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吸气肌训练联合rTMS改善脊髓损伤患者肌肉和步行功能的效果观察

2019-02-10黄俊杰王坤善侯铁东

中国医学创新 2019年33期
关键词:重复经颅磁刺激脊髓损伤肌力

黄俊杰 王坤善 侯铁东

【摘要】 目的:探討吸气肌训练联合重复经颅磁刺激(rTMS)改善脊髓损伤(SCI)患者肌肉和步行功能的效果。方法:选取2017年1月-2019年1月本院收治的SCI患者80例。按照随机数字表法将其分为观察组和对照组,各40例。对照组接受常规康复训练,观察组在对照组基础上进行吸气肌训练联合rTMS,均治疗4周。比较两组呼吸功能(MIP、PIF值)、ASIA评分、6 min步行距离、10 m步行时间、肌力分级情况。结果:治疗2、4周,观察组MIP和PIF值均大于对照组,差异均有统计学意义(P<0.05);治疗4周,观察组ASIA运动、粗触觉、针刺觉评分均高于对照组(P<0.05);治疗4周,观察组6 min步行距离长于对照组、10 m步行时间少于对照组,差异均有统计学意义(P<0.05);治疗4周后,两组肌力分级均较治疗前明显提高,且观察组肌力分级提高程度高于对照组,差异均有统计学意义(P<0.05)。结论:SCI患者进行吸气肌训练联合rTMS,能改善患者的呼吸功能和神经功能,进而提高患者肌力和步行能力,是一种有效的康复手段。

【关键词】 脊髓损伤 吸气肌训练 重复经颅磁刺激 肌力 步行 康复

[Abstract] Objective: To explore the effect of inspiratory muscle training combined with repetitive transcranial magnetic stimulation (rTMS) on muscle and walking function in patients with spinal cord injury (SCI). Method: A total of 80 SCI patients in our hospital from January 2017 to January 2019 were selected. According to the method of random number table, they were divided into observation group and control group, 40 cases in each group. The control group received routine rehabilitation training, and the observation group received inspiratory muscle training combined with rTMS on the basis of the control group, both groups were treated for 4 weeks. The respiratory function (MIP, PIF), ASIA score, 6-min walking distance, 10-m walking time and muscle strength grade were compared between the two groups. Result: After 2 and 4 weeks of treatment, the values of MIP and PIF in the observation group were higher than those in the control group, the difference were statistically significant (P<0.05). After 4 weeks of treatment, the ASIA score of movement, rough touch and acupuncture sense in the observation group were higher than those in the control group (P<0.05). After 4 weeks of treatment, the 6-min walking distance of the observation group was longer than that of the control group, and the 10-m walking time of the observation group was shorter than that of the control group, the differences were statistically significant (P<0.05). After 4 weeks of treatment, the muscle strength grade of the two groups were significantly higher than those of before treatment, and the improvement of muscle strength grade in the observation group was higher than that in the control group, the differences were statistically significant (P<0.05). Conclusion: The inspiratory muscle training combined with rTMS can improve the respiratory function and nerve function of SCI patients, and then improve their muscle strength and walking ability, which is an effective rehabilitation method.

