部分减重步态训练

一、概述

部分减重步态训练的临床应用可以追溯到1958年，Margaret H和Margaret HSR出版了专著“康复治疗中的悬吊疗法”。但是由于方法的局限和认识不足，没有得到发展。1973年Grillner证明出生后1周的小猫在下胸段水平破坏脊髓,2d后将其后肢放于活动平板( treadmill, TM)上可行走。其后，有学者证明了相同的结论，并提出将这一原理应用于人类。20世纪80年代末，Visintin等在不完全性脊髓损伤所致截瘫患者身上采用减重步行训练(body weight support treadmill training, BWSTT )取得了较好疗效，部分轮椅依赖患者可不依赖轮椅了。90年代以后，此装置被陆续应用在截瘫、偏瘫、脑瘫和下肢骨关节病患者的步行训练中，获得了一定的成功。自1992年引入减重踏车训练(partial body weight sup-port treadmill training,PBWSTT)方法进行偏瘫患者的下肢康复治疗以来，国内外对此疗法的研究已经取得了很大的进展。我国近年来踏车仪虽开始普及，但将其用于偏瘫患者的步态恢复还较少，有关报道更是极少。因此，对此疗法我们尚需做出进一步的研究和探讨。

部分减重步态步行训练是近年来受到关注的康复治疗方法之一，它主要是用减重吊带将患者身体部分悬吊，使患者步行时下肢的负重减少，步行能提高，如果配合运动平板（Treadmill）进行训练，效果更好。这种新治疗技术的应用引起了国内外广大学者的重视。悬挂减重训练机有多种，主要类型有悬吊绳升降控制，即悬吊杆不动，而悬吊绳可上下移动，和悬吊杆升降控制，即悬吊杆可上下移动，而悬吊绳和固定带不动。该系统由两部分组成:即减重装置和电动活动平板，减重装置主要包括固定支撑架、减重控制台、电动升降绳或杆、身体固定带（即减重吊带)几个部分。上述两种模式都可以采用电动和手动的方式，悬吊臂有单臂和双臂两类。两种减重训练仪都可以配置测力装置，并显示各个状态时身体减重量。训练时可以根据患者的需要，采用地面行走或活动平板行走。悬吊带的着力点一般在腰部和会阴部，不宜在腋下或大腿。

二、部分减重步态训练的基础理论

　1、步行中枢

步行是一种“简单”活动。一般情况下步行不需要大脑皮质参与。一些动物在去大脑后仍然可以爬行，提示脊髓存在爬行或“步行”中枢。但是人类步行又与大脑皮质的功能有密切联系，在复杂情况和特殊任务时，大脑皮质直接参与步行姿态控制。Fukuyama等采用PET研究发现步行时大脑皮质能量代谢活动增加，提示大脑皮质参与了步行活动。而在大脑功能障碍时，皮质下和脊髓中枢的作用就释放或强化，导致异常的代偿性活动。大脑皮质、脑干、小脑和脊髓功能直接受损或传导通路障碍可导致不同类型的步行功能障碍，其内在的调控机制十分复杂，以致于学术界迄今为止无法确定人类步行中枢的部位及功能。

2、脊髓中枢模式激动源理论（Central Pattern Generator，CPG）

CPG指脊髓中枢在某种刺激后产生反复神经激动的机制，这是减重训练的理论基础。Grillner和Debuc等提出哺乳动物脊髓存在CPG，以产生诸如胃肠蠕动和步行中屈肌和伸肌交替转换的神经冲动；CPG存在于脊髓的腹侧和中部的两侧，之间有神经信号通讯，以脊髓颈和腰膨大处最多；神经环路与其它神经环路关联，最后在L2-3整合。Shepherd将猫的胸脊髓横断，然后采用悬吊方式将猫在活动平板上启动“步行”，记录猫后肢的动作以及肌电活动，发现猫可以在活动平板上进行肢体交替式行动，并且记录到规律的肌电活动。提示在脊髓中枢产生了循环发动的神经冲动。这种神经冲动与中间神经元的调控有关。Barbeau等发现猫脊髓横断8天后，鞘内注射氯压定（clonidine）可激活主动运动，提示CPG的活动与脊髓神经介质的活动有关。步行时屈肌和伸肌自发性交替活动的CPG理论是，屈肌兴奋性冲动通过中间神经元抑制伸肌活动，屈肌兴奋完成后伸肌的神经兴奋释放，引起伸肌活动，从而在步行动作启动之后，产生自发性屈肌-伸肌交替兴奋（见图）。

