痉挛型脑瘫患儿个体化康复治疗前后步态特征分析

孙爱萍，毕胜，赵海红，张学敏，季润，霍剑菲，吴慧楠

脑瘫患儿中痉挛型脑瘫占比约60%～70%，痉挛严重影响患儿的生长发育，引起关节挛缩、畸形、疼痛等并发症，严重影响患儿步行能力[1]。改善脑瘫患儿的步态是康复的主要目标。目前脑瘫患儿的功能评定多采用量表评定,简便易行,但操作过程中主观性较强,缺乏精确性和准确性。目前三维步态分析，被认为是步态评估的金标准[2-4]。但三维步态分析设备昂贵，需要场地大，并对操作人员专业要求高、评定耗时长，目前国内三维步态分析与脑瘫患儿的评估、康复方案的制定及治疗结合并不理想。大多数国内外学者多采用便携式步态分析仪分析脑瘫患儿康复治疗前后的步态特征，并缺乏与正常儿童的对照研究。

本研究应用三维动态扑捉系统分析脑瘫患儿治疗前后的步态数据，并与正常儿童对比，探讨个体化康复方案治疗后其步行能力的改善情况，为痉挛型脑瘫患儿运动功能的评价和康复治疗，提供量化、客观的科学依据。

1 资料与方法

1.1 一般资料 选取我院儿童康复科从2017年7月～2018年12月收治的门诊或住院的脑瘫患儿10例为观察组，再选取12例性别、年龄、身高及体重与脑瘫儿童相匹配的健康儿童为对照组。入选标准： 年龄4～12岁；符合痉挛型脑瘫双瘫的诊断标准；粗大运动功能评分(Gross Motor Function Measure，GMFM)Ⅰ级或Ⅱ级；可以独立行走10步；能听懂简单的指令，能充分配合步态测试的完成；患者家属知情同意。排除条件：排除严重脑发育障碍、听力异常、严重癫痫及精神病等患者；有过度兴奋、焦虑退缩或冲动、攻击行为或自伤、自残行为者，适当用精神药物但仍不能很好控制者；合并严重运动障碍不能行走者，智力严重障碍者等。2组一般资料比较差异无统计学意义，见表1。

表1 2组一般资料比较

1.2 方法 采用英国VICON三维动态扑捉系统(型号Vicon MX ultranet HD，Oxford Metrics公司)，步态系统硬件主要包括6个高速红外拍摄头、2个测力平台以及16个反光标记球等。系统采样频率设置为100 Hz，实时追踪受试者关键解剖位上的荧光标记球。每次测试，患儿穿短裤或紧身裤，光脚无辅具进行步态测试。光点标记位置：双侧的髂前上棘、髂后上棘、大腿下1/3、膝外上髁、小腿下1/3的胫骨、双侧外踝、双侧第二跖骨头、双侧跟骨后侧。测试前患儿在步道上练习3～5次后准备测试，听到指示信号后开始行走，嘱患儿按照平时的正常步速行走，采集有效数据。观察组分别在治疗前后进行测试各1次，对照组为正常儿童，不进行任何康复治疗，只采集1次步态分析数据。观察组由一名专业康复医师和2名治疗师根据三维步态分析采集的步态时空参数及运动学参数，制定个体化训练方案，包括纠正患儿腘绳肌、腓肠肌痉挛状态，增加屈髋，抑制膝关节屈曲，热湿敷后加强跟腱牵拉，加强足背屈训练及佩戴踝足矫形器等，并进行相关的步速、步长及单侧支撑时间训练等，共治疗1个月，具体训练方式包括：①悬吊运动：30min/次，1次/d，5次/周；②改良Ashworth肌张力评定在2～4级的下肢肌肉进行抑制痉挛训练，包括热湿敷及物理治疗，20min/次，1次/d，5次/周；③对于跟腱挛缩，尖足的患儿佩戴踝足矫形器，每日10h；④步态训练：20min/次，1次/d，5次/周；⑤康复踏车或减重步行训练：20min/次，1次/d，5次/周；⑥双下肢肌肉力量及耐力训练：20min/次，1次/d，5次/周。

1.3 评定标准 对照组仅进行三维步态分析，观察组治疗前及治疗1个月后分别进行以下评定：①GMFM评分：D区和E区(站立行走功能区)，共37项，总计111分，分数越高功能越好；②Berg平衡量表(Berg Balance Scale， BBS)：满分56分，分数越高平衡功能越好；③改良Ashworth肌张力评定量表(modified Ashworth Scales，MAS)：分为0～4级，分别给予0～4分，评定患儿左侧腘绳肌及腓肠肌的痉挛程度，分数越高痉挛越严重。④三维步态分析系统：因观察组为痉挛型双瘫，双下肢功能接近，本研究2组受试者均选取左下肢进行步态分析，使用VICON(Vicon MX)系统核心处理软件得出患儿的步态周期、跨步时间、步频、步速、跨步长、步长、单支撑时间及髋、膝、踝的关节活动度范围及对应关节的屈曲最大和最小角度。

2 结果

2.1 观察组治疗前后GMFM、BBS及MAS评分比较 治疗1个月后，观察组GMFM和BBS评分较治疗前均明显提高 (均P<0.01)，MAS评分较治疗前明显下降(P<0.01)，见表2。