近年来脊髓损伤(spinal cord injury,SCI)的患病率不断上升,有研究报道全球SCI发病率为0.038%~0.190%[1],我国SCI发病率约为0.067%[2]。其致伤原因分为两种,外伤性常见于交通事故、运动创伤等造成[3];非外伤性多为脊髓炎、脊髓肿瘤等[4-5]。SCI往往会出现损伤节段以下肢体感觉和运动功能障碍,造成患者呼吸障碍、肌肉痉挛、肌力下降,使患者遗留严重的残疾,其致残率高达70%以上[6],给患者带来生理和精神上的巨大痛苦。SCI经早期专科治疗后,需要进行漫长的康复训练恢复,以提高患者行走能力和生活自理能力,进一步改善生活质量。多项研究表示,损伤平面在T12节段以上的SCI患者通常会出现呼吸肌部分功能丧失,损伤平面越高越可造成患者肋间肌无力、肺活量下降、咳嗽减弱、痰液潴留等,严重影响患者呼吸功能[7-8]。此外,SCI患者肺部感染等呼吸系统并发症的发生率明显升高[9-10]。既往呼吸功能训练多采取常规抗阻吸气训练,多适用于COPD患者,对SCI患者而言训练负荷不稳定[11]。Power Breathe呼吸训练器为新型改良版负荷训练器,与Breathe Link呼吸训练软件配合使用可实现负荷自动调整,根据患者的吸气肌强度维持最佳的呼吸训练阻力。近年来重复经颅磁刺激(repetitive transcranial magnetic stimulation,rTMS)在SCI的康复治疗中效果较好,通过刺激脊髓和外周神经,发挥脊髓残余神经功能来改善患者运动能力[12]。本文选取本院不完全性SCI患者应用吸气肌训练联合rTMS进行康复治疗,进一步探讨其应用效果,现报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料 选取2017年1月-2019年1月本院收治的SCI患者80例。纳入标准:符合SCI的诊断标准[13];不完全性SCI,美国脊髓损伤协会(american spinal injury association,ASIA)损伤分级为C、D级[14],存有部分感觉和肌肉功能;损伤平面在T5~T12节段;病程3~12个月内,生命体征稳定,意识清楚。排除标准:BMI>27 kg/m2的肥胖患者;合并严重心血管慢病疾病;合并肌营养不良、共济失调、周期性麻痹、癫痫等神经系统疾病;合并呼吸系统疾病;气管切开、气管插管者;患有认知障碍、精神病史;治疗依从性不佳、退出研究者。按照随机数字表法将其分为观察组和对照组,各40例。患者及家属均对本研究知情并同意,且本研究已经院伦理委员会审核批准。

1.2 方法 (1)对照组接受常规康复训练。1次/d,每周5天,持续4周。训练内容如下,①呼吸训练:进行主动呼吸训练、上肢上举呼吸训练以及叩击排痰训练;②关节活动度训练:从近段到远端活动全身关节,做最大活动范围的运动;③坐位训练、坐位平衡训练:上肢摆动支撑训练,为坐位下进食、穿脱衣服等活动做准备;④支撑减压和移动训练:增强双上肢支撑力量,提高移动能力;⑤站立训练,过渡至平行杠内训练;⑥步行训练:摆至步训练(指導患者平衡站姿,双拐前置,通过伸肘、压低和伸展肩胛骨、低头来提起骨盆和双腿,双腿摆至而不摆过双拐,拐杖迅速前置获得稳定性)、四点步行训练(指导患者按照左拐-右足-右拐-左足的方式前行,每次只移动一点);⑦增强肌力训练:进行肌肉电刺激训练、抗重力训练、抗阻力训练。(2)观察组在对照组基础上进行吸气肌训练联合rTMS。1次/d,每周5天,持续4周。①吸气肌训练:使用Power Breathe K5呼吸训练仪(江苏天瑞医疗器械有限公司),事先在笔记本电脑上安装好Breathe Link呼吸训练软件,见图1。用USB连接线将呼吸训练仪与电脑连接,指导患者正位、直立,将咬嘴放入口中,尽力吸气,进行吸气测试。评估患者的吸气体积、流速、功率、压力、肌力指数和吸气流速峰值,制定个体化的吸气肌训练计划。指导患者快吸慢呼的呼吸技巧,先将肺内气体尽量全部呼出,然后迅速有力的吸气,一次吸气持续2~3 s,扩张胸廓,然后再缓慢地将气体全部呼出,平静呼出3~4 s。开始训练时,呼吸训练仪的负荷量调整至最低,使患者能完成30次呼吸运动,然后逐渐增加负荷量。②rTMS训练:采用NK-IA04J经颅磁刺激仪(石家庄渡康医疗有限公司)。患者仰卧位平躺,正确佩戴治疗帽。连接经颅磁刺激仪,对患者大脑水平段M1区和顶叶Cz区进行磁刺激,刺激频率设置为10 Hz,刺激强度为静息运动阈值的90%。

