这是一篇2017年发表在《国际物理医学与康复杂志》上的文章,对多发性硬化症患者分别应用Imoove 3D复合运动训练台和末端效应的步态训练系统进行康复。
Imoove 3D复合运动训练台是不稳定平台,强调本体感觉运动训练;
RAGT步态训练系统应用末端效应器原理进行步态训练。
使用机器人步态系统进行体重支撑和在不稳定平台的本体感觉运动训练两种不同康复训练对多发性硬化症患者步态和平衡障碍以及疲劳的影响
行走、平衡障碍和疲劳是多发性硬化症(MS)患者的主要症状,也是引起不适的主要原因,即使是在疾病早期阶段就有轻度失能的患者。
本研究的目的是比较末端执行器机器人辅助步态训练(RAGT)和在不稳定平台上进行本体感觉运动训练改善步行和平衡的有效性。我们招募了 41 名早期复发缓解型轻度残疾MS 患者。A 组患者接受机器人步态康复治疗,其中包括使用 SPAD(Sistema Posturale Antigravitario Dinamico,一种机器人辅助步态训练设备),B 组患者接受实验室开展的感觉运动训练;两组患者均接受神经肌肉手法治疗。所有治疗每周3节课,共6周(共18课)。通过使用功能独立性量表(FIMTM)、扩展的残疾状态量表(EDSS)、伯格平衡量表(BBS)、疲劳程度量表(FSS)和修正疲劳影响量表(MFIS)对患者进行评估,以及进行稳定性测量和步态分析。
结果显示:所有患者的FIMTM和BBS平均得分均有统计学意义的显著改善,所有患者的EDSS平均得分均有所降低(仅A组呈现统计学显著改变),在两种疲劳评估问卷中获得的平均得分均有所降低(总体样本和两组的FSS平均得分均无显著改善,MFIS平均得分显著降低),所有患者的稳定性参数的改善(仅B组呈现统计学显著改变)和所有患者步态时间参数的统计学显著改善。
因此,在不稳定的平台上进行体重支撑步态训练和感觉运动训练是可行的,并且可以安全地用作附加的治疗方法。
注:在后文将使用括号中的英文简称代替完整名称,请参考摘要内容。
前言
多发性硬化症(MS)是一种慢性免疫介导的中枢神经系统疾病,大多数在年轻人和中年人确诊(其中三分之二是女性)。疾病的特征是炎症、脱髓鞘、神经胶质增生三联征,最常见的体征和症状是疲劳和虚弱、步态和平衡障碍(甚至共济失调)、麻木或刺痛、头晕和眩晕、视力问题、痉挛、疼痛、认知和情绪变化,对日常生活活动产生强烈影响[1]。
在步行过程中,姿势、平衡和动态运动需要持续整合来自视觉、前庭和本体感受器的信号,它们是感觉运动系统的一部分。所有这些信息都沿着属于中枢神经系统(CNS)的有髓长神经纤维传播[2,3]。因此,该机制强调多发性硬化症(MS) 患者在功能性运动和步行过程中的损伤平衡策略可能与感觉运动刺激的异常整合有关[4]。
步态和平衡障碍以及潜在的身体功能在 MS 患者中很常见[5]。大约 75% 的 MS 患者临床会出现严重的步行受限[6-11],即使在疾病早期阶段就有轻度残疾的患者中也可能出现这种情况(在疾病发作时25%的患者已经出现小脑和脑干受累[12]),可能是由于紧绷或痉挛、下肢感觉缺陷、虚弱、疲劳[13-15]。
MS 患者有一系列步态异常,包括步长减少、步频降低、关节运动减少以及大多数步态参数的变异性增加。这些变化导致速度降低[16]。有人提出步态表现的改变,尤其是时间空间特征的改变,可能与平衡受损有关[17],但是没有研究调查 MS 患者的步态和平衡参数之间的关系。异常步态与肌肉力量和疲劳的缺陷有关,表现为关节扭矩降低[18-20]和关节扭矩不对称,即使在MS的早期阶段[21]。
