亚急性期卒中患者上肢功能与皮质脊髓兴奋性的全身渐进式垂直振动联合常规康复治疗

摘要

本项随机对照试验旨在探讨渐进式全身垂直振动（WBVV）结合常规康复治疗对亚急性期脑卒中患者上肢运动功能及皮质脊髓束兴奋性的影响，并探索其潜在的神经生理学机制。

摘要

脑卒中常导致上肢功能障碍。尽管许多患者能够恢复独立行走能力，但上肢功能的恢复仍不完全，限制了日常生活活动能力（ADL），并降低了生活质量。优化上肢康复策略仍是脑卒中治疗中的主要挑战之一。本文介绍了一项随机对照试验方案，旨在探讨渐进式全身振动训练（WBVV）对亚急性期脑卒中患者上肢功能及皮质脊髓兴奋性的影响。共纳入48例亚急性期脑卒中患者，随机分为实验组（n = 24）和对照组（n = 24）。对照组接受常规康复训练，实验组在常规康复基础上增加渐进式WBVV训练。该干预方式具有易于实施、能耗低、耐受性好的优点。WBVV方案在四周内通过调整频率和振幅逐步增强。经过四周干预后，两组患者的上肢功能、ADL能力及神经生理学指标均显著改善（p < 0.05）。实验组在上肢Fugl–Meyer评估（FMA-UE）、Wolf运动功能测试（WMFT）和改良Barthel指数（MBI）评分上的改善显著优于对照组（p < 0.05）。两组均表现出运动诱发电位潜伏期缩短和峰-峰波幅增加，但在神经生理学指标上组间差异无统计学意义（p > 0.05）。研究结果表明，WBVV联合常规康复可有效促进亚急性期脑卒中患者上肢功能恢复及日常生活活动能力。未来仍需进一步研究以验证其对皮质脊髓兴奋性的影响。

引言

中风是全球范围内导致残疾和死亡的主要原因¹在中国，脑卒中的发病率和患病率 持续上升，主要由于人口老龄化和生活方式改变，对年轻成年人的影响也日益增加²约80%的中风幸存者会出现上肢功能障碍， 严重限制其日常生活活动能力（ADL），损害生活质量，并给家庭和社会带来沉重负担³. 恢复上肢功能仍是重要的研究重点和主要的临床挑战。因此，开发安全有效的干预措施以改善上肢功能，是当前康复研究的关键方向。

全身振动训练（WBVV）最初应用于运动医学领域⁴，现已被广泛用作中风患者康复治疗的辅助干预手段^5,6。既往研究表明，WBVV 显著增强肌肉力量、爆发力和骨密度^7,8，尤其在老年人群及临床康复人群（如中风患者和心脏移植术后患者）中效果显著。其治疗机制被认为涉及垂直方向的机械刺激，可激活肌肉本体感受器，并可能调节中枢神经系统的兴奋性。

在卒中康复中，全身振动训练已被证实可有效改善平衡能力和下肢运动功能⁹；然而，针对其对上肢康复影响的研究仍然有限。目前既有的上肢康复策略仍存在明显的实际局限性。以任务为导向的训练¹⁰ 需要足够的主动运动控制能力，而重度功能障碍患者通常难以达到这一要求。强制性运动疗法（CIMT）¹¹ 需要频繁使用受累肢体，常导致亚急性期出现疲劳和依从性差¹²机器人辅助治疗可实现精确训练，但受限于高昂的成本和有限的可及性¹³. 相比之下，全身振动（WBV）可提供本体感觉输入¹⁴ 无需持续的主动努力¹⁵具有成本效益高、耐受性好、易于整合到常规临床护理中的优点，使其成为卒中后上肢功能恢复的一种有前景的辅助治疗方法¹⁶.

渐进式全身垂直振动（WBVV）方案通过逐步增加振动频率和振幅，旨在提供可控的感觉运动刺激，同时降低固定参数干预所导致的神经适应风险¹⁷。本研究采用的参数（5–25 Hz；1–8 mm）基于既往临床研究，这些研究已证实该参数范围在神经系统疾病人群中具有良好的安全性和耐受性，同时可提供足够的机械刺激以激活本体感觉通路¹⁸。卒中后上肢功能障碍与皮质脊髓束损伤及神经兴奋性降低密切相关¹⁹。尽管运动诱发电位（MEPs）是评估皮质脊髓功能的可靠工具^4,20–23，但WBVV促进上肢功能恢复的具体机制仍不明确，现有文献中存在显著的知识空白^24,25。

