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一般认为,保持人体平衡共有三环节,即感觉输入、中枢整合和运动控制。此外,前庭系统、视觉调节系统、身体本体感觉系统、大脑平衡反射调节、小脑共济协调系统及肌群的力量也参与了人体平衡的维持。人体平衡的维持取决于正常的肌张力、适当的感觉输入、大脑的整合作用、交互神经或抑制骨骼肌系统[ 1]。平衡功能受前庭、视觉、本体觉(关节、肌肉皮肤的传入信息)的调节,而正常的神经、肌肉和骨关节是维持站立平衡的基本保稳定的站立平衡,除要有稳定的平衡感觉外,还必须有兴奋的躯干肌及下肢的肌力和肌张力[ 2]。脑卒中患者的高位中枢由于病变而失去了对低位中枢的控制,患者的运动、感觉传导通路发生障碍,常出现平衡反射功能失调、躯体本体感觉功能障碍、肌肉力量、张力及肌群间相互协调收缩能力丧失等影响身体平衡功能的可能因素,特别是偏瘫侧下肢的肌力降低明显影响患者运动功能、平衡、步行速度的恢复[ 3]。
1 视觉、本体感觉及前庭系统对平衡功能的影响
人体对平衡的控制依赖于视觉、本体感觉和前庭觉之间信息的相互作用。视觉和本体觉对平衡的控制在睁眼时起主导作用,前庭觉则在闭眼时起重要作用[ 4]。如果躯体感受到干扰和破坏时,身体直立的平衡主要通过视觉系统来维持。人站在固定的支撑面上时,足底皮肤的触觉、压力觉和踝关节的本体感觉输入起主导作用。如果失去了对支持面情况的感受,姿势的稳定性就会受影响,需要其他感觉特别是视觉系统的输入。脑卒中患者不能很好地控制自身姿势和运动模式,感觉输入减少是其中的主要原因之一。有研究表明,在平衡功能方面,运动控制能力与本体感觉呈正相关[ 5]。Di Fabio 等[ 6]对有平衡障碍的偏瘫患者给予不同感觉输入后,发现他们维持站立的时间也不同,失去本体感觉反馈后,站立时间缩短,若再失去视觉反馈后,则站立时间进一步缩短。这提示偏瘫患者确实存在感觉与运动联系的障碍。前庭系的主要功能是感受头部的运动和空间位置,保持头颈在运动中固有的姿势。通过前庭-眼,前庭-脊髓和前庭-皮层反射来调节姿态,维持身体平衡,协调眼球运动。研究显示前庭系统可能在维持平衡中所起的作用最大,本体感觉系统则可能在维持平衡中所起的作用最小,视觉与本体感觉联合作用占44.4%,故前庭系统作用最大,占55.6%[ 7] 。前庭刺激可以影响空间形态知觉,用于姿势的调整,特别是对于右侧大脑半球损伤的偏瘫患者;前庭热刺激有助于减轻左侧偏瘫患者的姿势偏移[ 8]。另外脑卒中患者长期卧床和前庭刺激少也会影响患者平衡功能。
2 卒中后躯干控制能力下降对平衡功能的影响
躯干作为身体的中心,是肢体活动和调节重心的基础。肢体活动需要和躯干组合完成[ 9], 躯干控制能力对下肢的灵活性很重要。目前,国内外许多研究显示躯干控制能力和平衡能力有关[ 10~12],当身体受到外力作用或自身发生改变需要调整重新达到平衡时, 是通过躯干侧屈肌、腹肌、腰肌的快速反应性收缩来实现的。躯干控制需由脊柱、韧带、躯干肌群之间精确的协调配合。脑卒中后躯干控制能力下降,导致上下肢控制力下降,影响踝、髋和跨步反射,继而影响平衡功能。可表现为躯干重心向健侧偏移,改变了身体的稳定极限,所以无法维持对正常姿势的控制和重心的合理分布,从而影响了平衡功能。在临床治疗过程中发现,患侧躯干后旋或侧屈时,患侧骨盆后倾并上提、呈髋伸及内收内旋、膝伸、足跖屈内翻的异常运动模式, 从而下肢不能有效活动, 说明躯干侧方运动和旋转运动与下肢有关[ 13~14]。而控制骨盆后倾可以抑制下肢伸肌运动模式,诱发出正确步态,控制患者躯干关键点,阻止异常肌张力和异常运动, 诱导下肢正常运动[ 15]。 这些都说明躯干控制对站立平衡的影响。
3卒中后下肢肌肉力量下降对平衡功能的影响
