脊髓损伤患者适应性身体活动及其健康效益：基于ICF的Scoping综述

石孝宇， 杨剑

1.华东师范大学体育与健康学院，上海市 200241；2.伊犁师范大学体育学院，新疆伊宁市 835000；3.伊犁师范大学大学生体质监测中心重点实验室，新疆伊宁市 835000

0 引言

瘫痪是脊髓损伤后最常见的损伤之一。特定肌肉的部分瘫痪是由该肌肉的部分但并非所有运动途径受到破坏造成的[1]。瘫痪可能发生在损伤水平或以下。部分瘫痪表现为虚弱(自愿产生肌肉力量的能力下降)，这可能会严重损害运动功能[2]。由于脊髓损伤患者常常会有严重的活动功能障碍，他们的身体活动水平较低，从而诱导继发性的健康问题，并且导致功能障碍更加严重[3]。

行走和使用双手的能力是脊髓损伤患者的高度优先事项，也是生活质量的重要决定因素[4]。处于回归家庭和社会阶段的脊髓损伤患者，常常会在社区和家庭以及医疗或康复机构中，寻求多种不同的康复治疗以及参与身体活动来增强力量，在日常生活中，他们依靠轮椅进行移动，脊髓损伤部位以下相关骨骼肌肉往往没有参与主动运动[5]。

脊髓损伤患者的运动是运动康复界和康复治疗界关注的一个重要问题，参与身体活动不仅有助于脊髓损伤患者维持身体功能，积极参与社会性的体育活动，还有助于脊髓损伤患者保持社交，提高心理健康水平，提升生活质量。

开发适应家庭和社区的身体活动方案，是学者们关注的重要领域，鉴于脊髓损伤患者功能障碍的特殊性，需要根据他们的整体功能状态，根据适应性身体活动的方法，参照世界卫生组织(World Health Orgnization, WHO)《WHO身体活动与久坐行为指南》(针对残疾人)[6]，进行功能定向的个别化设计，并且要针对轮椅使用者的情况，适当采用一些智能辅助设备，设计出独特的身体活动方案。

《国际功能、残疾和健康分类》 (International Classification of Functioning, Disability and Health, ICF)

是有关健康及健康相关因素的完整分类体系，对功能和功能障碍进行命名、定义和分类，能够从疾病、功能、个人和环境方面入手，系统科学地描述个体的功能状况，并为功能诊断、整体评估和康复措施提供理论工具[7-9]。基于ICF，可以系统分析脊髓损伤患者在身体功能、活动和参与、环境方面存在的障碍，并基于此架构进一步分析身体活动对脊髓损伤患者带来的健康益处。本研究对适用于脊髓损伤患者的适应性身体活动方案，以及实施这些方案达成健康效益的相关证据进行Scoping综述。

1 资料与方法

1.1 研究架构

本研究基于PRISMA Scoping 综述报告指南要求，构建脊髓损伤患者身体活动及其健康效果的Scoping综述架构，主要涉及脊髓损伤患者在康复期可以采取的身体活动相关的干预(包括干预场所、干预属性、干预处方)，并基于ICF架构，从身体和心理健康、活动和行为健康以及生活质量与福祉出发，分析不同身体活动对脊髓损伤患者的健康效益。Scoping 综述研究架构见表1。

表1 Scoping综述研究架构

1.2 文献检索策略

采用主题词与自由词结合方式，在PubMed、Web of Science、EBSCO 和中国知网检索康复期脊髓损伤患者身体活动相关文献，检索时限2017 年1 月至2022年7月。

英文检索式：(spinal cord injury OR paraplegia)AND (exercise OR adapted physical activity OR wheelchair dependent physical activity OR powered exoskeleton robotics) AND (health effect OR physical functions OR activity and participation OR mental health OR quality of life and wellbeing)

中文检索式：(脊髓损伤OR 截瘫) AND (锻炼 OR适应性身体活动OR 轮椅身体活动OR 外骨骼机器人)AND (健康效益OR 身体功能OR 活动和参与OR 心理健康OR生活质量与福祉)

1.3 纳入与排除标准

纳入标准：①研究对象年龄＞ 18 岁；②研究对象为脊髓损伤患者；③干预手段为身体活动及相关内容；④研究主题符合身体活动对脊髓损伤患者身体健康的影响；⑤英文或中文；⑥经同行评议。