1.3 观察指标及判定标准 (1)呼吸功能:于治疗前及治疗2、4周时采用Breathe Link呼吸训练软件指标进行测定,其中最大吸气压力(maximal inspiratory pressure,MIP)、吸气流速峰值(peak inspiratory flow,PIF)反映吸气肌强度大小,分别测定3次取平均值。(2)神经功能:治疗前、治疗4周时采用ASIA评分评定患者对运动、粗触觉、针刺觉3个部分的评分。其中粗触觉、针刺觉评价分别有28个项目(分别评价左、右侧):0分表示缺失,1分表示障碍,2分表示正常,得分范围0~112分;运动评价包含10个项目(分别评价左、右侧),完全瘫痪到正常评分0~5分,得分范围0~100分[15]。(3)步行功能:治疗前、治疗4周时分别进行6 min步行测试和10 m步行测试,其中6 min步行测试为患者在医院走廊以最大速度独立行走6 min,记录患者6 min步行距离;10 m步行测试为患者以最快速度直线步行14 m,减去患者在起始和终止2 m的步行时间,记录患者在中间10 m步行时间。(4)肌力分级:治疗前、治疗4周时分别评定患者肌力,以患者50%以上的关键肌[指每个脊髓节段神经或者神经根内的运动神经元轴突所支配的相应一组肌群,脊髓损伤运动临床上必须检查的10组关键肌:肘屈肌(肱二头肌、肱桡肌),腕伸肌(桡侧腕伸肌长、短头),肘伸肌(肱三头肌),中指深屈肌(指深屈肌),小指外展肌,髋屈肌(髂腰肌),膝伸肌(股四头肌),踝背屈肌(胫前肌),拇长伸肌,踝跖屈肌(腓肠肌与比目鱼肌)]的肌力作为该患者的肌力级别,从无肌肉收缩到完全抗阻力分为0~5级。

1.4 统计学处理 使用SPSS 22.0软件对所得数据进行统计分析,计量资料用(x±s)表示,组间比较采用t检验;计数资料以率(%)表示,比较采用字2检验;有序分类等级资料采用秩和检验。以P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 两组基线资料比较 观察组男22例,女18例;年龄31~68岁,平均(49.23±7.86)岁;ASIA分级:C级23例,D级17例;病因:外伤性24例,非外伤性16例;平均病程(7.26±1.52)个月;平均BMI(24.87±1.28)kg/m2。对照组男25例,女15例;年龄38~63岁,平均(47.16±8.02)岁;ASIA分级:C级28例,D级12例;病因:外伤性17例,非外伤性23例;平均病程(7.58±1.33)个月;平均BMI(24.29±1.46)kg/m2。两组一般资料比较,差异均无统计学意义(P>0.05),具有可比性。

2.2 两组MIP和PIF值比较 治疗前,两组MIP和PIF值比较,差异均无统计学意义(P>0.05);治疗2、4周,观察组MIP和PIF值均大于对照组,差异均有统计学意义(P<0.05)。见表1。

2.3 两组ASIA评分比较 治疗前,两组ASIA运动、粗触觉、针刺觉评分比较,差异均无统计学意义(P>0.05);治疗4周,观察组ASIA运动、粗触觉、针刺觉评分均高于对照组,差异均有统计学意义(P<0.05)。见表2。

2.4 两组步行指标比较 治疗前,两组6 min步行距离和10 m步行时间比较,差异均无统计学意义(P>0.05);治疗4周,观察组6 min步行距离长于对照组、10 m步行时间少于对照组,差异均有统计学意义(P<0.05)。见表3。

2.5 两组肌力分级比较 治疗前,两组肌力分级比较,差异无统计学意义(Z=1.279,P=0.258);治疗4周后,观察组、对照组肌力分级均较治疗前明显提高(Z=15.793、7.863,P=0.000、0.005),且观察组肌力分级提高程度高于对照组(Z=6.363,P=0.012)。见表4。

