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摘要
介紹下肢運動功能障礙在腦卒中患者中較為常見，通常由腦神經連接障礙引起。既往研究表明，全身振動訓練(WBVT)可顯著改善腦卒中患者的下肢運動功能，並可能促進神經重構。本研究的前期目的是探討WBVT對腦卒中患者下肢運動功能和神經可塑性的影響。
方法將進行單盲隨機對照試驗。將招募60名腦卒中患者，隨機分配到WBVT、常規康複訓練(RRT)和對照組(CG)。WBVT和RRT幹預將實施為每周5次25分鍾的訓練，持續12周;CG將在社區或醫院保持日常習慣生活方式和常規治療，還將接受電話隨訪和健康相關講座。經顱磁刺激將用於評估神經可塑性，而下肢運動功能將通過力量、行走能力和關節活動等指標進行評估。評估將分別在幹預完成後的基線期、第6周、第12周以及第4周和第8周進行。
道德和傳播本研究已獲上海大學體育研究倫理委員會(102772021RT067)批準，將提供WBVT相對於RRT在改善腦卒中患者下肢運動功能和神經可塑性方麵的效果數據。本研究的結果將通過同行評議期刊的發表和國際會議上的演講進行傳播。
試驗注冊號碼ChiCTR2200055143。
- 中風
- 運動醫學
- 康複醫學
這是一篇開放獲取的文章，按照創作共用署名非商業性(CC BY-NC 4.0)許可發布，該許可允許其他人以非商業性的方式發布、混編、改編、構建本作品，並以不同的條款授權其衍生作品，前提是原創作品被適當引用，給予適當的署名，任何更改都注明，且使用是非商業性的。看到的:http://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/。
來自Altmetric.com的統計
本研究的優勢和局限性
該方案提出了一項嚴格的隨機對照試驗設計，旨在探索全身振動訓練(WBVT)對中風患者下肢運動功能和神經可塑性的影響。
一種精確的測量工具和多個指標將用於判斷WBVT對中風患者神經可塑性的影響。
患者將來自一個地理區域，這限製了普遍性。
介紹
中風很普遍，與高致殘率、複發率和死亡率有關。1最新的全球疾病負擔研究顯示，中國腦卒中的總體終身風險為39.9%，居世界首位，腦卒中也是中國壽命損失年數疾病中的首要原因。2中風患者通常會有各種後遺症。最常見的是偏癱，其特點是麻木、單肢無力和痙攣。它會顯著降低患者進行日常活動的能力，影響他們的生活質量。3.70%以上的偏癱患者下肢運動功能可得到一定程度的恢複，其中大部分患者無法獲得良好的步態或行走速度。4中風後下肢運動功能障礙是中樞神經係統損傷引起的，導致運動模式異常。5它的主要特點是肌肉力量差，6痙攣狀態,5關節不穩定,7相關的反應8和協同運動。9因此，改善受影響患者的肌肉力量、平衡能力和行走能力對恢複其下肢運動功能至關重要。
神經可塑性一般是指神經係統為適應內外環境的變化而進行結構和功能變化的固有能力。10中風後神經可塑性的變化已被證明是運動功能恢複的基礎。11單側腦卒中後，神經可塑性包括兩個方麵:(a)神經突觸連接的變化和(b)各種結構興奮性的變化。中風後的功能恢複與運動皮層等與大腦解剖結構和功能有關的區域的變化有關。12大腦半球一側的病變會降低或抑製該側運動皮層的興奮性，而對側大腦半球的皮層則會過度興奮。13因此，失適應神經可塑性是存在的，這涉及到一種不想要的症狀發展的功能恢複受阻，如代償性運動模式，延遲發作的不自主異常運動。14初級運動皮層(M1)為下行運動係統和自主運動指令提供主要輸出。這種機製與頂葉、前運動皮層和補充運動區(SMA)的體感和空間處理密切相關;因此，M1興奮性的改變會影響運動功能。15M1也被定義為最小刺激強度引起肌肉最大運動誘發電位(MEP)的頭皮部位。因此，MEP的變化反映了運動功能的狀況。16pre-SMA位於前額葉和運動係統之間，負責語言和想法生成、動作識別、工作記憶維護、學習和動作序列執行等功能。17研究發現，腦卒中患者的pre-SMA活性增強可緩解M1障礙，運動區域之間連通性的改變可能有助於患者運動功能的改善。18因此，中風患者下肢運動功能的恢複與腦半球之間的功能連通性以及雙側感覺運動皮層網絡的正常化有關。