排除标准：①研究对象被诊断患有心血管疾病、糖尿病或急性炎症性疾病，使用抗炎或调脂药物；②非正式出版的论文，如硕博论文、会议论文、广告等；③不能获取论文全文；④干预方案不明确；⑤无干预结果。

1.4 文献筛选与数据提取

将所有检索到的文献导入Endnote 软件中去重。由2 名研究人员根据纳入和排除标准独立进行文献筛选，提取标题、作者、国家、发表时间、研究对象(疾病类型、损伤程度、受伤时间、年龄)、干预方案(采取的身体活动干预场所、干预属性、干预处方)、研究结果和结论等。文献筛选流程见图1。

图1 文献筛选流程图

1.5 纳入文献的质量评价

纳入文献由2名研究人员依据本Scoping综述架构表及文献纳入标准进行质量评估，1 名研究人员搜索和提取研究数据，另1 名研究人员负责监督。最终纳入文献质量均为高质量。

2 结果

2.1 纳入文献的基本特征

最终纳入8 篇英文文献，来自澳大利亚、美国、爱沙尼亚、加拿大、荷兰和巴西，涉及150 例脊髓损伤患者；随机对照试验7 项[1,10-15]，非随机对照试验1项[16]；主要来源于脊髓损伤、神经医学、肌肉神经、身体活动等领域期刊；发表时间主要集中在2017年至2021年。纳入文献基本特征见表2。

表2 纳入文献基本特征

2.2 健康及健康相关状况

纳入文献中研究对象均患有完全性或不完全性脊髓损伤，主要表现为截瘫、四肢瘫，损伤程度主要包括神经水平和损伤等级。6 项研究均说明脊髓损伤患者的神经水平为C1～T12，8 项研究均说明损伤等级范围为A～D。主要功能障碍在ICF 的身体功能方面体现在b710 关节活动功能、b715 关节稳定功能、b720 骨骼活动功能、b730 肌肉力量功能、b735 肌张力功能、b750 运动反射功能、b760 随意运动控制功能、b770步态功能；在活动和参与方面体现在d410改变身体的基本姿势、d415 保持一种身体姿势、d420 移动自身、d445 手和手臂的使用、d450 步行、d455 到处移动、d570 照顾个人的健康、d610 获得商品和服务、d910社区生活、d920娱乐和休闲中存在功能障碍；在环境因素方面体现在e1151 个人日常生活中用的辅助用品和技术，e1401 文化、娱乐和体育用的辅助用品和技术。2 项研究居家进行，活动方式由线下和远程结合实施，身体活动干预属性为预防类、健康促进类、治疗类、康复类；3 项研究是在社区进行，旨在达到康复、健康促进的效果；3 项研究在医疗机构展开，主要的身体活动干预属性为治疗类、康复类。

2.3 身体活动干预方案

Bye 等[1]研究力量训练结合常规护理对脊髓损伤患者部分瘫痪肌肉力量的影响，主要活动方式包括力量训练、日常生活活动的步态和功能培训(如转移、行走、滚动和推动手动轮椅的培训)，活动频率为每周3 次，每次进行4 组训练，每组包括10 次共计40 次收缩训练，组间休息2 min，前两组每组进行10 次等长收缩(持续4 s，间隔4 s)，后两组进行向心收缩，活动强度为中～高，共12 周，干预在医疗机构进行，活动指导与支持人员为治疗师。

Bye 等[10]关注短期抗阻训练对脊髓损伤患者部分瘫痪肌肉力量的影响。活动方式是为每位参与者选择一个部分瘫痪的目标肌肉群(肘屈肌、肘伸肌、膝屈肌或膝伸肌)，训练计划遵循渐进抗阻训练的原则。参与者每周3 次训练目标肌肉群，每次进行4 组训练，每组10 次，共计40 次收缩训练，组间休息2 min，前两组每组进行10 次等长收缩(持续4 s，间隔4 s)，后两组进行向心收缩，活动强度为中～高，共6周。

Gorman等[11]旨在确定并比较水疗和机器人跑步机治疗对慢性运动不完全性脊髓损伤患者的心肺影响，活动方式为机器人跑步机、水疗，活动频率为每次45 min，每周3次，活动强度为中～高，共12周。

