另一支持BWSTT的理论是“运动控制动力系统理论”。
这一理论强调对运动的控制是通过与行为有关的目标来组织的，这意味着对某些功能性任务，如步态的干预应重点纠正运动的错误，恢复运动控制的某些特点。
除这些运动控制理论外，应用反馈信息、语言刺激和触觉暗示等均可提高功能。
通过BWSTT进行重复的、特定任务训练也是一种强制性使用。
Nudo的动物实验支持强制性使用理论。
在此实验中，对猴的手进行重复康复训练，与未进行训练的猴相比，其皮质神经元可见轴索发芽。
电生理检查发现，猴的手皮质代表区扩大，并延伸至其他代表区，表明重复特定任务训练可提高功能，促进康复。
以上理论均支持通过外力训练可诱发正常步态，如BWSTT。
这些观点构成了脑损伤后偏瘫患者进行BWSTT的理论基础。
2．2机械力学机制
以往常规的步态康复项目是对步行各要素，如平衡、患肢负重、重心转移和迈步等的分解单独训练。
一项复杂技巧中的关键性因素的单独练习最终会提高该项技巧的能力，然而事实并非如此。
单独练习时，成分性因素可能与在一个完整技巧中的表现有所不同，如患者在进行重心转移练习时并不同时做步行中的肢体交互运动，而后者可能需要更大的力量和能量。
与常规步态康复项目相比，减重步行允许在损伤早期开始步态训练，利用可塑性和潜力影响运动功能恢复。
步行中可在正确的步行原则下同时训练步态循环中的不同成分（负重、前进、迈步和重心转移等）。
传送带的强迫性运动对支撑末期髋关节屈肌有拉紧作用，而这一牵拉可能会提高髋部屈肌的收缩，后者可使摆动期开始时肢体向前摆动；
同样，支撑末期对腓肠肌的牵拉可增加踝关节跖屈。
许多神经残疾患者的步态偏倚是患侧下肢在支撑期不能承重所所致。
换言之，不能产生必要的伸肌力量来支持和推进身体是产生错误步态的主要障碍。
减重步行使用减重背心为患者解决了这一问题，即使是严重下肢伸肌无力的患者也可完成步态循环。
此外，减重背心给患者提供了安全保障。
总之，应用减重步行的几个主要益处包括：
（1）可使患者重复练习完整的步态循环。
（2）在支撑末期传送带产生的强迫迈步可通过牵拉帮助髋关节屈曲和踝关节跖屈。
（3）下肢肌肉有机会主动或被动地进行大量重复训练，这可防止废用并强化训练效果。
如在一个30min的TM单元中，患者最高可达到1000个步态循环，而在一个常规PT单元则平均少于50步。
（4）TM速度可调节，以保证个体采用最优的步行方式，迫使患者走得更快。
（5）患者可自行练习或在指导下完成训练。
（6）如果强度增大，TM步行可增加耐受力和心血管的适应性。
当减重量增加时：
（1）在患者有足够的肌力负重前，以更对称的步态练习行走。
（2）通过改变减重量，使患肢根据负重能力来负重。
（3）迫使双下肢迈步可阻止患者只依赖健肢，防止“获得性失用”（1earnednouse）。
（4）不必担心摔倒，增加了安全性。
（5）减少了适应性运动的需要，如采用肢具来代偿力弱的下肢。
3.实验设计与参数
3．1TM速度
大多数学者选择TM速度是基于这样一个原则:
即低于地面辅助行走速度以便对步态进行纠正和延长训练期，并根据患者的舒适程度、步频和步长等进行调节。
多为较慢的TM速度，如Hesse等采用的TM速度开始为0．07～0．11m／s，结束时达0．12～0．23m／s，其他学者采用的最高速度可达0．43m／s。
但美国洛杉矶加利福尼亚大学（UCLA）的学者认为，应采取更加功能化的速度，即接近正常闲逛的速度，如0．675～1．125m／s，因为卒中后室内运动一般平均速度为0．58m／s，社区活动为0．68m／s.
