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1、Physical Therapy物理治疗学,南京医科大学康复医学学系Rehab Dept Nanjing Medical University,减重训练,Partial Body Weight Support,一、概述,1、定义,partial weight support，PWS是以传统实践为依据，利用悬吊装置不同程度地减少上身体重对下肢的负荷，在理论上有利于支撑能力不足的患者早期进行各种步行训练。,2、背景,躯干和下肢承重能力下降是导致步行不能的重要原因.传统减重治疗方式:利用水的浮力进行水中步行,利用各种拐杖或助行器减少下肢负重。弊端：水中运动需要特殊环境，拐杖或助行器增加患者上肢用力，
2、造成步行时身体姿势异常等。,3、产生,减重训练的临床应用可以追溯到1958年，Margaret等出版了专著“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。,4、发展,Visintin（1989年）将减重训练用于神经瘫痪患者。发现痉挛性瘫痪者进行40PWS活动平板训练6周后，平衡功能、步行速度和步行耐力均显著高于常规训练组；随访3个月时训练组的步行速度和运动恢复得分进一步提高。,二、机理,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
3、况和特殊任务时，大脑皮质直接参与步行姿态控制。,Fukuyama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仍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
4、，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，以脊髓颈膨大和腰膨大处最多；神经环路与其它神经环路关联，最后在L2-3 整合。,Shepherd 将猫的胸段脊髓横断，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循环发放神经冲动。这种神经冲动与中间神经元调控有关。,去脊髓猫的减重步行,Barbeau等发现猫脊髓横断8d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
5、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，产生自发性屈肌一伸肌交替兴奋。,屈,伸,屈肌,屈肌,皮质指令,脊髓中枢,CPG模式,3、步行控制的主要影响因素,髋关节屈肌的牵伸刺激是诱导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。,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，但能降低肌电振幅。减重的幅度要降低到患者可以启动步行的最小程
6、度。,步态的影响加快步速不显著改变步行的摆动相，但显著缩短支撑相。大脑皮质对步行动作的直接控制作用。适当下肢负重有利于促进感觉反馈对步行动作的调节作用。,三、作用,Pillar等报道24例研究对象(4284岁)，包括偏瘫、脊髓损伤和膝下截肢，与6名正常人(2550岁)相对照。减重范围0150 kg。研究发现受累肢体的支撑相时间减少，对称性改善，步速增加，过去不能步行者现在能够步行。,脑卒中,神经促进技术是脑卒中患者传统的训练方式，但不能直接改善步态。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。认为PWS是最有效的脑卒中步态训练技术。,Hes
7、se等发现9例脑卒中后129天仍然不能步行的患者，行常规脑卒中康复治疗3周以上步态无显著改善。经过25周减重步态训练，步态功能(满分5级)增加2.2级，Rivermead总体运动功能评估增加3.9分，腿和躯干功能增加3.2分，步态参数也显著改善，而瘫痪下肢的肌肉张力和肌力无显著改变，提示这些患者的步态改善有肌肉张力和肌力之外的因素参与。,对14例无步行能力的慢性期脑卒中患者的研究发现，PWS可以使患者步行对称性改善，髋关节摆动相的伸展能力提高、抗重力肌肉的兴奋性增高，股二头肌活动增加，同时非受累侧胫前肌活动降低，需帮助步态训练的治疗师由2人减少为1人。如果将PWS与功能性电刺激结合，则可以进一
8、步提高脑卒中患者的步态训练效果。,日本学者Suzuki等报道，34例男性脑卒中患者发病3月后进行8周计算机辅助步态训练。在试验前、第4周和第8周评估快速步行10m的速度、足压力偏离中心点、最大伸膝等速肌力。发现训练8周后步速从40.4m/min增加到76.5m/min；训练前步速的决定因素是平衡控制(相关程度45.4)，而第4周和第8周的决定因素转换为患侧的伸膝肌力。,Visintin等对50例脑卒中患者采用40 PWS平板步态训练，另50例进行非减重行走训练。6周训练后，减重组的平衡功能、运动恢复、步行速度和步行耐力均显著高于常规步态训练组；随访3个月时减重组的步行速度和运动恢复得分进一步提
