劉曉廣，楊學(xué)民，龔 雷，周珠琪，孫盛杰

水中步行訓(xùn)練對(duì)脊髓損傷患者下肢表面肌電和神經(jīng)功能的效果①

劉曉廣1a，楊學(xué)民1a，龔 雷1b，周珠琪1c，孫盛杰1a

目的探討水中步行訓(xùn)練對(duì)不完全性脊髓損傷患者下肢肌肉表面肌電(sEMG)和神經(jīng)功能的效果。方法2014年6月至2016年5月，42例胸腰段不完全性脊髓損傷患者隨機(jī)分成對(duì)照組(n=21)和實(shí)驗(yàn)組(n=21)。兩組均采用常規(guī)康復(fù)訓(xùn)練，實(shí)驗(yàn)組另加水中步行訓(xùn)練，共6周。訓(xùn)練前后測(cè)量股四頭肌及脛前肌平均肌電值(AEMG)，采用美國脊柱損傷學(xué)會(huì)(ASIA)下肢運(yùn)動(dòng)功能、感覺指數(shù)評(píng)分進(jìn)行評(píng)定。結(jié)果治療后，兩組ASIA下肢運(yùn)動(dòng)、感覺功能評(píng)分顯著改善(t＞10.871,P＜0.001)，股四頭肌及脛前肌AEMG明顯改善(t＞5.763,P＜0.01)；實(shí)驗(yàn)組均明顯優(yōu)于對(duì)照組(t＞4.036,P＜0.01)。結(jié)論水中步行訓(xùn)練能進(jìn)一步改善不完全性胸腰段脊髓損傷患者下肢肌力和神經(jīng)功能。

不完全性脊髓損傷；水中步行訓(xùn)練；表面肌電圖；神經(jīng)功能

脊髓損傷是一種嚴(yán)重的創(chuàng)傷，可致不同程度殘疾，使患者喪失部分或全部活動(dòng)能力、生活自理能力和工作能力。胸腰段不完全性脊髓損傷患者，損傷平面以下主要運(yùn)動(dòng)、感覺和自主神經(jīng)功能障礙，嚴(yán)重阻礙患者下肢功能恢復(fù)，嚴(yán)重影響患者的生活質(zhì)量[1]。水中步行訓(xùn)練具有浮力、壓力、熱容量及阻力等特性；氣泡加渦流作用于皮膚表面，是一種微細(xì)按摩和刺激，可改善血液循環(huán)，促使訓(xùn)練者肌肉松弛并減輕痙攣和疼痛，增加無痛的活動(dòng)范圍，改善平衡及協(xié)調(diào)功能；靜水壓力可以改善肺活量和消除肢體腫脹，并具有提高肌耐力等作用[2]。

近年相關(guān)研究表明[3-4]，表面肌電圖(surface electromyography,sEMG)在康復(fù)醫(yī)學(xué)中應(yīng)用廣泛。作為一種客觀量化的評(píng)估手段，sEMG可以很好地評(píng)估脊髓損傷患者的肌肉功能，同時(shí)能有針對(duì)性指導(dǎo)康復(fù)目標(biāo)的制定和康復(fù)效果的評(píng)價(jià)，可以量化肌肉功能的變化[5]。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2014年6月至2016年5月，在本院骨關(guān)節(jié)與脊髓損傷康復(fù)科住院治療的胸腰段脊髓損傷患者42例，均有外傷及手術(shù)史，符合2011年美國脊柱損傷學(xué)會(huì)(American Spinal Injury Association,ASIA)國際標(biāo)準(zhǔn)[6]不完全性脊髓損傷(損傷平面T10-L1)。

納入標(biāo)準(zhǔn)：①ASIA分級(jí)C級(jí)；②病情穩(wěn)定；③病程2周～6個(gè)月，存在下肢中樞性癱瘓，肌力＜Ⅲ級(jí)，水療前排便后二便控制時(shí)間≥0.5 h，乳頭下皮膚無破損、無皮炎、無皮膚傳染??；④自愿參加并簽訂康復(fù)治療知情同意書。

排除標(biāo)準(zhǔn)：①無骨折脫位胸腰段脊髓損傷；②脊髓空洞、腫瘤、急性脊髓炎、吉蘭-巴雷綜合征；③伴意識(shí)障礙、認(rèn)知障礙及抑郁狀態(tài)，不能理解并配合治療。

采用隨機(jī)數(shù)字表法隨機(jī)分為對(duì)照組和實(shí)驗(yàn)組，每組21例。兩組性別、年齡、病程、脊髓損傷平面等方面無顯著性差異(P＞0.05)。見表1。