因此，本项随机对照试验旨在研究渐进式全身振动训练（WBVV）对亚急性期脑卒中患者上肢运动功能及皮质脊髓束兴奋性的影响。该方案通过与单纯常规康复治疗相比较，评估WBVV联合常规康复治疗对上肢运动功能及日常生活活动能力（ADL）的影响。此外，通过测量运动诱发电位（MEP）的潜伏期、波幅和运动阈值，进一步评估皮质脊髓兴奋性的变化，并探讨功能改善与这些神经生理学参数之间的关系。

方案

本研究已获得徐州医科大学伦理委员会的伦理批准（批准号：XYFY2024KL31601），并在受试者入组前获取其签署的书面知情同意书。本试验已在中国临床试验注册中心前瞻性注册（注册号：ChiCTR2500097167）。研究拟于2024年1月至2025年1月期间，从徐州医科大学附属医院康复医学科招募48名确诊为脑卒中的住院患者。

1. 受试者纳入与排除标准

1. 纳入标准：纳入符合以下标准的患者：经计算机断层扫描（CT）或磁共振成像（MRI）确诊的首次卒中，包括缺血性卒中或脑内出血，诊断依据世界卫生组织（WHO）标准；临床病情稳定；病程在10天至6个月之间；年龄在35至80岁之间；上肢Brunnstrom分期为II期或以上；坐位平衡等级为2级或以上；简易精神状态检查（MMSE）评分 ≥ 26；肩痛视觉模拟评分（VAS）为0分；以及自愿完成为期4周的训练和评估。
2. 排除标准：排除患有严重心血管或脑血管疾病、骨关节炎或周围神经损伤的患者；存在经颅磁刺激（TMS）禁忌证者；对振动不耐受或有直立性低血压者；以及不愿参与本研究者。

2. 研究设计

1. 设计一项前瞻性、单中心、随机、评估者盲法对照试验。确保所有结局评估人员和统计分析人员对受试者的分组情况完全设盲，并在所有统计分析完成前维持盲态，以尽量减少结局评估中的主观偏倚。
2. 根据主要结局指标（FMA-UE）进行样本量计算，设定双侧α为0.05，检验效能为0.80，并结合初步研究和已发表数据确定效应量。所需总样本量为48例患者。
3. 由独立统计学家生成随机序列。采用按顺序编号、不透明、密封且防篡改的信封进行分配隐藏。在基线评估后，将48名符合条件的患者以1:1的比例随机分配至实验组（n=24）和对照组（n=24）（图1）。

3. 基线评估

在随机分组前，由一名具有至少5年神经系统康复临床经验并接受过标准化培训的康复治疗师完成所有基线评估，包括上肢Fugl-Meyer评分（FMA-UE）、改良Barthel指数（MBI）、Wolf运动功能测试（WMFT）和运动诱发电位（MEPs）。

1. FMA-UE
   1. 实施FMA-UE评估，该评估包含33个项目，用于评估肩部、肘部及远端关节的运动功能。FMA-UE被广泛用于中风后上肢运动功能恢复的评估，具有高度的信度（ICC = 0.96–0.99）和良好的效度。²⁶
   2. 每个项目评分范围为0至2分，分数越高表示运动功能越好。指导受试者完成每一项标准化动作，并根据任务完成情况评分。
2. MBI
   1. 实施MBI评估，用于评价10项日常生活活动能力，总分为100分。分数越高表示独立性越强。MBI在中风康复人群中表现出高信度（ICC = 0.90–0.95）和良好的效度。²⁷
   2. 根据受试者实际任务表现评估其功能独立性并进行评分。
3. WMFT
   1. 实施WMFT评估，该评估包含15项任务：项目0–6评估简单运动，项目7–15评估复杂运动。WMFT在中风康复中具有极佳的信度（ICC = 0.88–0.97）和良好的构念效度。²⁸
   2. 指导受试者快速而准确地完成每一项任务，评分依据为完成时间与运动质量。
4. 运动诱发电位（MEPs）记录
   1. 从健侧拇短展肌（APB）记录运动诱发电位²⁹。使用配备70 mm双锥形线圈的经颅磁刺激器。
   2. 放置表面EMG电极，其中作用电极置于健侧APB肌腹，参考电极置于健侧拇指远端，接地电极置于健侧腕背。
   3. 根据国际10–20脑电图（EEG）系统，将线圈置于健侧初级运动皮层（C3/C4）上方，线圈手柄向后倾斜45°与中线成角，以确定运动热点位置。
   4. 将静息运动阈值（RMT）定义为在连续5次刺激中至少有3次能够诱发振幅≥50 µV的MEP所需的最低刺激强度。将刺激强度设定为RMT的120%。
   5. 信号滤波范围设为20 Hz–2 kHz，分析窗口为100 ms。以≥3 s的间隔给予8至10次刺激，并取5次无伪迹的试验结果进行平均。
   6. 潜伏期定义为从刺激开始至首次出现正向波峰的时间。振幅定义为峰-峰间值。