随着对脑卒中平衡功能障碍认识和治疗方法研究的深入,近年来,一些学者[ 16~17]利用现代生物力学和运动学的知识,有选择地训练患者某些特定的肌肉或部位,来达到提高偏瘫患者平衡功能的目的,取得了良好的疗效。同时,相关的研究指出[ 16~21],躯干和下肢的肌肉力量与脑卒中患者的平衡和步行功能密切相关。瓮长水[ 20]在评测了下肢髋屈曲、膝伸展和踝背曲3个动作的肌力后,认为其中股四头肌对患者的平衡功能影响较为显著。
髋外展肌群主要包括臀中肌、臀小肌、阔筋膜张肌等,在静态单足站立和行走时均需承担沉重的负荷,其肌力的大小对站立及行走功能至关重要。脑卒中偏瘫患者的髋外展肌的肌力与控制能力均较正常人低下,由此带来如下的问题:① 在站立时,由于患侧下肢承重能力差,导致重心偏向健侧;② 在步行中,当重心由健侧转移到患侧时,由于患侧的髋外展肌的控制差,可能使重心过分偏移向患侧,而使患者向患侧跌倒;③ 在患侧支撑期时,因患侧髋外展肌的控制能力差,导致骨盆在额状面上向健侧过度倾斜,进而也可能导致患者向患侧侧摔;④ 患者因担心侧摔,步行中重心向患侧转移不充分.因而使患侧摆动期长,健侧摆动期短;双足间的步幅宽度增大。⑤患者向患侧方横向移动能力差,尤其是侧向“保护性跨步”反应能力减弱或丧失。因此肌力下降直接对平衡造成不利影响。
4 卒中后认知功能障碍对平衡功能的影响
脑卒中后的注意、记忆和执行功能障碍会影响患者的康复效果:单侧忽略、运动性失用等障碍会影响患者躯体功能的恢复。Mchay等[ 22]认为,额叶损伤和注意力缺损是患者躯体功能恢复的重要预测因子,注意力缺乏的患者平衡功能相对也较差[ 23~25],因此康复过程中必须注重注意力的训练。认知功能对平衡能力的影响还表现在空间知觉方面。空间知觉是人的大脑皮质顶叶对来自视觉刺激中关于空间关系的判断。患有空间知觉障碍(结构失认或失用)的脑卒中患者虽没有视觉问题,但不能判断来自视觉的空间关系信息,以致不能确定自身和环境以及环境中各物体之间的关系,因而无法正确调整身体的重心,有的患者甚至丧失垂直感,导致无法维持躯体的正确姿势。患者往往在坐起或站立时不恰当地把身体向后靠或向一侧侧屈,这种表现通常与肌力和运动控制能力不相同步。患者不但无法通过视觉代偿来增强姿势调整的能力,相反,由于混乱的视觉判断使患者坐起和站立时往往过分地把躯体倾向后方,使平衡状态更受破坏。
5 病变性质不同的脑卒中患者的平衡能力
病变性质不同的脑卒中对患者平衡功能的损害和恢复有所不同。平衡能力在急性期恢复较快,主要是去神经功能联系不能的改善以及水肿消退[ 26]。脑出血患者易发生上述病理变化,发病早期表现为平衡功能严重受损。而随着病情稳定,平衡功能恢复也快。脑梗死患者上述病理变化较轻,发病早期平衡功能受损相对较小,但神经功能重塑需较长时间,故平衡功能恢复相对较慢。
6 病变部位不同的脑卒中对平衡功能的影响
不同大脑半球的脑卒中,对脑神经功能有不同的影响,左大脑损伤易发生意念和运动性失用,而右侧损伤易发单侧忽略、躯体构图障碍,理论上认为均会影响平衡功能,但未见有文献报道。王凯等临床研究表明不同大脑半球病变者,无论出血或梗死在康复治疗前后,平衡功能无明显差异[ 29]。
参考文献
[1]南昆山.康复医学[M].北京:人民卫生出版社,2001:48
[2] 汪霞.人体平衡能力的评定及应用现状(综述)[J].国外医学:物理医学与康复医学分册,1992,12:4~5
[3] 翁长水,毕胜,田哲,等.脑卒中患者偏瘫侧下肢肌力与运动功能、平衡、步行速度及ADL的关系[J].中国康复理论与实践,2004,10(11):694~696
[4] Dault MC,de Haart M,Geurts AC,et al.Effects of visual center of pressure feedback on postural control in young and elderly healthy adults and in stroke patients.Hum Mov Sci,2003,22:221~236
