高压氧治疗联合重复外周磁刺激干预脑卒中患者踝运动功能和平衡能力的效果

时间：2024-07-28

孙藤方，任梦婷，杨琳，王耀霆，王红雨，闫兴洲

1.蚌埠医学院，a.研究生院；b.护理学院；c.健康体适能中心，安徽蚌埠市 233000；2.蚌埠医学院第一附属医院康复医学科，安徽蚌埠市 233000

0 引言

全球疾病负担研究数据结果表明，我国脑卒中发病风险为39.9%，位居全球首位[1-2]。脑卒中致残率较高，脑卒中后有超过50%的患者存在下肢运动功能障碍[3]，其中80%左右为踝运动功能障碍[4]，60%存在平衡功能障碍[5]。

踝关节是下肢重要的负重关节，能辅助调整重心转移，踝运动功能或平衡能力障碍是跌倒发生的高危因素[6]，增加患者受伤的风险，严重降低患者生活质量，给家庭带来长久的负担[7-8]。目前临床多采用传统手法训练或电刺激等方式进行干预，但疗效有限[9]。

重复外周磁刺激(repetitive peripheral magnetic stimulation, rPMS)是一种安全无创的治疗手段，能够刺激更深层的神经和肌肉组织，对神经可塑性的影响更强，改善运动和日常生活活动能力效果更好，患者接受度高[10-11]。高压氧治疗(hyperbaric oxygen therapy,HBOT)通过增加血液中氧含量直接影响大脑内环境[12]，减轻机体缺氧的状态，加快受损神经修复，对改善中枢神经功能的效果较明显。应用“中枢-外周-中枢”闭环康复理论及“脑肢一体”新模式能够优化脑卒中患者的康复效果[13-14]。本研究探讨HBOT 联合rPMS对脑卒中患者踝运动功能和平衡能力的效果。

1 资料与方法

1.1 一般资料

2022 年4 月至2023 年3 月蚌埠医学院第一附属医院康复科脑卒中患者96例，均符合中国各类主要脑血管病诊断要点[15]，并且经颅脑CT/MRI 检查证实(8B00.Z 出血性脑卒中，8B11.5Z 缺血性脑卒中)，均伴有下肢踝运动功能和平衡功能障碍。

纳入标准：①年龄35～75 岁；②病情稳定，首次发病且为单侧偏瘫；③Berg 平衡量表(Berg Balance Scale, BBS)评分＜ 40 分；④患侧踝背屈主动活动度(active range of motion, AROM) ＜ 45° ； ⑤下肢Brunnstrom 分期Ⅱ～Ⅳ期；⑥无意识、听觉、视觉、认知障碍，依从性好，配合治疗；⑦对本研究知悉并签署知情同意书。

排除标准：①生命体征不稳定；②有严重的脏器病变和不可控并发症等；③因认知和交流障碍不能配合；④下肢缺失或本身存在肌肉骨骼系统疾病；⑤下肢远端有金属支架；⑥踝运动功能相关组织发生器质性改变；⑦有高压氧禁忌证，如未处理气胸、开放性胸部外伤等[16]。

脱落标准：①依从性差；②不能耐受治疗；③出现不良事件或严重并发症；④治疗周期不足。

随机数字表法将患者分为对照组(n= 32)、rPMS组(n= 32)和联合组(n= 32)。对照组和rPMS 组因治疗周期不足各脱落2 例，联合组因依从性差、治疗周期不足脱落2例。共90例纳入研究，每组各30例。各组性别、年龄、病程、卒中类型、患侧比较均无显著性差异(P＞ 0.05)。见表1。

表1 各组基线资料比较

本研究经蚌埠医学院第一附属医院临床医学研究伦理委员会审批通过(No.2022KY084)，并在中国临床试验注册中心注册(No.ChiCTR2200065699)。

1.2 方法

对照组给予常规康复训练，rPMS 组在对照组的基础上增加rPMS治疗，联合组在rPMS组的基础上增加HBOT。

1.2.1 常规康复训练

良肢位的摆放。关节的主被动活动；步行训练；红外线等物理因子治疗；日常生活能力训练等。每次30 min，每天1次，每周5 d，连续2周。

1.2.2 rPMS

采用CCY-I型磁刺激仪(武汉依瑞德医疗设备新技术有限公司)，采用表面最大输出强度为6 T、直径为12.5 cm 的圆形线圈。开始前嘱患者全身放松，仰卧于治疗床上，两腿自然放平；标记刺激部位，以确保在整个干预期间刺激同一部位。依次选择患侧腓肠肌和胫骨前肌，基于Botter 等[17]对运动关键点的研究，将磁刺激线圈放置在肌腹，频率为20 Hz，刺激10 min，治疗强度以引起明显的肌肉收缩为宜[18]。每次20 min，每天1次，每周5 d，连续2周。