3 讨论

脊髓损伤平面在T12以上的SCI患者通常会出现不同程度的呼吸障碍,主要由于吸气肌无力导致,Kim等[16]研究发现,其吸气肌力量的大小与SCI患者的呼吸障碍程度密切相关。SCI患者脊髓损伤后,呼吸肌出现肌力下降,尤其是膈肌和肋间肌失去神经支配出现功能丧失,患者呼吸无力,增加呼吸系统并发症,不利于SCI患者的预后,故对此类患者进行呼吸训练十分必要。本研究采用的Power Breathe K5呼吸训练仪,配合Breathe Link呼吸训练软件使用,其阈值压力可以根据患者的吸气肌强度进行负荷自动调整,使患者的训练强度维持在最佳的呼吸训练阻力,实现最大的训练效果。患者在训练过程中,可以通过软件直观地感受到训练效果,体验感较好,应用该方法可以进一步提高患者的训练积极性。本研究采用Breathe Link呼吸訓练软件的MIP、PIF作为指标,结果显示,治疗2、4周,观察组MIP和PIF值均大于对照组,差异均有统计学意义(P<0.05)。MIP和PIF值反映患者的吸气肌力量强度,其增加说明患者的吸气力量增加,代表患者的呼吸功能有所改善。

张美英[17]研究发现,该呼吸训练仪在SCI患者中应用良好,可有效改善患者的呼吸困难程度,提高患者吸气肌力量。杨初燕等[18]研究表示,进行长期的吸气肌训练可提高疗效,帮助患者改善吸气技巧,维持良好的气体交换,逐渐减轻患者呼吸困难,减少呼吸系统并发症,改善预后。该训练采用快吸慢呼的形式,专门针对吸气肌做抗阻训练,增加呼吸气道的阻力,满负荷训练使患者的训练强度维持在最佳。临床实际应用发现,这种训练方式不受体位的影响,卧位、坐位、站位均可,适用于各种状态的患者,也可与其他康复训练结合使用。该吸气肌训练有三点优势:第一,增加吸气肌肌力,提高气道廓清能力,增加残存的呼吸肌,患者肺活量提高,增加携氧量;第二,提高心肺的输血输氧效率,改善血流动力,有助于改善神经营养;第三,促进淋巴回流、改善患者体内炎症状态,为脊髓神经康复提供良好内环境[19]。

文献[20]研究发现,不完全性SCI患者脊髓损伤病程1年以内仍具有较好的神经功能可塑性,采用rTMS进行康复治疗可以提高患者的神经功能。rTMS为经颅磁刺激方式的一种,其原理为高磁通量磁场穿透患者颅骨,对患者的中枢神经系统形成磁场,产生磁刺激,提高局部神经元的兴奋性,促进残余神经恢复[21]。本研究将rTMS与吸气肌训练联合进行康复治疗,评价其对患者的神经、运动功能的影响,结果显示,治疗4周,观察组ASIA运动、粗触觉、针刺觉评分均高于对照组(P<0.05),说明该康复训练可以改善SCI患者的神经功能,患者的运动、感觉有明显提高,即为脊髓损伤程度逐渐减轻。步行能力是SCI患者康复效果的重要评定指标,提高患者步行功能有助于提高生活自理能力,使患者更好地回归家庭和社会,本研究结果显示,治疗4周,观察组6 min步行距离长于对照组、10 m步行时间少于对照组,差异均有统计学意义(P<0.05),说明该康复训练有利于改善患者步行能力。一项Meta分析研究发现,通过对大脑皮质进行反复磁刺激,可增加M1区域的神经元活性,促进残余神经功能恢复,减少肌肉痉挛,提高感觉和运动功能,进而继发了患者步行运动的潜能,步行能力明显改善[22]。此外,本研究结果显示,治疗4周后,两组肌力分级均较治疗前明显提高,且观察组肌力分级提高程度高于对照组,差异均有统计学意义(P<0.05),证实了该康复训练对患者神经、运动功能的积极影响。

综上所述,SCI患者进行吸气肌训练联合rTMS,能改善患者的呼吸功能和神经功能,进而提高患者肌力和步行能力,是一种有效的康复手段,值得临床应用。另外,本研究也存在一定不足,样本量较少,干预时间有限,观察期较短,未能探讨吸气肌训练联合rTMS对患者的长期影响,且其作用机制尚未完全明朗,仍待今后进一步研究。

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(收稿日期:2019-08-05) (本文编辑:董悦)

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