3．2减重量和持续时间
大多数学者认为，减重量应维持在能保证正常步态模式和安全性的最低水平，即患者能够伸展髋部，患腿足够负重，通常负体重的10％～45％。
一旦患者在训练中取得进步，应尽快减少减重量，直至达到全负重，但仍给予减重背心保护。
Hesse等曾对不同减重量疗效进行过对比，发现减重量不应超过30％，否则患肢抗重力肌得不到有效刺激和锻炼。
在减重持续时间方面，大多数学者都认为应尽可能缩短，因为BWSTT减少了相应负重肌的活动。
Hesse等发现，9例偏瘫患者中7例经过6个单元的训练后不再需要减重。
在VMntin等的随机临床试验中，60％患者在4周时只需要10％或不需要减重，90％在训练的第6周不需要减重。
3．3BWSTT训练的频率和时程
对一项特定技巧性运动来说，练习越多提高越快。
但具体实施强度还应根据患者的体力、耐受力、心血管状况和医疗保险所允许的时程而定。
多数研究者采用每一训练单元为l5～30min，因为过久的训练会使患者会感到疲劳，痉挛更明显，会出现病态步行模式；
治疗师也会疲劳，从而降低效率。
训练时程多为5周～2个月。
4.效果评定
不同研究者采用了不同的评价指标，目前尚无统一的标准。
4．1步行能力
有些学者在研究中采用功能性步行分类（functionalambulationcategory，FAC）来评价步行能力，有些采用APECS（adaptedpatientevaluationconferencesystem）评估步行能力，以l0～l5m距离进行评价。
几乎所有的研究均得出BWSTT可提高步行能力的结论，训练前后有显著差异。
在Hesse等的一项研究中，所有患者的FAC水平平均增长了2．2分，且基础水平越低的患者提高越显著，年龄和卒中后时间不影响步态能力的提高。
对于一项需要多组肌肉协同收缩运动来说，应在正确的感觉下以正确的模式进行大量重复的训练，BWSTT可使患者在治疗师的精心管理下通过稳定躯干、有效地重心转移、患肢承重、抗重力肌收缩完成正确而完全的步态，提高步行能力。
4．2步态循环参数
研究者多采用l0～15m步行测量步速、步长和步频。
让患者以最快速度行走，用跑表记时，并数出走了几个单步，由此算出速度和步频，再根据以下公式计算平均复步长，平均复步长=2X速度／步频。
每次评价走2遍，取平均值。
步态循环参数通过Infotronic鞋测量，此鞋在足跟和第一足趾头部安放电极，当足跟着地和足趾离地时可记录信号，并被放大处理，以测量每侧支撑期、摆动期和双肢支撑期，同时还可测量垂直地面应力。
患者穿此鞋在TM和地面行走，每次通过l0步的测量结果进行平均。
结果显示，经BWSTT后患者地面步行的平均速度和步长均有显著提高，患侧单肢支撑期延长，双肢支撑期缩短，步态对称性提高，负重对称比（患侧／健侧）和摆动对称比（健侧／患侧）均明显优于对照组。
偏瘫步态以患侧单肢支撑期短，双肢支撑期长为主要特征。
在BWSTT情况下，健肢可更早开始摆动而减少双肢支撑期，治疗师可通过使患侧髋过伸，人为地增加患侧单肢支撑期，从而纠正步态的不对称性。
而髋过伸又可提高患侧抗重力肌的活动。
BWSTT中患侧与健侧垂直地面应力均小于地面步行应力，患侧减小更显著，健侧减少的量少于预先设定的减重量，说明患侧更依赖于减重吊架来减少负重，而健侧则主要依靠健腿本身来负重。
4．3表面肌电图
研究者在患侧胫骨前肌、腓肠肌内侧头、股二头肌、股外侧肌、臀中肌、竖脊肌和健侧胫骨前肌表面安放电极记录肌电活动，发现在TM上
患侧腓肠肌内侧头的早期活动和胫骨前肌的协同收缩显著减少；
竖脊肌的电活动中第一峰显著减少，第二峰保持不变，更加呈生理性；
股外侧肌的平均活动倾向减少，但无显著差异。
以前的研究提示，患侧腓肠肌内侧头的早期活动是偏瘫足跖屈和内翻的主要原因，同时胫骨前肌的协同收缩也造成了步态的紊乱，BWSTT使这两者活动减少，从而使偏瘫步态得以纠正。
竖脊肌的2个电活动峰值分别与双肢支撑期起始与终末的向前方（第一峰）和侧方（第二峰）位移有关。