Bergmann等[12]评估了单次治疗中功能性电刺激和治疗性运动对脊髓损伤患者背肌和腹直肌力量产生的影响，活动方式包括2 个部分。①治疗性运动：8 种不同动作的练习，每个练习12 次重复，分3 组完成，以改善坐姿平衡和上半身姿势，在物理治疗师的指导下，参与者在家中接受培训，坐在自己的轮椅上进行。②功能性电刺激：热身和恢复阶段的频率设置为3 Hz。在工作阶段，频率根据以下方案交替使用：8 Hz 18 s，2 Hz 2 s，18 Hz 10 s等，频率交替连续重复，没有停顿；活动频率为每次12～45 min，每周2次，活动强度为低～中，共6周。

Gagnon等[13]探究使用地面步行外骨骼机器人进行运动训练对完全性脊髓损伤患者的影响，活动方式为基于动力机器外骨骼的渐进式运动训练(可穿戴机器人外骨骼EKSOTM 1.1)，活动频率为每次45～60 min，每周3次，活动强度为中～高，共6～8周。

Jansen 等[14]检验混合自行车(电刺激辅助的腿部自行车结合手动自行车)与单纯的手动自行车在长期脊髓损伤个体中对全身血管适应性的影响，活动方式为电刺激辅助的腿部自行车、手动自行车，活动频率为每次40～45 min，每周2 次，活动强度为中～高，共16周。

Ma 等[15]探讨一种基于理论的身体活动干预方法对脊髓损伤患者的身体活动水平、有氧健身能力和心理健康的影响，主要活动方式为有氧运动，活动频率为每次15 min，每周5 次(其中第1 次由物理治疗师指导，后4次自主练习)，活动强度为中～高，共8周。

Alves 等[16]研究了不同强度下急性运动对健康人和脊髓损伤患者促炎和抗炎细胞因子平衡的影响，活动方式为采用适用于轮椅的跑步机，活动频率为每次30 min，每周2次，活动强度为中～高，共3周。

2.4 健康结局

2.4.1 身体和心理健康

在肌肉功能方面，Bye 等[1]的研究表明，结合常规护理的力量训练增强了脊髓损伤患者部分瘫痪肌肉的力量。Bye 等[10]的研究表明，脊髓损伤患者经过6周的抗阻训练后，平均最大等长肌肉力量增加14%，部分瘫痪肌肉的力量显著增加。Bergmann等[12]的研究显示，脊髓损伤患者的背肌和腹直肌力量显著增强。Gagnon等[13]的研究表明，脊髓损伤患者在地面步行机器人外骨骼辅助下运动训练，步行速度显著提高。

心肺功能方面，Gorman等[11]发现，脊髓损伤患者随着机器人干预，峰值摄氧量显著改善，心肺功能得到改善，心肺风险显著降低。Ma 等[15]研究发现脊髓损伤患者的颈动脉硬化得到改善。

免疫系统方面，Jansen 等[14]的研究显示，每周2次、持续16周的混合自行车或手动自行车训练不会导致全身血管适应性的改变。Alves 等[16]发现，脊髓损伤患者在中～高强度的运动下，系统性抗炎细胞因子反应明显减弱。

心理健康方面，Ma 等[15]的研究显示，脊髓损伤患者的心理社会预测指标显著改善。Bergmann等[12]的研究发现，结合功能性电刺激的治疗性运动能够缓解脊髓损伤患者的疲劳。

2.4.2 活动和行为健康

脊髓损伤患者的身体活动是依靠轮椅完成的适应性身体活动，对于提升整体健康具有非常重要的意义，运动是一种积极的适应性的主动健康活动。Gagnon 等[13]的研究发现，脊髓损伤患者姿势控制能力得到显著改善。Ma 等[15]的研究显示，干预组中等至剧烈身体活动方面比对照组高出5 倍，体力活动增加17%，有氧健身水平提高19%，同时掌握自我管理锻炼的技能。

2.4.3 环境因素

对于脊髓损伤患者而言，要完成适应性身体活动，往往需要借助于辅助技术和运动器材设备，如轮椅跑台、外骨骼机器人等设备已经应用于脊髓损伤身体活动领域。Gagnon 等[13]经过6～8 周的研究，发现机器人外骨骼辅助脊髓损伤患者运动训练是可行的，可安全使用，能够有效解决居家康复问题。

2.4.4 生活质量与福祉

Bergmann等[12]的研究显示，脊髓损伤患者的自我照顾能力得到改善，能够做一些简单的日常照顾动作。Ma 等[15]的研究表明，身体活动可以改善脊髓损伤患者健康相关生活质量。