3、神经系统可塑论与功能重组(functional reorganization)

神经系统的可塑性是指神经系统可以通过学习和训练完成因病损而丧失的功能,其机制包括远隔功能抑制消退、发芽、替代、潜在突触的活化等。成年人脑损伤后,在结构上或功能上有重新组织的能力,以承担失去的功能,即完成功能重组,而这一过程必须通过定向诱导才能逐步实现，步行训练正是一种有效的诱导方式,即将步行周期作为一个整体反复练习以期恢复良好的步行模式。

4、运动控制的“动力系统”学说(dynamic system theory)

该学说认为,对运动的控制产生于有目的的行为，因此,对运动中枢受损的患者所进行的康复治疗应着重于有实用意义的各项任务,其中包括下肢的主要任务“步行”.通过步行训练可使大脑运动中枢重新学习对下肢运动的控制。近年来的研究证实,特定任务练习有助于脑卒中和脊髓损伤患者的运动再学习取得最佳效果“在进行BWSTT时,从足底和髋关节传入的感觉在脊髓运动区被加强,而传出冲动又在不同程度上被小脑和高级运动中枢下传复制系统所放大，这种传入感觉可能会扩大皮层和皮层下运动区,使运动中枢对运动的控制能力加强。

5、步行控制的主要因素

脊髓中枢的兴奋释放导致肢体痉挛、僵硬、颤动等，多见于脑卒中、脑外伤和高位脊髓损伤。下行控制阻断导致肢体无力和麻痹，多见于外周神经损伤和脊髓前角病变。影响步行控制的主要因素包括：

（1）髋关节屈肌的牵伸刺激，这是诱导CPG的重要因素。限制猫后肢的后伸动作可显著限制后肢肌电活动，因此屈髋肌挛缩的患者一定要加强牵伸训练。

（2）下肢负重的两重性。一方面减重训练是通过减轻身体负重，以促进步行。另一方面要注意负重本身可以促进下肢伸肌群的活动。下肢负重降低不改变肌电的时相，但是降低肌电振幅。减重的幅度要降低到患者可以启动步行的最小程度。

（3）步态：加快步速不显著改变步行的摆动相，但显著缩短支撑相。

（4）大脑皮质对步行动作有直接的控制作用。

　6、神经功能的自然恢复

神经瘫痪的失神经支配的过程可以自然部分甚至全部恢复。

Barbeau等发现去皮质的猫可以自发性地恢复运动避开障碍物、觅食和进行复杂运动的全部技能。因此在减重训练的研究中必须设立对照组，以避免错误的结论。

三、部分减重步态训练的适应症

1、神经系统疾病：脑血管意外、脑外伤、脑肿瘤、脑部炎症引起的肢体瘫痪、脑瘫、帕金森氏综合症，由于各种原因引起的脊髓损伤后截瘫，外周神经损伤引起的下肢肌无力。

2、骨关节疾病和运动创伤恢复期：下肢关节置换术后的早期下肢负重训练，骨关节病变手术后功能恢复训练，骨关节病变缓解疼痛促进功能恢复的训练，肌腱、韧带断裂等运动创伤的早期恢复训练。

3、假肢、矫形器穿戴前后的下肢步态训练。

　4、宜于年老、体弱、久病卧床患者早期小运动量安全性有氧步行训练。

减重步行器主要是用于步行训练，但它还可以用于患者的平衡训练、体位转换训练及作业治疗中的日常生活能力训练。

四、部分减重步态训练的禁忌症

1、脊柱不稳定。

2、下肢骨折未充分愈合或关节损伤处于不稳定阶段。

3、患者不能主动配合。

4、运动时诱发过分肌肉痉挛。

5、体位性低血压。

6、严重骨质疏松症。

慎用于下肢主动收缩肌力小于2级，没有配置矫形器者，以免发生关节损伤。

五、训练器械的选择与使用

减重装置必须安全可靠,应满足以下要求，为防止患者跌倒,保证安全，应能承受患者体重的150％--300％。应允许患者重心上下移动,同时又不影响患者的直立姿势，在患者步行过程中必然产生重心的上下移动,正常步态时这种移动的距离约为5cm,因此系统应允许的上下位移应为5.5cm左右。在患者跌倒的过程中,即重心位移大于5.5cm时,系统应能够在0.2s左右的时间内将其拉住,此时患者重心位移约11.2cm。减重系统所产生的拉力应便于调节,悬吊装置最好与固定架有两点相连,以避免患者身体扭转,两点间隔最少50cm。吊带应满足穿脱方便、可靠、舒适等要求,着力点应在臀部和肋下,要能允许上下肢自由活动,在减重训练过程中随减重系统牵引力而出现的向上滑动应尽量少,避免压迫腋下的臂丛神经。活动平板要有适宜的长度和宽度,最好在15060cm左右,要有扶手,最好配备坡面装置已利乘坐轮椅的患者上下，传送带两侧需有宽度在25cm左右的台面供治疗师辅助患者步行。活动平板的运行速度应能细微调节(精确至0.15km/h),能以极低的速度(0.1--0.3km/h)运行且无停顿或抖动,出现紧急情况时要能快速、安全地停止传动，此外,应有清晰、可靠的速度、时间等参数显示。