[5] Shumway-cook A,Woollacott M. Motor control:theory and practical applications.2nd ed.Philadelphia:Lippincott Williams and Wilkins,2000:127~151
[6] Di Fabio RP,Badke MB.Stance duration under sensory conflict conditions in patients with hemiplegia.Arch Phys Med Rehabil,1991,72:292~295
[7] 郭丽敏,迟放鲁.姿势平衡中的感觉相互作用[J].上海医学,2003,26:258~261
[8] 王旭.前庭热刺激有助于减轻左侧偏瘫患者的姿势偏移[J].国外医学.物理医学与康复学分册,1999,1:37
[9] 卓大宏主编. 中国康复医学[M]. 第2 版. 华夏出版社, 2002.336~337
[10]瓮长水, 高怀民, 徐军, 等.急性脑卒中偏瘫患者初诊时坐位姿势支持能力对判断功能预后的价值[J].中华物理医学与康复杂志, 2002, 24( 1) : 40~42
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[16] 王玉龙,翟浩瀚,王玉珍,等.选择性强化躯干肌的训练对脑卒中患者平衡功能的影响[J].中国康复医学杂志,2005,20(2):ll6~120
[17] 刘文权,吴婉霞,陈坚.骨盆控制训练对脑卒中患者平衡功能和步行能力的影响[J].广州医药,2006,37(2):71~72
[18] Kligyte I,Lundy-Eknlan L,Medeiros JM.Relationship between lower extremity muscle strength and dynamic balance in people poststrokec [J].Medicine,2003,39(2):122~ 128
[19] Karatas M, Cetin N,Bayranloqlu M.Trunk nlusele strength in relation to balance and funotional disability in unihemisDhericstrokepatients[J].Am J Phys Med Rehabil,2004,83(2):81~87[20] 翁长水,毕胜,田哲,等.脑卒中患者偏瘫侧下肢肌力与运动功能、平衡、步行速度及ADL的关系[J].中国康复理论与实践,2004,10(l1):694~ 696
[21] 廖亮华,罗伟良,陈树丹,等.躯干控制能力训练对偏瘫患者平衡和下肢功能的影响[J].中国康复医学杂志,2006,21(7):616
[22] 中华神经科学会.各类脑血管疾病诊断要点.中华神经科杂志,1996,29:379~380
[23] 臧玉峰,顾伯美,钱秋瑾.等.注意缺陷多动障碍平衡功能的客观评定[J].中国临床康复,2002,6(9):1372~1373
[24] 王娟,王玉凤,任园春.注意缺陷多动障碍儿童不同亚型的平衡功能研究[J].中国临床康复,2003,7(19):2715~2716
[25] Sahon SR. Neumtmphins,growth-factor-regulated genes and the contron of energy balance.Mt Sinai Med 2003;70(2):93~100
