基于雙側訓練理論的對側控制功能性電刺激治療對偏癱肩功能的影響

周亞飛，陳慶珍，李瑩瑩，喬峰雷，胡世紅

腦卒中后約69%幸存者留有不同程度上肢功能障礙[1]。肩關節半脫位、腦卒中后肩痛(post-stroke shoulder pain，PSSP)是腦卒中偏癱患者常見的肩部問題，其中腦卒中后肩關節半脫位發生率為17%～81%[2]，PSSP 發病率為5%～84%[3]。雙側運動訓練(bilateral movement training，BMT)是腦卒中后改善上肢功能有效的手段之一[4]，但需要患側肢體保留有較好的運動功能，或者健側(他人)輔助患側完成動作，具有一定的局限性。對側控制功能性電刺激(contralaterally controlled functional electrical stimulation，CCFES)是一種在電刺激輔助下健側觸發患側產生運動的功能性電刺激治療方法，可用于改善上肢功能，其應用范圍主要集中在上肢遠端、手腕部[5-8]，作用于偏癱肩部的研究鮮有報道。因此，本研究嘗試基于雙側訓練理論進行肩部的對側控制功能性電刺激治療，并探討其對偏癱患者肩關節及上肢功能的影響。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取2018年6月～2019年12月在復旦大學附屬上海市第五人民醫院行康復治療的腦卒中患者44例。本研究經復旦大學附屬上海市第五人民醫院倫理委員會審批，所有患者均簽署知情同意書。納入標準：經CT或MRI確診為腦卒中，經神經科治療后，神志清楚，生命體征穩定；初次發病，伴有單側肢體癱瘓；年齡45～70 歲；病程<3個月；上肢Brunnstrom分期Ⅰ～Ⅲ期；偏癱肩痛患者視覺模擬評分≤7分；非偏癱側上肢運動功能正常；可配合訓練和評估；自愿簽署知情同意書。排除標準：各種重要臟器疾病急性進展期和危重期；癱瘓側肩部有金屬異物、嚴重的骨關節疾病或周圍神經損傷；治療期間病情惡化，出現新的腦梗死灶或腦出血灶；肩部皮膚過敏、破損、感染、皮疹等。隨機將44例腦卒中偏癱患者分為神經肌肉電刺激(Neuromuscular Electrical Stimulation,NMES)組和CCFES組，每組各22例。2組患者一般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 所有患者均接受腦卒中常規的神經內科治療和康復治療。常規康復治療主要包括康復宣教、關節活動度訓練、神經肌肉促進技術、體位轉移訓練、軀干及平衡功能訓練、步行能力訓練，以及物理因子治療、作業治療等。常規康復治療由不確定分組、工作經驗相仿的治療師實施。在常規治療基礎上，NMES組患者接受常規的神經肌肉電刺激治療，CCFES組患者接受基于雙側訓練理論的對側控制功能性電刺激治療，以上治療均每次20min，每天1次，每周治療5d，連續治療4周。①常規神經肌肉電刺激(neuromuscular electric stimulation，NMES)：采用S4Plus生物刺激反饋儀，選擇“神經肌肉電刺激”模塊。刺激部位選擇斜方肌上部、岡上肌及三角肌前束，刺激電極沿肌肉走向分別粘貼于肌腹部近端與遠端。設置參數，頻率60Hz，脈寬200us，升波2s，降波1s。調節電流至患者可耐受的合適強度，以產生動作或肌肉收縮為宜。②基于雙側訓練理論的CCFES：采用S4Plus生物刺激反饋儀，選擇“對側控制功能性電刺激——垂腕”模塊。將表面肌電采集電極和刺激電極分別粘貼于健側和患側的斜方肌上部、岡上肌及三角肌前束，分別在患者健側產生輕微幅度動作(<10%完全動作幅度)、中等幅度動作(50%完全幅度動作)、完全幅度動作時，標定健側的表面肌電值，并按比例分別設置患側產生與健側相同幅度動作或肌肉收縮所需要的刺激電流強度，從而使雙側產生同幅度或相似的動作。根據治療儀指令 “收縮”—“放松” 進行雙側肩部訓練，訓練動作主要包括聳肩、肩外展及肩前屈等，可配合拋球、夠物等任務性活動。

1.3 評定標準 于治療前及治療4周后，統計肩關節疼痛及半脫位發生例數，采用表面肌電圖(surface electromyography，sEMG)、肩關節主動活動角度(Active range of motion，AROM)、Fugl-Meyer量表上肢運動功能測試部分(upper extremities motor function test of Fugl-Meyer movement assessment，U-FMA)對患者肩關節功能進行評估。同一評估項目由同一康復醫師執行。①疼痛評估：視覺模擬評分法(visual analogue scale，VAS)：根據患者自覺疼痛程度在0～10分之間打分，0分表示無痛，10分表示最劇烈疼痛。②肩關節半脫位診斷標準[9]：采用觸診法，患者取坐位，雙上肢自然下垂于體側，檢查者用示指觸診患側肩峰突起和肱骨頭之間的距離，以其間可容納的橫指數表示脫位的程度。肩峰和肱骨頭的間隙可容納1/2橫指作為肩關節半脫位的診斷標準。③sEMG：采用XRHK型肢體功能評定與康復訓練系統分別對受試者患側的斜方肌上束、岡上肌及三角肌前束進行表面肌電評估。測試步驟：受試者取坐位，將電極片粘貼于受測肌肉，測試前給予3～5 min的訓練，讓患者理解整個測試過程，測試時要求患者用最大力氣做聳肩、肩外展及肩前屈的等長收縮，堅持5s，然后休息10s，重復3次。設置靈敏度500μV/D、掃描速度2S/D采集表面肌電信號，波形RMS平滑處理，進行信號頻譜分析，提取sEMG信號的時域指標-平均肌電值(average EMG，AEMG)。④肩關節AROM[10]：使用通用型量角器，分別測量受試者偏癱側肩關節前屈(參考范圍0～180°)及外展角度(參考范圍0～180°)。⑤U-FMA：共33個項目，每項的評分范圍為0～2分，總分為66分，總分越高表示上肢運動功能越好[11]。