表1 兩組患者一般資料比較

1.2 方法

兩組均采用常規(guī)康復(fù)治療。肌肉注射鼠神經(jīng)生長因子(北京舒泰神)30 μg，每天1次，共3周；靜脈滴注單唾液酸四己糖神經(jīng)節(jié)苷脂(北京四環(huán))60 mg，每天1次，共3周。

在生命體征平穩(wěn)后即開始常規(guī)康復(fù)訓(xùn)練。①肌力訓(xùn)練：肌力Ⅰ級(jí)時(shí)采用功能性電刺激、被動(dòng)運(yùn)動(dòng)，肌力Ⅱ級(jí)時(shí)采用助力運(yùn)動(dòng)、主動(dòng)運(yùn)動(dòng)；每次各項(xiàng)30 min，每天2次。②治療墊上訓(xùn)練：如翻身訓(xùn)練、牽伸訓(xùn)練、墊上移動(dòng)訓(xùn)練、手膝位負(fù)重及移行訓(xùn)練等；每次各項(xiàng)15 min，每天2次。③坐位訓(xùn)練，每次30 min，每天3次。④轉(zhuǎn)移訓(xùn)練，每次30 min，每天2次。⑤適時(shí)進(jìn)行直立床、站立架站立訓(xùn)練，適時(shí)過渡到平衡桿內(nèi)站立、支具下輔助行走訓(xùn)練等；根據(jù)病情選擇，每次各項(xiàng)30 min，每天1次。⑥物理因子治療：如神經(jīng)肌肉電刺激、功能性電刺激、中頻電療、超短波等，減輕損傷部位的炎癥反應(yīng)，改善神經(jīng)功能；根據(jù)病情選擇，每次各項(xiàng)30 min，每天1次。⑦中醫(yī)療法，如針灸、推拿、蠟療、熏蒸等，根據(jù)病情選擇，每次各項(xiàng)30 min，每天1次。⑧心理治療，根據(jù)心理評(píng)估情況及病情選擇，每次60 min，每周1次。

以上康復(fù)項(xiàng)目按病情及康復(fù)進(jìn)展，訓(xùn)練2～6周。

實(shí)驗(yàn)組在此基礎(chǔ)上增加水中步行訓(xùn)練。采用Frem-Aquaclscr型水中運(yùn)動(dòng)池(FERNO公司)，具有自動(dòng)消毒過濾、保持水溫、渦流增壓功能，透明觀察壁；水中設(shè)步行器，可進(jìn)行步行功能訓(xùn)練，由步行浴槽、減重設(shè)備組成。水深130～140 cm，水溫37～38℃，室溫25～26℃。通過透明觀察壁可對(duì)患者進(jìn)行觀察評(píng)價(jià)，指導(dǎo)患者矯正步態(tài)，進(jìn)行強(qiáng)化肌力等訓(xùn)練。

根據(jù)患者胸腰段脊柱術(shù)后時(shí)間、復(fù)查影像學(xué)資料，了解患者目前脊柱愈合情況；再結(jié)合患者自身承受能力，設(shè)計(jì)完全減重、部分減重以及部分負(fù)重、完全負(fù)重下各種水中訓(xùn)練動(dòng)作。①雙下肢肌力訓(xùn)練：雙手扶握保護(hù)杠，屈髖屈膝，下蹲時(shí)水位達(dá)下頜，然后恢復(fù)站立位。②平衡、協(xié)調(diào)、姿勢(shì)控制訓(xùn)練：雙手扶握保護(hù)杠，一條腿站立，另一條腿屈髖屈膝，兩腿交替完成原地踏步動(dòng)作。③步行功能訓(xùn)練：雙手扶握保護(hù)杠進(jìn)行水下跑步訓(xùn)練，治療師隨時(shí)糾正步態(tài)，訓(xùn)練速度由慢到快。

水中步行訓(xùn)練每次30 min，每天1次，共6周。

1.3 評(píng)定方法

由同一專業(yè)治療評(píng)估師分別于治療前與治療后6周，評(píng)估患者股四頭肌、脛前肌sEMG的平均肌電值(average electromyography,AEMG)[7]，同時(shí)評(píng)定患者ASIA下肢運(yùn)動(dòng)、感覺評(píng)分[8]。

1.3.1 sEMG

采用FIEXCOMP型表面肌電分析反饋儀(南京偉思醫(yī)療科技有限責(zé)任公司)。測(cè)試前患者局部皮膚酒精脫脂；采用Ag/AgCl電極，導(dǎo)電區(qū)直徑10 mm，記錄電極放置在股四頭肌及脛前肌肌腹處，沿肌纖維走行，兩記錄電極間距2 cm；參考電極置于髕骨上。sEMG信號(hào)經(jīng)帶通濾過器(15～1000 Hz)濾過，全波整流，采樣頻率3000 Hz，共模抑制比＞110 dB，增益1000，噪聲＜1 μV，A/D轉(zhuǎn)換12 bit，通道數(shù)2。受試者仰臥于評(píng)估床上，囑患者做膝關(guān)節(jié)屈伸、踝關(guān)節(jié)背屈跖屈，最大范圍內(nèi)主動(dòng)等張收縮動(dòng)作，記錄AEMG。