六、偏瘫的部分减重步态训练

1、偏瘫的部分减重步态训练的人员配备

开始时由两个治疗师纠正步态偏差。一个治疗师在患侧帮助促进患侧下肢摆动；确定足跟先着地；防止膝过伸；保证两腿站立时间与步长对称。另一个治疗师站在患者身后，两脚放在活动平板边缘:促进重心转移至负重腿上；保证髋伸、骨盆旋转、躯干直立；防止坐在吊兜中。随着步态改善,逐渐过渡至一位治疗师站在患者身后或活动平板旁边给予指导,最终独立完成在活动平板上的行走。

2、偏瘫的部分减重步态训练的评估

　（1）步行能力

通常采用功能性步行量表(functional ambulation category scale,FAC)评定。

0级:患者不能行走或在2人帮助下行走;

1级:患者需在1人连续扶持下减重并维持平衡;

2级:患者在1人持续或间断扶持下行走;

3级:患者无需他人直接的身体扶持，而在监督下行走;

4级:患者能在平坦地而上独立行走，但在上下楼、上下坡或不平路而需要帮助;

5级:患者能独立行走。

（2）步行速度

通常算出5min或10min行走距离，然后计算2次测量结果的平均值。如果患者不能连续行走5min或10min ,则速度记为0。其中5min行走距离较为常用，步行速度以m/s计算。

（3）行走距离

患者在一个设定的场地内来回行走5min，然后算出所走的总距离。要求患者尽可能快走，如果无法连续行走，可以采取站立和行走相结合，如果这样也无法走5mim,则结果记为0。有些康复治疗中将此时间设为6-12min。

（4）步态能量消耗

一种方法为计算患者5min内行走的耗氧量；另一种方法为计算5min行走的单位距离耗氧量，即前者除以5min行走距离。

（5）平衡功能测定

主要有两种方法：Berg平衡量表评定法(Berg balance scale,BBS)和Fugl-Meyer平衡量表测定法。其中BBS最为常用，由Katherine Berg于1989年首次报道。BBS测试时选择了14个动作对被测试者进行评定，每个动作又依据被测试者的完成质量分为0--4分5个级别予以记分，最高分56分，最低分0分，评分越低，表示平衡功能障碍越严重。Fugl-Meyer评估法也较常用，包括平衡、感觉、ROM 、疼痛、运动功能评估，但有项目过多、费时的缺点。现在常采用英国进口的平衡仪，对患者训练前后的平衡功能进行测定和分析。其他评估手段包括:下肢肌电活动、肌张力变化、日常生活活动能力、跨步长度及步态类型等。以上评估其中最为常用的有FAC、BBS、步行速度等。

3、偏瘫的部分减重步态训练的处方

活动平板的速度应根据每个患者具体情况设定,即个体化,使每个患者有适当的步频和跨步长。文献报道开始时0.09m/s(0.07--0.11m/s)逐步达0.17m/s(0.12--0.23m/s)直至训练结束。