BWSTT使第一峰活动减少，反映中心悬吊系统妨碍了矢状位的位移，这是有益的，因为偏瘫患者不能有效地阻止身体前进，破坏了步态中的动势能转换；
第二峰电活动未变，说明悬吊系统未妨碍身体侧方移动，而这有利于重心转移。
股外侧肌的电活动减少，说明减重减少了抗重力肌的刺激和锻炼，因此应尽快减少减重量。
4．4平衡
多数研究者通过站立平衡试验（standingbalarlcetest，SBT）测定平衡，也有人用Berg平衡表测试平衡能力。
结果表明，经BWSTT后，患者的平能力较对照组明显提高。
4．5耐力
V'
tsintin等用患者最大步行距离测量耐力，减重组显著优于未减重组。
多数研究者测试氧和CO2，消耗量作为耐力指标。
研究发现，经BWSTT后氧消耗量均显著降低，其原因是BWSTT减少了主动肌一拮抗肌的协同收缩，减少了肢体和躯干的痉挛和步行中不必要的运动，故肌肉做功减少，运动能力峰值增高，心血管适应性提高。
4．6其他
还有些研究者采用Rivermead运动评估量表评估腿、躯干和总体功能，通过运动力指数（motricityindex）评价患侧肌力，采用改良Ashworth量表评价肌张力等。
结果显示，所有患者经BWSTT后平均Rivermead评分提高，且起始步行能力越差的患者提高越明显，而肌张力和平均运动力指数指数保持不变，说明BWSTT不会增高肌张力，对患侧肢体肌力也无影响，但因姿势控制、平衡反射和运动能力进步，与日常生活有关的运动功能也会得到提高。
5.问题
一些治疗师担心BWSTT会导致一种“非生理性步态模式”，而事实是经BWSTT后竖脊肌、胫骨肌、股外侧肌和腓肠肌的肌电图活动更加生理化，患者在特定的干预中走得更对称，痉挛更少。
一些治疗师认为，TM训练会引起“整体协同”，增加痉挛，而在最近关于残疾的本质和TM的研究中均未发现这一情况。
现在普遍接受的痉挛定义是，过度牵拉反射导致肌腱活动过激，肌张力速度依赖性地增加。
有研究者认为，TM步行与地面步行不同，但对比研究发现，二者下肢肌肉肌电图表现无明显差异，但一些运动学参数有所不同，如在TM上步频更快、步长更短、摆动期更短、双肢支撑期更长。
TM上步频更快可能是因为当支撑肢受驱使自动地处于身体后时有一种使摆动足尽快着地的紧迫感，也可能是因TM有限的长度使个体不自觉地缩短步长，而这反过来又需要更快的步频以维持既定的步行速度。
TM上摆动期更短与步频更快和步长更短有关。
也曾发现，TM上双肢支撑期相对较长，是为了在移动的TM表面尽可能缩短不稳定的单肢支撑期。
总之，BWSTT虽已在偏瘫和截瘫患者中进行了部分临床试验，获得了一定的成功。
但尚不能作为一项成熟的技术推广使用，因为还缺乏大规模临床试验。
减重训练的一些重要参数的组合尚需进一步确定。
国际上的研究尚没有达到循证医学水平的论证，而且开始有负面的报道。
美国6所大型康复机构和加拿大2所大学于2002开始进行大规模随机化多中心研究，预计2005年完成。
因此，我们提倡进行多中心大样本的减重步行试验，并结合功能性电刺激、机械训练和药物干预等手段进一步发掘减重步行的潜在益处。
前言
步行训练是脑卒中患者康复的重要组成部分，约有1／3—1／2的患者3个月内不能恢复独立步行。
为了恢复正常的行走功能，治疗师需要花费大量的精力对患者进行训练。
脑卒中后绝大部分患者存在肢体运动功能障碍，
方法
BWSTT）．减重量从减30％开始．以后酌情减l5％到O％，调速范围0．2～0．5m／s，一般0．4m／s，平板坡度为0，开始南2名治疗师进行辅助步行，其中1名治疗师坐在偏瘫侧，帮
助促进患侧下肢摆动，确保足跟先着地，防止膝过伸，保证两腿站立时间与步长对称；
另一治疗师站在患者身后，保证髋伸展，骨盆旋转。
躯干正直。
随着步态改善过渡到1名治疗师辅助
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