4. 干预方案

1. 对照组：常规康复治疗
   1. 根据脑卒中康复的循证指南实施常规康复治疗³⁰.
   2. 由具有至少5年临床经验并在研究开始前接受统一标准化培训的持证康复治疗师提供所有治疗。
   3. 每次治疗过程中应包含以下组成部分：
      1. 健康教育：在首次治疗时进行一次，持续约20分钟，内容包括卒中康复知识、安全注意事项和自我管理指导。
      2. 作业治疗：每次治疗持续20分钟。根据个体功能水平调整任务难度，包括木钉插入、滚筒训练、旋拧螺丝、捏夹和钳夹、套圈等任务。
      3. 日常生活活动（ADL）训练：每次训练持续10分钟，包括穿衣、进食、洗浴和仪容整理训练。
      4. 物理治疗：对肩、肘、腕、手、髋、膝和踝关节进行被动关节活动度训练，每个关节重复5–10次，共进行2组。应用神经肌肉促进技术，包括Bobath技术³¹ 和 Brunnstrom³² 每次10分钟，根据肌张力和运动功能恢复阶段进行。这些技术包括降低异常肌张力、引导肢体正常运动，并依据患者的运动功能恢复阶段采用分阶段训练策略。
      5. 常规针灸治疗：根据中华中医药学会发布的《脑卒中后康复标准化针灸治疗方案》，每次治疗持续30分钟。
   4. 每周6天，连续4周给予治疗
2. 实验组
   1. 为实验组提供与对照组相同的常规康复方案，并在垂直振动平台上增加全身振动训练（WBVV）。
   2. 通用训练方案
      1. 每次WBVV干预持续15分钟，每日1次，每周6天，连续4周。
      2. 所有治疗环节均由接受过标准化培训且具有至少5年临床经验的治疗师进行。
   3. 设备安装、校准与参数设置
      1. 在研究开始前，将振动平台安装在稳定且防滑的表面上，并调节以确保其处于水平位置。
      2. 每次实验开始前检查频率、振幅、计时器和紧急停止功能。
      3. 使用校准后的频率-幅度计验证参数准确性。
      4. 持续振动15分钟，期间不安排休息间隔。
      5. 若出现明显疲劳或不适，应暂时暂停振动，待症状缓解后继续。
      6. 根据预设的每周范围，在每次会话开始时设置频率和振幅。
      7. 从每个范围的下限开始，根据个体耐受性和运动控制能力逐步增加。
      8. 一旦确定，整个实验过程中须保持固定参数不变。
   4. 姿势控制
      1. 让受试者坐在振动平台前，双脚分开与肩同宽，躯干略微前倾（图2).
      2. 将受累的上肢直接放在平台上 (图3)将肩关节置于30°–45°屈曲位，并保持轻度外展。
      3. 保持肘关节屈曲约5°，以避免骨性接触。保持腕关节背伸15°–20°。伸展手指，以实现均匀负重。
      4. 指导受试者在整个疗程中持续通过患肢主动负重。
      5. 尽量减少躯干代偿。持续监测肢体对线和躯干位置。仅在维持姿势所需时提供最低限度的辅助。
   5. 每周进展方案
      1. 第1周：将频率设置为5–10 Hz，振幅设置为1–2 mm。用健侧手支撑患侧肘部，并将患侧上肢置于平台上。保持持续负重。
      2. 第2周：将频率设置为10–15 Hz，振幅设置为2–4 mm。保持肘关节屈曲5°，腕关节背伸15°–20°。将患侧上肢置于平台上，不提供支撑。持续保持负重状态。根据需要提供语言提示或轻触提示。
      3. 第3周：将频率设置为15–20 Hz，振幅设置为4–6 mm。保持与第2周相同的肢体位置。维持持续的负重状态，无需支撑。使用未受影响的手将 pegboard 上的 pegs 依次向上提起，持续5分钟。使用未受影响的手在平台上进行前后球体控制训练，持续5分钟 (图4)持续监测躯干对齐情况和上肢支撑状态。
      4. 第4周：将频率设置为20–25 Hz，振幅设置为6–8 mm。进行不完全站起的半坐-站训练。保持患侧上肢持续负重。图5确保治疗师在附近以保障安全。