2 結果

治療前，NMES組肩痛7例、肩關節半脫位5例，CCFES組肩痛8例、肩關節半脫位5例；治療4周后，NMES組肩痛5例(新增2例)、肩關節半脫位3例，CCFES組肩痛3例、肩關節半脫位1例，NMES組治療前后差異無統計學意義，CCFES組治療前后及治療后組間差異具有統計學意義(P<0.05)。

治療前，2組AEMG值、肩關節AROM 、U-FMA評分比較差異無統計學意義。治療后，2組AEMG值、肩關節AROM、U-FMA評分均比治療前有明顯提高(P<0.05)，且CCFES組更高于NMES組(P<0.05)。見表2。

表2 2組患者治療前后評估結果比較

3 討論

CCFES是一種新型功能性電刺激治療方法，由Knutson[12]于2007年提出，該學者進行的一項臨床隨機對照試驗顯示CCFES的治療效果優于常規的神經肌肉電刺激，因為CCFES刺激是由意圖驅動的[6]，病人控制刺激強度，從而控制患手的張開程度。運動意圖與運動反應的時間性重復耦合可能促進神經可塑性與重組，而后者是腦卒中患者功能恢復的基礎。陳沫等[13]總結CCFES可能的機制主要包括意向性運動、雙側同步運動、運動想象機制、目標導向性任務訓練。鄭雅丹等[14]將14例患側上肢功能中度到重度損傷皮質下梗死患者分為雙側訓練組及對照組分別接受雙側上肢訓練與常規單側肢體訓練，雙側訓練組患者出現雙側主要運動區、主要感覺區以及輔助運動區激活，機制可能與促進兩側大腦皮質間抑制正?；巴瑐绕べ|脊髓通路開放有關。以上研究表明，CCFES與雙側運動訓練在作用機制、訓練方法上有諸多的重疊和相似之處。兩者可同時聯合應用而不增加治療時長，提高治療效果。

肩關節作為一種復合體結構，其周圍肌肉眾多。斜方肌、前鋸肌、肩胛提肌、菱形肌、胸小肌等肌肉起維持肩胛帶靜態及動態穩定性的作用[15]。腦卒中患者由于中樞神經損傷，通常表現為肌肉無力、肌肉疲勞、軟癱或肌張力增高、神經肌肉控制異常、本體感覺障礙等，改變肩胛周圍肌肉的協同收縮和平衡度[16]。這些肌肉的功能改變可影響肩胛骨的靜態及動態穩定性，導致肩胛骨動力障礙的發生，引起肩痛、肩關節半脫位和肩肘功能障礙等[17]，影響上肢功能的恢復。蔡桂元等[18]通過對腦卒中后偏癱肩痛患者進行肩關節超聲檢查，觀察卒中后偏癱患者肩關節及其周圍組織的超聲影像特點，發現患者肩關節半脫位發生率肩痛組(81.3%)高于非肩痛組(40.0%)，且卒中后偏癱肩痛患者的肩胛下肌-喙突滑囊粘連、肩峰下撞擊征及肩峰-三角肌下滑囊炎發生率顯著高于非肩痛患者，提示卒中后偏癱肩痛與肩關節周圍軟組織病變之間的相關性。本研究針對肩關節采用基于雙側訓練理論的對側控制功能性電刺激治療，盡早激活肩周肌群，促進偏癱肩關節建立正常的“鎖定機制”和“肩肱節律”[19]，降低了肩關節疼痛及半脫位發生率。

sEMG作為一種客觀反映神經肌肉系統生物電活動的檢測手段，已在腦卒中康復評估領域廣泛應用。本研究采用AEMG對斜方肌上束、岡上肌及三角肌前束進行量化的評估。AEMG是指一定時間內瞬時肌電振幅的平均值，主要反映肌電信號的強度與參與活動的運動單位數目、類型及其放電頻率同步化程度[20]。另外還采用肩關節AROM 和U-FMA量表，來評估偏癱肩關節及上肢運動功能。治療4周后，結果顯示CCFES組AEMG值、肩關節AROM、U-FMA評分均比治療前有明顯提高，且CCFES組優于NMES組。究其作用機制可能包括：①雙側運動模式起源于通過胼胝體連接的雙側大腦半球神經網絡，通過這些網絡雙側運動皮層可調控雙側肢體運動在時間和空間上的緊密耦合[21]，重復的雙側運動訓練可促進大腦半球間的聯系，重塑大腦半球間類似的神經網絡[22]；②雙側CCFES和單側NMES具有不同的神經生理機制，單側NMES和自發性收縮引起的肌肉疲勞后，皮質脊髓興奮性降低；與單側NMES不同，雙側CCFES時對側運動皮層的半球間抑制降低，這種抑制作用可能有助于克服因疲勞而導致的同側輸出減少，并維持對肢體的同側輸出[23]。

由于條件限制，本研究治療過程中主要選取了斜方肌上束、岡上肌及三角肌前束等三組肌群，具有一定的局限性，有待更深入的廣泛研究。

綜上所述，基于雙側訓練理論的對側控制功能性電刺激治療可改善患者肩部及上肢的功能，且比常規的神經肌肉電刺激具有一定的優勢，其臨床應用范圍值得進一步探索和推廣。