1.3.2 ASIA運(yùn)動(dòng)功能評(píng)分

徒手肌力測(cè)試法測(cè)定人體10組關(guān)鍵肌肌力，分左、右兩側(cè)進(jìn)行，每組肌肉所評(píng)分與肌力級(jí)別相同，總分100分。評(píng)分越高表示肌力越好。

1.3.3 ASIA感覺功能評(píng)分

檢查軀干及四肢兩側(cè)各28個(gè)皮區(qū)關(guān)鍵點(diǎn)的痛覺和輕觸覺，每個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)檢查輕觸覺和針刺覺(銳/鈍區(qū)分)，感覺正常(與面頰部感覺一致)為2分，異常(減退或過敏)為1分，消失為0分，總分224分。評(píng)分越高，感覺越接近正常。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

采用SPSS 17.0統(tǒng)計(jì)軟件處理。所有數(shù)據(jù)均以(xˉ±s)表示，組內(nèi)、組間比較采用t檢驗(yàn)。顯著性水平α=0.05。

2 結(jié)果

治療前，兩組股四頭肌、脛前肌AEMG，ASIA下肢運(yùn)動(dòng)、感覺評(píng)分無顯著性差異(P＞0.05)；治療6周后，兩組股四頭肌及脛前肌AEMG，ASIA下肢運(yùn)動(dòng)、感覺評(píng)分均較治療前明顯改善(P＜0.01)，實(shí)驗(yàn)組明顯優(yōu)于對(duì)照組(P＜0.01)。見表2～表5。

表2 兩組治療前后股四頭肌AEMG比較

表3 兩組治療前后脛前肌AEMG比較

表4 兩組治療前后ASIA下肢運(yùn)動(dòng)評(píng)分比較

表5 兩組治療前后ASIA下肢感覺評(píng)分比較

3 討論

胸腰段不完全性脊髓損傷常造成雙下肢運(yùn)動(dòng)功能障礙，使患者站立、行走功能及日常生活活動(dòng)能力喪失；損傷平面以下神經(jīng)輸入減少，引起骨骼肌萎縮，進(jìn)一步減弱患者運(yùn)動(dòng)功能。恢復(fù)下肢肌力及運(yùn)動(dòng)功能是這類患者的首要康復(fù)目標(biāo)[9-10]。

水中運(yùn)動(dòng)療法已被廣泛應(yīng)用在神經(jīng)肌肉康復(fù)中。水的浮力作用可以減少自身重力對(duì)關(guān)節(jié)的影響。水中步行訓(xùn)練在改善運(yùn)動(dòng)和步行能力的同時(shí)，還能改善脊髓損傷患者的心血管功能，血脂、血糖調(diào)節(jié)功能，減輕痛覺過敏癥狀。對(duì)部分不能負(fù)重或部分負(fù)重的患者，可利用懸吊裝置減少下肢負(fù)荷，利于患者早期進(jìn)行各種步行訓(xùn)練[11-12]，從而增強(qiáng)站立期伸膝肌和踝背屈肌的肌力。故本研究sEMG記錄股四頭肌及脛前肌AEMG，反映上述肌肉活動(dòng)時(shí)，運(yùn)動(dòng)單位激活的數(shù)量、參與活動(dòng)的運(yùn)動(dòng)單位類型，以及其同步化程度與不同肌肉負(fù)荷強(qiáng)度條件下的中樞控制功能。

相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)[13-15]，通過合適的水中步行訓(xùn)練，可促使不完全性脊髓損傷患者神經(jīng)中樞與靶肌肉間殘留神經(jīng)通路啟用并發(fā)揮功能，從而彌補(bǔ)受損神經(jīng)傳導(dǎo)通路及突觸功能缺失；主動(dòng)運(yùn)動(dòng)可使支配肌肉的自主神經(jīng)信號(hào)出現(xiàn)或加強(qiáng)，對(duì)肌肉自主收縮及關(guān)節(jié)活動(dòng)度具有顯著的意義。

近年來國內(nèi)外相關(guān)研究表明[16-19]，在脊髓損傷患者中，sEMG可對(duì)下肢肌肉運(yùn)動(dòng)輸出的肌電活動(dòng)進(jìn)行分析，為康復(fù)目標(biāo)的制定及評(píng)價(jià)提供客觀量化數(shù)據(jù)，彌補(bǔ)ASIA客觀量化的局限，所得數(shù)據(jù)可以為臨床康復(fù)治療方案的制定提供有效依據(jù)。