Herbert等人假设因为失去平衡而导致的头晕感觉的改变反映了中央处理,中枢感觉处理受损可能导致MS患者疲劳[22]。维持平衡涉及到执行特定功能的能力降低[23],以及与感觉运动信息处理相关的姿势摇摆增加。与失去平衡和疲劳相关的感觉冲动的中枢整合缺陷在MS患者中被低估,尤其是在早期或轻度阶段[24]。
药物和非药物干预均已测试以改善MS相关的疲劳和步态和平衡障碍[25-36]。大量研究调查了MS患者康复和活动能力的影响,回顾分析[37-38]和meta分析[39] 表明,身体活动与MS患者步态和姿势的最小改善有关。
一些研究报告称,传统的地上行走训练帽重力康复与平衡缺陷患者的跌倒风险相关,并且通常不包括在初始和轻度阶段的MS患者治疗中[40]。
其他研究表明,微重力环境和/或体重支持下的平衡和步态康复新策略对中风或帕金森病患者有帮助,不仅显示步态改善,还显示平衡参数改善[41-43]。
很少有研究证明机器人辅助步态训练 (RAGT) 对 SM 或专注于感觉促进和提供来自前庭、触觉和本体感觉系统的受控感觉输入[44,45]整合感觉运动疗法的有效性。
本研究的目的是比较机器人辅助步态训练(RAGT) 和本体感受不稳定平台感觉运动锻炼可改善MS患者的步行和平衡能力。基本原理是,两种训练方式都可能促进与反馈相关的中枢神经整合,以及与步态和平衡相关的前馈过程。此外,我们将探索新技术设备在治疗MS方面的潜在应用,在其他神经系统疾病中仍然存在。
实验方案
请参照文章正文。我们下面直接进入讨论部分。
讨 论
许多疗法已被提出用来改善MS患者的步态和平衡或减少疲劳[54-57]。很少有研究 [58-62] 评估 RAGT 是否在步态表现和平衡方面优于传统步行训练,也很少有研究评估不稳定平衡训练平台。通过视觉、前庭和体感系统整合物理刺激,与平衡和步态模式的控制有关,并且处理来自其中一个系统的输入的功能障碍可能导致平衡和步态障碍,如MS患者的情况[63]。
文献指出 SM不平衡是不仅与缺陷,而且与输入和输出信息的深度整合在编程和运动执行方面存在缺陷有关。[64]已经证明,人类动作执行(即制作一杯咖啡)需要三个主要阶段:运动规划、运动执行和运动控制。[62] SM 患者有必要刺激反馈和前馈机制以及感觉运动整合,尤其是在运动控制阶段[65]。通过这种方式,康复可以确定我们所认为的“运动的皮质化”,其他作者定义为“内部模型”的构成,它是与特定运动执行相关的运动和感觉信号的内部表征[66,67]。本研究的合理性基于生成新动态环境的能力验证了两种方法的 有效性,该环境可以生成需要学习才能行走的内部模型。此外,机器人系统近年来已得到广泛应用,其原理是中风或帕金森病患者的感觉运动整合和步态恢复,已证明对残疾、步态周期和平衡缺陷有效[68- 69]。
大多数研究采用恢复平衡和步态Lokomat系统作为实验组,对照组进行地面训练[59,70,71]。
因此,本研究的创新是双方面的。本文使用的系统是一种在微重力环境中作用于步态和整体姿势特征的系统,在此系统中,患者没有得到辅助,而是主动进行治疗。对照组使用技术先进的系统执行特定的感觉运动恢复方案。
SPAD 允许纠正步态和纠正两个不对称的emisoma,导致更具生理性的步态,这在帕金森病中至关重要。它作为一种外部线索,能够使步态参数正常化并改善有助于步态节奏的神经元回路。也有人认为跑步机训练决定了“皮质重组”,这种重组将成为患者表现改善的基础。与在地面上进行的步态明显存在振荡和可变性不同,在跑步机上,患者应跟随平台的移动速度产生更有节奏的步态。因此,我们可以将跑步机定义为“外部起搏器”。在研究中,使用BWST体重支撑训练在训练期间获得的优势通过使用节拍器进行放大,节拍器结合了本体感受的影响和镜像给出的视觉提示。