[26] Mchay MS,Catherine AM. Cognitive rehabilitation-an integrativeneuropsychological approach [M]. New York:The Guilford Press,2001.67~69
[27] 王凯、陈文峰、周文益.脑卒中患者平衡功能损伤的相关因素分析[J].中国康复医学杂志,2007,22(4):345~346
作者单位:510000 广东省荣誉军人康复医院
1 视觉、本体感觉及前庭系统对平衡功能的影响
人体对平衡的控制依赖于视觉、本体感觉和前庭觉之间信息的相互作用。视觉和本体觉对平衡的控制在睁眼时起主导作用,前庭觉则在闭眼时起重要作用[ 4]。如果躯体感受到干扰和破坏时,身体直立的平衡主要通过视觉系统来维持。人站在固定的支撑面上时,足底皮肤的触觉、压力觉和踝关节的本体感觉输入起主导作用。如果失去了对支持面情况的感受,姿势的稳定性就会受影响,需要其他感觉特别是视觉系统的输入。脑卒中患者不能很好地控制自身姿势和运动模式,感觉输入减少是其中的主要原因之一。有研究表明,在平衡功能方面,运动控制能力与本体感觉呈正相关[ 5]。Di Fabio 等[ 6]对有平衡障碍的偏瘫患者给予不同感觉输入后,发现他们维持站立的时间也不同,失去本体感觉反馈后,站立时间缩短,若再失去视觉反馈后,则站立时间进一步缩短。这提示偏瘫患者确实存在感觉与运动联系的障碍。前庭系的主要功能是感受头部的运动和空间位置,保持头颈在运动中固有的姿势。通过前庭-眼,前庭-脊髓和前庭-皮层反射来调节姿态,维持身体平衡,协调眼球运动。研究显示前庭系统可能在维持平衡中所起的作用最大,本体感觉系统则可能在维持平衡中所起的作用最小,视觉与本体感觉联合作用占44.4%,故前庭系统作用最大,占55.6%[ 7] 。前庭刺激可以影响空间形态知觉,用于姿势的调整,特别是对于右侧大脑半球损伤的偏瘫患者;前庭热刺激有助于减轻左侧偏瘫患者的姿势偏移[ 8]。另外脑卒中患者长期卧床和前庭刺激少也会影响患者平衡功能。
2 卒中后躯干控制能力下降对平衡功能的影响
躯干作为身体的中心,是肢体活动和调节重心的基础。肢体活动需要和躯干组合完成[ 9], 躯干控制能力对下肢的灵活性很重要。目前,国内外许多研究显示躯干控制能力和平衡能力有关[ 10~12],当身体受到外力作用或自身发生改变需要调整重新达到平衡时, 是通过躯干侧屈肌、腹肌、腰肌的快速反应性收缩来实现的。躯干控制需由脊柱、韧带、躯干肌群之间精确的协调配合。脑卒中后躯干控制能力下降,导致上下肢控制力下降,影响踝、髋和跨步反射,继而影响平衡功能。可表现为躯干重心向健侧偏移,改变了身体的稳定极限,所以无法维持对正常姿势的控制和重心的合理分布,从而影响了平衡功能。在临床治疗过程中发现,患侧躯干后旋或侧屈时,患侧骨盆后倾并上提、呈髋伸及内收内旋、膝伸、足跖屈内翻的异常运动模式, 从而下肢不能有效活动, 说明躯干侧方运动和旋转运动与下肢有关[ 13~14]。而控制骨盆后倾可以抑制下肢伸肌运动模式,诱发出正确步态,控制患者躯干关键点,阻止异常肌张力和异常运动, 诱导下肢正常运动[ 15]。 这些都说明躯干控制对站立平衡的影响。
3卒中后下肢肌肉力量下降对平衡功能的影响
随着对脑卒中平衡功能障碍认识和治疗方法研究的深入,近年来,一些学者[ 16~17]利用现代生物力学和运动学的知识,有选择地训练患者某些特定的肌肉或部位,来达到提高偏瘫患者平衡功能的目的,取得了良好的疗效。同时,相关的研究指出[ 16~21],躯干和下肢的肌肉力量与脑卒中患者的平衡和步行功能密切相关。瓮长水[ 20]在评测了下肢髋屈曲、膝伸展和踝背曲3个动作的肌力后,认为其中股四头肌对患者的平衡功能影响较为显著。