5. 安全性监测与不良事件管理

1. 每次治疗前监测生命体征，包括血压和心率（血压 < 140/90 mmHg；心率 60–100 次/分钟）。
2. 若出现头晕、恶心、胸闷、大量出汗、剧烈疼痛、肌肉痉挛、不自主震颤或姿势不稳，应立即终止训练。
3. 记录所有不良事件的发生时间、症状、持续时间及处理措施。若症状持续或加重，须立即通知主管医师。
4. 若出现低血压（血压 < 90/60 mmHg）或心动过速（心率 > 120 次/分钟），应立即将受试者置于仰卧位并给予吸氧。

6. 随访评估

1. 使用与基线评估相同的评估工具和方法。
2. 采用FMA-UE评估主要结局指标。
3. 采用MBI、WMFT和MEP评估次要结局指标。
4. 在预设的干预后时间点，由同一评估人员完成所有评估，以确保一致性。

7. 统计分析

1. 使用 SPSS 26.0 进行所有统计分析。连续变量以均值 ± 标准差表示，分类变量以频数表示。
2. 采用 Shapiro–Wilk 检验评估正态性，采用 Levene 检验评估方差齐性。以双侧 P 值 <0.05 为差异具有统计学意义。
3. 使用独立样本 t 检验（方差不齐时采用 Welch 校正）比较基线连续性数据，使用卡方检验比较分类数据。
4. 采用配对 t 检验分析组内变化，采用独立样本 t 检验分析组间差异。
5. 对主要结局指标不进行多重比较校正。对次要结局指标采用 Bonferroni 校正法，根据比较次数调整显著性水平。
6. 基于均数差值和合并标准差，使用 Cohen’s d 计算效应量。

结果

共招募了48名卒中患者，并随机分为对照组和实验组，每组各24名参与者。所有患者均完成了全部评估和干预过程，无失访或脱落情况报告。在为期4周的干预期间，两组均未观察到与干预相关的不良事件（包括头晕、局部疼痛、疲劳或生命体征异常等轻微症状），表明渐进式全身垂直振动训练方案具有良好的安全性和临床耐受性。

两组在基线特征（包括年龄、性别、病程和卒中亚型）方面的差异均无统计学意义（P > 0.05，表1），表明各组间基线数据具有良好的均衡性和可比性。

干预前，两组在FMA-UE、WMFT和MBI评分上均无显著组间差异（P > 0.05，表2）。干预后，两组的三项评分均较基线显著升高（P < 0.001），且实验组在所有三项指标上的评分均显著高于对照组（P < 0.05）。

在基线水平时，两组之间的运动诱发电位相关指标（潜...

讨论

本研究证明，将全身垂直振动（WBVV）与常规康复相结合，可改善亚急性期脑卒中患者的上肢运动功能及日常生活活动能力，并可能提示该人群皮质脊髓束兴奋性存在潜在改善。该方案将渐进性振动参数与患侧上肢的可控负重相结合，提供了一种结构化且可重复的刺激框架。

既往研究已记录了振动疗法对卒中后上肢功能恢复的有益作用^33,34,35。本方案在此证据基础上，通过标准化参数递增和体位设置，提高各治疗 session 之间的一致性。

该方案的一个核心特征是分阶段调整振动频率和振幅。初始阶段采用较低的频率（5–10 Hz）和振幅（1–2 mm），以支持感觉适应并限制过度的反射性激活。随着患者对刺激的耐受性提高，参数逐步增加（最高至20–25 Hz和6–8 mm），以维持感觉运动反应性，并减少神经系统对机械刺激产生的适应现象。逐步调节有助于持续维持感觉运动反应性，并避...

材料

本文使用的材料清单

姓名	公司	目录编号	评论
SPSS 统计软件	IBM Corp		版本 26.0
经颅磁刺激设备	Nanjing Wiss Medical Technology Co., Ltd.		Magneuro R130
全身垂直振动治疗设备	中国台湾 BodyGreen		MF1