表2 观察组治疗前后GMFM、BBS及MAS评分比较 分，

与治疗前比较，aP<0.01

2.2 2组步态时空参数比较 治疗1个月后，观察组步态周期和跨步时间较治疗前均明显降低(均P<0.05)，步频、跨步长及步长较治疗前均明显增加(P<0.05，0.01)，步速和单支撑时间与治疗前比较差异无统计学意义。观察组治疗前后较对照组比较，步态周期和跨步时间均明显增加(均P<0.01)，单支撑时间差异无统计学意义，步频、步速、跨步长及步长均明显降低(均P<0.01)，见表3。

表3 2组步态时空参数比较

与治疗前比较，aP<0.05，bP<0.01；与对照组比较，cP<0.01

2.3 2组步态运动学参数比较 治疗1个月后，观察组髋、膝关节的关节活动度和屈曲最大角度及踝关节的关节活动度较治疗前均明显增加(P<0.05，0.01)，其余参数比较差异无统计学意义；观察组治疗前后较对照组比较，除了膝关节屈曲最大角度差异无统计学意义，其余髋、膝及踝关节各运动学参数均明显增加(均P<0.01)，见表4。

表4 2组步态运动学参数比较

与治疗前比较，aP<0.05，bP<0.01；与对照组比较，cP<0.01

3 讨论

脑性瘫痪的运动障碍常伴有继发性肌肉、骨骼问题[5]。王志敏等[6]指出畸形导致下肢骨骼结构以及步态异常，严重损害患者的行走能力。

目前改善痉挛型脑瘫患儿下肢运动功能的治疗方法包括药物、康复训练、手术、物理因子治疗、辅具、针灸推拿等[7-9]。而精确的康复评定为康复方案的制定及疗效的判定提供科学依据及指导作用，尽管观察性步态分析量表与三维步态分析有较好的一致性，但有限的信度和效度还不能用于术前计划和临床诊断[10-11]。

三维步态分析是利用三维运动捕捉系统、测力台系统以及表面肌电采集与分析系统等对步态的时-空、运动学、动力学及肌电参数进行的全方位的采集与分析。三维步态分析结果具有客观性和准确性，被公认为是步态分析的黄金标准[12-15]。

本研究采用GMFM量表、Berg平衡量表及改良Ashworth肌张力量表评估患儿后，采用三维步态分析来定量评价脑瘫患儿行走过程中的功能情况，并根据评估结果判定患儿存在的主要运动障碍点，制定个性化康复治疗方案(改善肌痉挛、协调控制训练、步态训练等)，重点以提高患儿的步行能力为主，并加强训练。本研究结果表明治疗1个月后患儿的GMFM、BBS评分均明显增高，MAS评分较治疗前明显改善，患儿的运动功能得到明显改善；同时通过三维步态分析系统量化反映了患儿步行功能的改善情况。治疗1个月后患儿步态周期、跨步时间降低，步频、跨步长、步长增高，步行能力明显提高；治疗前及治疗后与正常儿童比较，步频、步速、跨步长及步长均明显减小，考虑患儿基本都存在下肢肌痉挛情况，行走过程中由于腘绳肌和腓肠肌痉挛，并随步行速度可能进一步加重痉挛，导致患儿髋、膝及踝关节运动时的张力失调，进而限制髋、膝及踝关节的活动度，从而使步行速度缓慢。研究结果表示，治疗后患儿腘绳肌、腓肠肌肌张力明显改善，能很好地纠正脑瘫儿童典型的尖足畸形；训练后，患儿重心转移较充分，步态控制更协调，与黄一琳等[16]研究的痉挛型双瘫患儿结果基本一致。这些参数的变化进一步为康复治疗提供信息，提示临床医生在脑瘫儿童的康复治疗及相关研究中应该重视运动控制训练、并可规范借助矫形器辅助控制膝、踝关节的运动。

脑瘫患儿下肢各关节的运动差异较大，本研究中选取一个步态周期内，治疗前后髋、膝、踝在矢状面上的数据进行对比，治疗1个月后，患儿各关节的活动范围较治疗前改善，行走时的姿势控制能力也提高，但髋、膝、踝关节的最小和最大屈曲角度较正常儿童均偏高，说明患儿行走过程中各关节呈现过度屈曲情况，关节角度伸展不充分。

目前大部分研究是对治疗前后或2组不同脑瘫儿童是否使用某种治疗方法进行对比，用以证明某种或几种治疗方法的疗效，未将脑瘫儿童与本地区的正常儿童对比[17-18]。本研究分析了脑瘫儿童治疗前后的数据并与正常儿童进行对比，更好地分析脑瘫儿童康复治疗的效果，并建立我院实验室不同年龄组脑瘫及正常儿童的数据，为进一步的临床康复治疗提供依据。本研究的不足之处是样本量较小，且患儿配合不如成人配合好，跨步长小，步行中不能有效踩踏力台，不能保证力学数据的有效性，故未作地面反作用力及力矩的分析，下一步可进行不同年龄组，大样本量的精细分析，以便为临床康复方案的制定提供客观依据。

综上所述，三维步态分析系统可精准评估脑瘫患儿障碍点，为其制订个体化康复训练方案，有效改善患儿的下肢运动功能，提高步行能力，并对疗效评估提供科学依据。