本研究选择了双重本体康复训练,可以对患者的损伤和疲劳感以及步态和平衡损伤产生明显的积极溢出效应。获得的结果表明,18 次治疗(每周3次,共6周),包括在微重力环境下进行的步态训练,或在不稳定平台上进行稳定性和感觉运动训练附加神经肌肉手法治疗和拉伸练习,能够首先改善所有早期MS患者的ADL总体表现以及轻度残疾。
考虑到MS的几种表现形式,我们采用的方案——据我们所知,第一个采用微重力环境跑步机。这样的训练似乎在通过EDSS测量时优于其他形式的感觉运动锻炼。这可能是由于 EDSS 对评估步行能力和自主性比姿势和平衡变化更敏感,而采用感觉运动训练(组B)采用BBS(最常采用的用于MS患者的平衡量表)进行稳定性分析。然而,考虑到步态周期的时空参数,这种优势消失了:在两组中,时间参数(速度,步频,步态时间)总体上比空间参数(步长、步宽)有更大的改善。同样在接受SPAD 训练的稳定性测量受试者中,至少在睁眼情况下,与CoP振荡的速度相关,这与受试者接受特定的训练情况相同。在所有受试者中,改善可能表明在执行CoP脱位调整时反应性增加。这些发现与CoP轨迹长度和摇摆区域的减少有关,在B组中更大,揭示了更正确的姿势控制有关。
尽管如此,当EDSS和MFIS一起考虑时,A 组的结果可以被解读并证明体重支撑步态训练作为患者再教育的一种形式,采用更生理化和更少能量消耗的步态模式,这一方面尚未在文献中得到足够研究。
此外,正如Gandolfi等人所指出的那样[62],更多的样本可以通过EDSS对患者进行分层,并使我们能够更好地了解哪种方法(机器人辅助平衡训练或不稳定平台上的运动练习)以及哪些患者对改善平衡任务或步态相关领域更有用。
考虑到步态周期的时空参数,这种优势就消失了:在两组中,总体上时间参数(速度、步频、步长)比空间参数(步长、步宽)有更大的改善。步行可以被视为平衡挑战的重复序列,在MS患者中观察到的步态变化主要是姿势控制变化的结果[72]。
尽管采用了纯粹的本体感觉康复方案,在本研究中,疲劳感得到了积极的反馈,两个治疗组从稳定性和步态分析中获得的看似矛盾的结果加入了更广泛的长期争议,即平衡和步行障碍的任务依赖性,和在特定康复环境中学到的感觉运动技能不可转移到另一个未受过训练的环境中的不可转移性[73-77]。
与改善步态和平衡性能反映补偿运动策略的能量成本优化的理论相一致,当通过 MFIS 而非FSS测量时,疲劳感似乎减少了;这可能是由于后者的分析灵敏度低于前者,但与前者有很强的相关性[78]。
虽然目前的研究有一些局限,首先招募的受试者规模小,其次患者药物治疗的异质性(确实,而许多药物可能具有“疲劳”效应,如某些药物通常用于缓解症状),更支持了对MS采取多学科康复方法的需要。在治疗开始时根据主要缺陷进行调整(例如静态与动态平衡) 反映了治疗需要为患者定制。
结 论
本研究的结果与MS患者步态与平衡障碍和疲劳之间相互关联的争论相吻合,需要进一步的研究来阐明该疾病各方面的关系。总之,体重支持的步态训练和在不稳定平台上的感觉运动训练是可行的,并且可以安全地用作 MS 患者早期和疾病间期的额外治疗选择。
需要进一步的研究来评估可能出现的新技术,包括自我视觉受损的感觉增强练习、机械振动、功能性电刺激和持续经颅电流的电刺激。
参考文献
略