髋外展肌群主要包括臀中肌、臀小肌、阔筋膜张肌等,在静态单足站立和行走时均需承担沉重的负荷,其肌力的大小对站立及行走功能至关重要。脑卒中偏瘫患者的髋外展肌的肌力与控制能力均较正常人低下,由此带来如下的问题:① 在站立时,由于患侧下肢承重能力差,导致重心偏向健侧;② 在步行中,当重心由健侧转移到患侧时,由于患侧的髋外展肌的控制差,可能使重心过分偏移向患侧,而使患者向患侧跌倒;③ 在患侧支撑期时,因患侧髋外展肌的控制能力差,导致骨盆在额状面上向健侧过度倾斜,进而也可能导致患者向患侧侧摔;④ 患者因担心侧摔,步行中重心向患侧转移不充分.因而使患侧摆动期长,健侧摆动期短;双足间的步幅宽度增大。⑤患者向患侧方横向移动能力差,尤其是侧向“保护性跨步”反应能力减弱或丧失。因此肌力下降直接对平衡造成不利影响。
4 卒中后认知功能障碍对平衡功能的影响
脑卒中后的注意、记忆和执行功能障碍会影响患者的康复效果:单侧忽略、运动性失用等障碍会影响患者躯体功能的恢复。Mchay等[ 22]认为,额叶损伤和注意力缺损是患者躯体功能恢复的重要预测因子,注意力缺乏的患者平衡功能相对也较差[ 23~25],因此康复过程中必须注重注意力的训练。认知功能对平衡能力的影响还表现在空间知觉方面。空间知觉是人的大脑皮质顶叶对来自视觉刺激中关于空间关系的判断。患有空间知觉障碍(结构失认或失用)的脑卒中患者虽没有视觉问题,但不能判断来自视觉的空间关系信息,以致不能确定自身和环境以及环境中各物体之间的关系,因而无法正确调整身体的重心,有的患者甚至丧失垂直感,导致无法维持躯体的正确姿势。患者往往在坐起或站立时不恰当地把身体向后靠或向一侧侧屈,这种表现通常与肌力和运动控制能力不相同步。患者不但无法通过视觉代偿来增强姿势调整的能力,相反,由于混乱的视觉判断使患者坐起和站立时往往过分地把躯体倾向后方,使平衡状态更受破坏。
5 病变性质不同的脑卒中患者的平衡能力
病变性质不同的脑卒中对患者平衡功能的损害和恢复有所不同。平衡能力在急性期恢复较快,主要是去神经功能联系不能的改善以及水肿消退[ 26]。脑出血患者易发生上述病理变化,发病早期表现为平衡功能严重受损。而随着病情稳定,平衡功能恢复也快。脑梗死患者上述病理变化较轻,发病早期平衡功能受损相对较小,但神经功能重塑需较长时间,故平衡功能恢复相对较慢。
6 病变部位不同的脑卒中对平衡功能的影响
不同大脑半球的脑卒中,对脑神经功能有不同的影响,左大脑损伤易发生意念和运动性失用,而右侧损伤易发单侧忽略、躯体构图障碍,理论上认为均会影响平衡功能,但未见有文献报道。王凯等临床研究表明不同大脑半球病变者,无论出血或梗死在康复治疗前后,平衡功能无明显差异[ 29]。
参考文献
[1]南昆山.康复医学[M].北京:人民卫生出版社,2001:48
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[3] 翁长水,毕胜,田哲,等.脑卒中患者偏瘫侧下肢肌力与运动功能、平衡、步行速度及ADL的关系[J].中国康复理论与实践,2004,10(11):694~696
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[7] 郭丽敏,迟放鲁.姿势平衡中的感觉相互作用[J].上海医学,2003,26:258~261
[8] 王旭.前庭热刺激有助于减轻左侧偏瘫患者的姿势偏移[J].国外医学.物理医学与康复学分册,1999,1:37
[9] 卓大宏主编. 中国康复医学[M]. 第2 版. 华夏出版社, 2002.336~337
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[21] 廖亮华,罗伟良,陈树丹,等.躯干控制能力训练对偏瘫患者平衡和下肢功能的影响[J].中国康复医学杂志,2006,21(7):616
[22] 中华神经科学会.各类脑血管疾病诊断要点.中华神经科杂志,1996,29:379~380
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