不完全性脊髓損傷患者的康復(fù)預(yù)期普遍較高，多數(shù)患者希望恢復(fù)獨(dú)立行走能力，而屈髖肌、伸膝肌、踝背屈肌是獨(dú)立行走的軸力線，胸腰段不完全性脊髓損傷早期康復(fù)訓(xùn)練應(yīng)以增強(qiáng)股四頭肌、脛前肌肌肉控制為重點(diǎn)[20-21]。在水中康復(fù)時(shí)，當(dāng)運(yùn)動(dòng)肢體與水流方向相反時(shí)會(huì)產(chǎn)生額外的阻力[22]；在肢體運(yùn)動(dòng)范圍開始階段，肢體運(yùn)動(dòng)會(huì)增加水的阻力，需要克服較大阻力；而在運(yùn)動(dòng)結(jié)束階段，由于肢體周圍的水繼續(xù)流動(dòng)，會(huì)幫助肢體繼續(xù)運(yùn)動(dòng)[23]。

國內(nèi)研究顯示[24-25]，傳統(tǒng)康復(fù)訓(xùn)練盡管能有效改善患者雙下肢的感覺、運(yùn)動(dòng)功能，但與水中步行相結(jié)合，可最大限度地恢復(fù)和重建癱瘓肢體的功能，提高患者的下肢運(yùn)動(dòng)能力[26-27]。本研究顯示，水中步行訓(xùn)練能有效提高胸腰段不完全性脊髓損傷患者雙下肢運(yùn)動(dòng)功能，與之一致。

目前sEMG已經(jīng)可以評(píng)估肌肉激活時(shí)間和肌肉協(xié)調(diào)性[28-29]，更直觀量化地表現(xiàn)出肌肉功能的變化情況。今后將進(jìn)一步拓展基于sEMG技術(shù)脊髓損傷患者肌肉功能研究，更好地指導(dǎo)脊髓損傷的臨床康復(fù)工作。

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Effects of Walking in Water on Surface Electromyography of Lower Limbs and Neural Function in Spinal Cord Injury Patients

LIU Xiao-guang1a,YANG Xue-min1a,GONG Lei1b,ZHOU Zhu-qi1c,SUN Sheng-jie1a
1.a.Department of Rehabilitation for Bone,Joint and Spinal Cord Injury;b.Department of Water Therapy;c.Department of Rehabilitation Evaluation,Ningbo Rehabilitation Hospital,Ningbo,Zhejiang 315040,China

LIU Xiao-guang.E-mail:42689630@qq.com

Objective To explore the effects of walking in water on surface electromyography(sEMG)of lower limbs and neural function in spinal cord injury(SCI)patients.Methods From June,2014 to May,2016,42 patients with incomplete thoracolumbar SCI were divided into control group(n=21)and experimental group(n=21)randomly.All the patients accepted routine rehabilitation,while the experimental group accepted extra walking in water.Average electromyography(AEMG)of quadriceps femoris and tibialis anterior muscles was measured,and the motor and sense function was assessed with American Spinal Injury Association(ASIA)Classification before and six weeks after treatment.Results The AEMG(t＞5.763,P＜0.01)and the scores of motor and sense(t＞10.871,P＜0.001)increased in both groups after treatment,and increased more in the experimental group than in the control group(t＞4.036,P＜0.01).Conclusion Walking in water could further improve lower limbs muscle strength and neural function in patients with incomplete thoracolumbar SCI.

incomplete spinal cord injury;walking in water;surface electromyography;neural function

R651.2

A

1006-9771(2017)05-0599-04

2016-11-07

2017-02-21)

10.3969/j.issn.1006-9771.2017.05.024

[本文著錄格式]劉曉廣，楊學(xué)民，龔雷，等.水中步行訓(xùn)練對(duì)脊髓損傷患者下肢表面肌電和神經(jīng)功能的效果[J].中國康復(fù)理論與實(shí)踐,2017,23(5):599-602.

CITED AS:Liu XG,Yang XM,Gong L,et al.Effects of walking in water on surface electromyography of lower limbs and neural function in spinal cord injury patients[J].Zhongguo Kangfu Lilun Yu Shijian,2017,23(5):599-602.

1.寧波市康復(fù)醫(yī)院，a.骨、關(guān)節(jié)與脊髓損傷康復(fù)科；b.水療室；c.康復(fù)評(píng)定科，浙江寧波市315040。作者簡介：劉曉廣(1978-)，男，漢族，河北遷安市人，主治醫(yī)師，主要研究方向：骨、關(guān)節(jié)與脊髓損傷康復(fù)，骨肌疾病的慢性疼痛。E-mail:42689630@qq.com。