（1）减重程度:尽快使下肢完全负重,减重只是创造条件向正常负重的过渡。

v开始时减重20％--40％体重(平均30％体重),最大可达70 ％体重,随着步态模式的改善,逐步降低减重量(增加双下肢负重量) ,最终达到完全负重行走。

（2）治疗时间:按照循序渐进,逐步延长的原则。开始时15min/次,3--5天后达30min/次,5天/周。训练时程多为5周--2个月。

4、偏瘫的部分减重步态训练的操作程序

（1）向患者说明悬挂减重训练的目的、过程和患者配合事项。

（2）检查悬挂减重机电动或手动升降装置，确认处于正常状态。如果使用活动平板训练，必须使平板速度处于最慢（最好为静止状态）。

（3）确定悬吊带无损伤，各个连接部件无松动或损伤。

（4）给患者佩带悬吊带，注意所有连接部位。

（5）将患者送到减重悬臂下，连接悬吊带。

（6）采用电动或手动方式，通过减重悬臂将患者的悬吊带上拉。

（7）根据患者能够主动或在协助下向前迈步的情况，确定减重程度。

（8）让患者站在训练场地或活动平板上，保持身体稳定2~3 min，使患者适应直立体位。

（9）开启平板活动开关或从患者站立的地面，由患者主动或辅助的方式向前迈。

（10）活动平板的速度逐步加快到患者可以适应的最快节奏。

（11）达到训练时间后逐步减速。

（12）准备好坐椅或轮椅，逐步降低悬吊带，让患者坐下。解除悬吊带。

（13）关机，让患者休息3--5 min，完成治疗过程。

5、减重训练改善偏瘫步态的作用

1999年Hesse等对14名偏瘫患者进行了PBWS平板步行训练前后的步态分析、动态肌电图检查及综合步行能力评定，提示PBWS训练的作用主要包括：

(1) PBWS通过电脑控制减重吊带将人体悬吊，减轻步行时髋部和双下肢的负重，可能使患者步行中身体重心的分布趋于对称，提高患者步行稳定性;

(2)减少了步行中下肢相关肌群的收缩负荷，使下肢肌力小到3级的患者能提早进行步态训练，有利于患者的早期下床话动;

(3)下肢关节负荷的减轻可以改善和加大下肢关节的话动范围，Hesse报道偏瘫和髋关节置换术后患者在减重平板训练后患侧髋关节的伸展话动范围增大，步幅相应加大，从而提高了步行速度;

(4)减重状态下可以调节下肢的肌肉张力，避免和缓解由于早期负重行走带来的不必要的下肢伸肌协同运动和由这种异常模式导致的足下垂、内翻等病理性步态，及早输入符合正常人生理的步行模式，促进正常步态恢复，提高步行能力。Hesse观察了偏瘫患者在减重平板训练中下肢肌电图的变化，发现患侧徘肠肌、胫前肌、骶棘肌的肌电变化接近于正常步行周期中的肌电变化，支持以上观点;

(5)患者在减重装置的保护下安全性提高，消除患者步行中的紧张和恐惧心理，更好地配合治疗师的治疗，治疗师也可以把精力主要放在对下肢异常步态矫治上。

6、部分减重步态训练与传统的步行训练方式相比

神经促进技术是脑卒中患者传统的训练方式，其共同目标是改善肌肉收缩力；增加功能稳定性；促进正常运动模式的再学习；促进多方向外力的反应能力；增加运动神经元募集；增加步态控制能力；增加下肢的承重能力。

但是神经促进技术本身并不能直接改善步态。Svendsen认为新的治疗目标应该是：合理的肌肉激活、和谐的肌肉收缩时相、足够的承重能力和耐力，PWS是最有效的脑卒中步态训练技术。

7、部分减重步态训练与传统的拐杖和平行杠步行训练相比

传统的拐杖步行和平行杠步行训练的目标是减轻患肢的负重。Hesse等和Tyson等均报告偏瘫患者使用不同的拐杖、助行器或平行杠训练，对步态无显著有利的影响。相反由于训练需要患者有强大的上肢支撑力量，上身姿势往往错误，而形成新的不正确步态。采用40％PWS训练，其步行训练效果优于平行杠训练，因此PWS有可能成为最有效的步行训练工具。

七、部分减重步态训练的注意事项

1、悬吊固定带要适当，不能诱发患者痉挛。男性患者特别注意吊带不能压迫睾丸。悬吊重量不能落在腋下，以免造成臂丛神经损伤。吊带一般也不宜固定在大腿，以免影响步态。

2、由于患者有感觉障碍，固定减重带时要注意松紧合适，易摩擦的部位要加衬垫，以保护皮肤，防止擦伤。

3、固定减重带时要注意左右平衡，每次减重前均要将减重机“校零”。

4、久病卧床的患者在开始接受减重训练之前，先进行直立床上体位训练，防止出现体位性低血压。

5、减重程度要适当，一般减重不超过体重的40％。过分减重将导致身体摆动幅度增大，下肢本体感觉反馈传入减少。而减重不足将导致患者步行困难。

6、悬吊装置必须可靠，避免吊带松动或滑脱而导致患者跌倒。

7、训练过程中必须有医务人员在场进行指导和保护。

8、避免活动平板起始速度过快或加速过快，造成危险。

9、进行减重平板有氧训练的患者要注意训练中血压、心率的变化，有眩晕、心衰、血压波动过大者训练要慎重。

10、步行时患者可以配带矫形器进行训练。