1.2.3 HBOT

采用大型空气加压舱(烟台宏远氧业股份有限公司)，加压20 min 至治疗压力为0.2 MPa，稳压期间患者戴面罩吸纯氧总计60 min，中间间歇10 min 吸舱内空气，减压20 min 至常压出舱。每次约110 min，每天1次，每周5 d，连续2周。

1.3 评定方法

分别于治疗前和治疗2 周后由同一名对分组不知情的治疗师对患者进行以下各项指标的评定和数据收集。

1.3.1 患侧足底负重比例

采用Hiscan-HS6060 型足底压力步态与平衡系统(安徽海思康科技有限公司)进行数据采集。开始前与患者进行讲解沟通，使其理解熟悉实验步骤，脱去鞋子。患者站立位，双脚自然平放于固定的压力感受器方框内，待身体平稳后保持3 s，进行数据记录。重复测量3 次，间隔10 s 内进行原地踏步两次以防数据读取重复，取最优值。

每个步骤都需在患者保持平稳后才进行下一步，且至少1 名治疗师在患者的患侧近处给予安全保护。由于患侧与健侧足底负重共计100%，本试验仅对患侧足底负重比例进行分析，患侧比例越接近50%，表明平衡能力越好[19]。

1.3.2 BBS

BBS评估患者平衡能力情况，共14小项，每小项为0～4分，满分56分。总分低于40分提示患者存在跌倒风险；分数越高，表明步行时越稳定[20]。

1.3.3 患侧踝背屈AROM

患者仰卧位，患侧踝关节置于治疗床边缘，足跟悬空，膝关节放松自然伸直，将量角器轴心固定于外踝下方足底处，固定臂与胫骨外侧中线平行，移动臂与外侧趾骨中线平行，握住足跟使距下关节在额状面保持中立，然后嘱患者尽力主动背屈踝关节，移动臂同时随之移动，至关节终末处或出现明显代偿现象时，读取并记录踝背屈角度。重复测量3 次，间隔10 s，取最优值。角度越大，提示踝主动背屈功能越好[21]。

1.3.4 积分肌电值(integrated electromyography, iEMG)

采用MyoMove-EOW 型表面肌电系统(上海诺诚医疗器械有限公司)进行数据采集。开始前与患者进行沟通，使其理解熟悉实验步骤。患者坐位，上肢自然垂放在身体两侧，下肢自然屈髋屈膝约90°，足底平放于地面，使踝关节保持中立位。暴露患侧小腿皮肤，75%酒精擦拭被检部位。记录电极置于患侧胫骨前肌肌腹中点和腓肠肌外侧头肌腹中点，电极间中心间距2 cm，参考电极放于尺骨茎突处。测试前嘱患者放松，测试时嘱患者用最大的力进行踝背屈并保持10 s，记录iEMG。重复测量3 次，间隔10 s，取最优值。iEMG 越大，代表目标肌肉运动单位募集数量越多，放电同步化程度越高[22]。

1.4 统计学分析

采用SPSS 27.0 进行统计学分析。计量资料符合正态分布且方差齐，以(±s)表示，多组间比较采用单因素方差分析，进一步两两组间比较采用LSD-t检验，治疗前后组内比较采用配对样本t检验。计数资料比较采用χ2检验。显著性水平α= 0.05。

2 结果

2.1 患侧足底负重比例

治疗前，各组患侧足底负重比例无显著性差异(P＞ 0.05)。治疗后，各组患侧足底负重比例均显著提高(P＜ 0.001)，联合组显著优于rPMS 组和对照组(P＜0.001)，rPMS 组与对照组比较无显著性差异(P＞0.05)。见表2。

表2 各组治疗前后患侧足底负重比例比较单位：%

2.2 BBS

治疗前，各组BBS 评分无显著性差异(P＞ 0.05)。治疗后，各组BBS 评分均显著提高(P＜ 0.001)，联合组显著优于rPMS 组和对照组(P＜ 0.001)，rPMS 组显著优于对照组(P＜ 0.001)。见表3。

表3 各组治疗前后BBS评分比较

2.3 患侧踝背屈AROM

治疗前，各组患侧踝背屈AROM 无显著性差异(P＞ 0.05)。治疗后，各组均显著提高(P＜ 0.001)，联合组显著优于rPMS 组和对照组(P＜ 0.001)，rPMS 组显著优于对照组(P＜ 0.001)。见表4。

表4 各组患侧踝背屈AROM治疗前后比较单位：°

2.4 患侧iEMG

治疗前，各组患侧胫骨前肌和腓肠肌iEMG 无显著性差异(P＞ 0.05)；治疗后，各组患侧胫骨前肌和腓肠肌iEMG 均显著提高(P＜ 0.001)，联合组显著优于rPMS 组和对照组(P＜ 0.001)，rPMS 组显著优于对照组(P＜ 0.001)。见表5和表6。