9、高。,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和Tyson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上肢支撑力量，上身姿势往往错误，形成新的不正确步态。40PWS的步行训练效果优于平行杠训练，因此PWS有可能成为最有效步行训练工具。,脊髓损伤,Dobkin等报告5例完全性和4例不完全性胸脊髓损伤患者，进行4550PWS训练，活动平板速度0.51.0 km/h。发现运动时EMG活动与步行动作一致。不完全损伤者启动摆步的能力较强，与步行动作一致，提示肌电活动与牵张反射无关。结果还提示腰脊髓的感觉反馈(肢体负荷和本体感
10、受)可以造成节律性的EMG 活动(即使没有皮质脊髓束的参与)。,认为交互步态促进下肢感觉反馈，通过CPG机制产生节律性屈肌和伸肌的电活动。感觉反馈、活动平板速度、关节负荷和髋关节位置均可改变肌电的振幅和时间，因此PWS活动平板训练是完全和不完全性脊髓损伤康复有效的针对性训练方法。这一发现提示CPG在人类可能存在。并有可能是脊髓损伤患者康复治疗的重要基础。,Wernig等报告8例不完全性脊髓损伤患者在损伤520个月开始进行PWS训练，时间1.57个月(每周5d，3060min/d，减重040)。疗程结束时步行距离达到200410m。步行速度从010m/min增加到1423m/min。尽管患者安静
11、时仍然缺乏下肢的抗重力运动能力，但仍然可以步行100200m。,Protas等报告3例不完全性胸髓损伤患者进行40PWS的平板运动训练，20min/次，5次/周，共计12周。发现患者的步行速度和耐力显著提高，而能量消耗显著降低。PWS训练对于脊髓损伤步行能力的效果优于传统方法的结论。,骨关节疾病,Mangione等研究4例男性和23例女性骨关节炎患者。平均年龄68岁，病史超过12年，采用活动平板训练，减重0、20 或40。研究发现减重20和40时运动时间延长，但对减轻疼痛无作用。,Hesse等对19例髋关节置换术后患者，在15%减重的条件下进行步态评估，发现患者步频降低，步幅加大，手术侧髋关节
12、外展能力提高，步行对称性改善。,减重训练适用于下肢不能负荷身体全部重量的神经功能障碍者，通过训练可以改善患者的步行能力。由于减轻了体重对下肢的影响，康复时间大大提前，有利于患者运动功能恢复。,减重训练提供了一种动态的有特定任务的训练方法。患者在运动跑台上行走时，可以调整步态的3个基本成分，即承重、步幅和平衡。跑台有利于产生重复的和有节律的步幅。,步态训练时进行实际步行的康复训练效果好于传统的注重于步态孤立成分的训练方法。与使用助行器训练强化不对称步态相比，减重训练通过提供双下肢对称的减重，创造了一个不鼓励发展代偿训练的环境。,四、装置及方法,1、提升机,减重训练装置的基本原理就是提升机,2、组
13、成,减重训练装置由马达驱动的跑台和悬吊装置组成。,其速度可以调节(0.012.25m/s)，可调节的吊带与上方的滑轮相连接对患者的身体进行减重，可使上、下肢自由运动。两侧的护栏提供额外平衡保护，没有减重作用。,速度,跑台训练的速度可根据患者的不同情况调节到合适的步频和步幅，一般从0.09m/s(0.070.1m/s)开始，经过一段时间的训练，可达到0.17m/s(0.120.23m/s),减重负荷,减重的幅度可以从25%40%体重开始，训练后减重量可逐渐下降，使下肢负荷达到可能支撑的最大重量。Colby等研究不同减重负荷(0、20、40)对平板运动(1.34m/s，5min/次)时肌肉活动的影
14、响，发现40PWS时股四头肌肌电降低，但在20PWS时不降低；吸氧量降低分别为12和6。,减重的程度越高(即悬吊的重量越大)，单腿和双腿支撑相时间越短、最大髋膝摆动角越小，肌电活动越低，步速受到限制。因此需要根据患者的实际情况和训练目标选择恰当的减重程度。国际上普遍采用的减重程度为40 体重。,方法,开始训练时，需要2名治疗师提供手法帮助以矫正患者的步态偏差。1名治疗师坐在患者的偏瘫侧，在摆动期脚触地时训练患侧以足跟接触地面，在摆动中期防止膝过伸促进对称步幅和支撑期的出现。,另1名治疗师站在患者后面，促进体重转移到支撑腿、髋过伸、骨盆旋转和躯干直立。跑台可以使髋关节被动过伸，手法延长步态支撑期的时间。,训练时不能让患者坐在吊带中，这种情况最常出现在患者伸髋不充分和跑台速度过快时。当患者不能够带动自己的体重时，倾向于用提高步频和缩短步幅的方法来补偿。,小结,减重训练的定义理论基础减重训练的方法,