3 讨论

本研究表明，康复期脊髓损伤患者可以采取多种类型(主动+被动)、多种呈现方式(线上+线下)的身体活动，进而达到预防、健康促进、治疗、康复的目的。

处于康复期的脊髓损伤患者大多在家庭或者社区环境中参与身体活动，他们也会在医疗或康复机构中接受一些运动康复和物理治疗。在医疗和康复机构中，由于有专业的辅助技术和康复训练的设备，可以让脊髓损伤患者参与适应性的身体活动训练，强度也较高，效果会更好[17]。在社区或者居家参与的身体活动对于促进他们的健康和功能也具有积极的意义。

针对脊髓损伤患者的身体活动方式的设计，主要考虑到轮椅使用以及他们的功能障碍。从活动方式设计看，大多数研究均针对轮椅使用者的情况，设计机器人或者轮椅跑台等辅助技术的使用，并且根据这些技术的使用，设计了适应性的身体活动方式。机器人跑步机训练和水疗干预方案被设计为允许治疗师根据个体参与者的需要定制训练，同时符合设定的研究运动结构[18]。每种干预的剂量在设计的方案内保持一致，但使用了不同的活动来优化个体干预。如需要增加髋关节屈曲的参与者练习屈曲活动，而保留髋关节伸展的另一名参与者执行其他活动，例如髋关节外展，同时保持规定的剂量强度和时间。平衡得以维持，干预反映了研究方案结构内的定制化临床护理[19]。Bergmann 等[12]发现单次运动结合功能性电刺激可能比单独运动更有效地提升肌肉的力量产生。此外，创新辅助技术可以在提高脊髓损伤患者生活质量和最大限度地降低医疗保健成本方面发挥重要作用[20]。已有多项研究表明结合辅助技术(动力外骨骼机器人、功能性电刺激等)的身体活动更能改善脊髓损伤患者的痉挛状态、行走能力和下肢力量，促进脊髓损伤患者的康复[21-24]。

在活动强度方面，根据《WHO 身体活动与久坐行为指南》建议中等强度体育活动每周至少2.5 h的要求，研究均采用中、高强度的适应性身体活动。有研究显示，轻度、中度和剧烈强度的体育和娱乐活动，以及肌肉增强练习有助于增强脊髓损伤患者的肌肉力量[25]。尽管Alves 等[16]建议，身体健康的脊髓损伤个体可能需要进行更高能量消耗的体育运动，才能获得与健全人相似的益处。但考虑到依从性问题，应当对一些特定亚群需要在增加体力活动水平时给予特别考虑[26-27]。如女性、年龄较大的人群以及四肢瘫的患者在达到WHO 建议的体力活动水平方面存在更低的可能性，考虑将身体活动融入到不同的场景、转换成不同的方式，可能会得到更好的效果[28]。

纳入研究的样本量相对较小，可能无法代表所有此年龄段的脊髓损伤参与者。需要在进行大样本量多次的康复与治疗，才能得出结论。因此研究建议相关领域科研工作者采用更大的样本量和多种活动方式结合、多种活动频率、多种活动强度的训练(可能涉及家庭环境和训练前的适应期)，可能会显示出不同的结果，基于此制定出对脊髓损伤患者更有针对性的康复期身体活动方案。

4 结论

基于ICF，本研究构建脊髓损伤患者身体活动及其健康效果的PICO 架构。脊髓损伤患者的身体活动可以在家庭、社区或者医疗和康复机构等环境中进行，脊髓损伤患者的身体活动特点为基于轮椅的适应性身体活动，主要分为两类：基于轮椅完成的各种有氧运动、抗阻运动，以及基于辅助运动设备或者干预方法(如机器人跑步机、动力机器外骨骼、功能性电刺激等)完成的身体活动。脊髓损伤患者的身体活动频率为每次12～60 min，每周2～3 次，持续3～16 周，活动强度大多为中～高。治疗师和运动康复专业人员可以通过多种形式如线上或线下指导监督练习以及一对一指导等形式，为脊髓损伤患者提供指导和支持。通过参与身体活动，脊髓损伤患者可以获得的健康效益包括增强体质，提高心肺功能、有氧耐力，改善心理社会功能，提高身体活动参与水平，减少久坐行为，提高生活自理能力和生活质量。

利益冲突声明：所有作者声明不存在利益冲突。