表5 各组治疗前后患侧胫骨前肌最大等长收缩iEMG比较单位：μV·s

表6 各组治疗前后患侧腓肠肌最大等长收缩iEMG比较单位：μV·s

3 讨论

本研究表明，在常规康复训练基础上HBOT 联合rPMS 治疗能够显著提高患侧足底负重比例和踝背屈AROM，并且经BBS 和胫骨前肌和腓肠肌iEMG 评定与之一致。证明该方案可以用于脑卒中患者踝运动功能和平衡能力障碍的治疗，且该方案具有安全、无创无痛、易操作、易配合、易接受、效果好等特点[23]，具有临床推广的价值。

以往研究表明，改善脑卒中患者的平衡稳定性能够提高下肢负重对称性[24]；Jiang 等[25]应用rPMS 改善脑卒中患者下肢肌力，患者整体平衡控制能力和日常生活能力提高[26-27]；强制性运动联合HBOT 相较单一治疗能更明显改善偏瘫患者神经功能，BBS 评分较治疗前大幅提高，效果更好[28]。本研究与之一致。

脑卒中后中枢与外周神经联系和控制的丧失导致患者多伴有肢体运动功能的受损[29]。临床中针对踝运动功能的康复在整个病程中往往被忽视，直接影响患者平衡能力的恢复，增加跌倒风险，减缓康复进程[30-32]。本研究基于“中枢-外周-中枢”闭环康复理论及“脑肢一体”新模式，提供一种新的康复治疗方案，结果表明，HBOT 与rPMS 联合治疗改善偏瘫患者踝运动能力和平衡功能的效果最显著。

rPMS 作为外周干预技术，相较于传统电刺激在神经纤维、神经元和肌肉组织中传导性更高，更容易被神经和肌肉组织感受到，从而被大量募集[33]。既往研究表明，神经可塑性是脑卒中后运动功能恢复的主要机制[34]，所以利用无痛磁刺激可以穿透更深的组织结构，兴奋大脑及踝深部的外周神经，帮助加快踝运动神经可塑性的恢复。神经影像学研究证实，受试者在接受rPMS 治疗时，支配感觉、运动和认知功能的大脑皮质额顶网络能够被激活[35-36]。Chen 等[37]和Nito等[38]研究发现，rPMS 能够增强受刺激部位相关区域大脑皮质的兴奋性，使感受器的刺激更好地被传入中枢，治疗中枢神经系统损伤后运动功能障碍的效果显著。除此之外，磁刺激产生的肌肉收缩和感觉冲动可以经躯体运动神经传入中枢，利用本体感觉投射到丘脑和丘脑皮质网络，影响偏瘫患者初级运动皮质的神经可塑性，促进中枢系统神经再支配和重塑，从而影响感觉和运动功能，降低痉挛和疼痛，改善肌肉张力、平衡能力、协调性和步态稳定性[39-40]。本研究显示，rPMS可以改善偏瘫患者踝运动能力和平衡功能。

HBOT 作为中枢干预技术，通过让患者在高压环境下呼吸纯氧而快速直接地改善机体内环境，使组织氧分压增加，促进氧气的弥散和溶解，增加脑组织和运动神经元的氧饱和度，提高脑组织和踝关节肌肉组织的代谢水平，营养大脑和运动神经[41]，促进踝关节周围软组织和韧带的恢复。还能通过内皮型一氧化氮途径激活氧化-抗氧化机制[42]，使白细胞的杀伤能力上升，减少厌氧菌和毒性物质产生，从而减轻脑水肿和关节组织的炎症反应，降低疼痛感[43-44]，有助于提高踝关节活动度和灵活性。HBOT 还能阻止缺血半暗带区的扩大，挽救功能受损的神经细胞，加快细胞和神经元再生与重建的速度，帮助受损神经和运动功能的恢复[45-46]，对增强肌肉的张力和踝运动控制能力十分重要，是改善中枢神经系统功能、预防和减轻致残的有效手段[47]。HBOT 和rPMS 都是无创无痛的医学手段[48]，可以增加患者治疗的积极性，减轻患者心理和身体负担，也能进一步提高康复效果。与传统康复手段相比，HBOT 和rPMS 能更迅速、更直接、更深层地到达治疗靶点，两者联合可以实现中枢-外周的闭环康复，把改善中枢内环境与刺激外周神经肌肉结合起来，利用神经系统不同层次之间的联动和协同，更加全面地改善患者的神经功能状态，有利于达到更好的治疗效果。

本研究治疗周期较短，未对rPMS 刺激强度分层次对比研究，有待进一步完善。