運動幹預療法具有依從性好、副作用小、操作性強等優點。已成為腦卒中患者康複的重要手段。19腦卒中後的功能恢複是一個複雜的過程。重複的感覺輸入是改善皮質結構和身體功能最有效的手段之一。20.此外，早期幹預、任務導向訓練和重複強度也是腦卒中後運動功能恢複的決定因素。21人們發現，在運動過程中重複執行特定動作可以構建運動記憶，這是大腦可塑性提高的一種形式。22運動幹預療法除了可以改善肌肉力量和關節活動，還可以幫助改善神經可塑性和大腦功能，從而促進運動功能的恢複。23然而，患者運動功能和執行功能的缺陷，可能會使患者難以有效記憶，難以進行複雜的康複。這樣一來，康複的效果就會打折扣。24因此，有效康複的關鍵是讓患者在有限的體力活動範圍內盡可能多地運動。
全身振動訓練(WBVT)是一種用於運動、物理治療和康複的運動或治療方法。25日26日在WBVT過程中，人們坐在、站著或在產生振動的振動平台上運動。27WBVT被發現可以激活肌肉紡錘波，從而誘導反射性肌肉激活。28研究還發現，它能有效提高下肢肌肉力量，29痙攣狀態,30.行走的能力31和平衡32很多人，包括中風患者33此外，對WBVT在慢性腦卒中患者中的臨床應用綜述顯示，其主要作用包括促進肌肉收縮、刺激本體感覺係統和提高運動控製能力。34WBVT也被證明可以增加中風患者的耗氧量，促進血管擴張劑的釋放，而不會對心率或血壓產生額外的影響。35因此，一段時間的WBVT可以改善中風患者患側的血液灌注36此外，一項經顱磁刺激(TMS)研究揭示了健康人在振動訓練後皮質興奮性的顯著變化。37幾項實驗研究的證據一致表明，WBVT誘導健康人大腦中感覺運動過程的重組。29它還可能通過增強中樞神經係統的本體感覺傳入，促進腦卒中後的功能恢複。24此前的一項經顱磁刺激研究表明，經過一段時間的WBVT後，中風患者有較低的運動閾值和較高的MEP振幅，flexors的激活也有所改善。32本研究得出結論，WBVT是一種適合的促進腦卒中患者神經可塑性和運動功能恢複的非藥物治療，即使患者處於慢性期。32由此可見，WBVT可以有效改善腦卒中患者的運動功能，也可能對腦神經可塑性有較強的作用。但目前對這一課題的研究有限，學者們也得出了不同的結論。此外，有效WBVT的類型和參數尚未明確確定;還需要進一步的研究。
總之，很少有研究考察了WBVT在腦卒中患者康複中的應用，特別是WBVT對這些患者腦功能的積極和消極影響。因此，本隨機對照試驗(RCT)旨在研究WBVT對腦卒中患者下肢運動功能和神經可塑性的影響。采用等速肌力等評估方法評估下肢運動功能，采用TMS檢測神經可塑性的變化。
目的和目標
本研究旨在確定12周WBVT對腦卒中患者下肢運動功能和神經可塑性的影響，並探討訓練6周和12周後WBVT與常規康複訓練的差異。此外，本研究還將在停止訓練4周和8周後對其進行評估和比較。未來全麵RCT的可行性將被評估。
本研究的目標是:
闡明WBVT對卒中患者下肢運動功能和神經可塑性的影響。
分析兩種訓練方法的訓練效果和維護次數。
探索影響WBVT實施的促進因素、障礙和環境因素。
測試所使用的數據收集程序的可接受性。
方法和設計
研究設計
本研究設計為前瞻性單盲RCT。將符合條件的中風患者按1:1:1的比例隨機分配到WBVT組(WBVG)、常規康複訓練組(RRTG)和對照組(CG)。CG將在社區或醫院維持日常生活和常規治療，還將接受電話隨訪和講座。在此基礎上，WBVG和RRTG將在中國上海的上海體育大學體育實驗室接受運動幹預。這些幹預措施將每周實施5次，持續12周，每天25分鍾。培訓時間安排在周一至周五。參與者將在基線、幹預6周和12周後以及幹預終止4周和8周後進行評估(圖1)。本研究方案已獲上海體育學院研究倫理委員會批準(編號:no。102772021 rt067)。該研究計劃於2022年9月開始，持續到2023年1月。
研究流程示意圖。WBVT，全身振動訓練。
參與者
上海的參與者將通過社區外展、從門診、媒體廣告和電話招募。在研究期間，所有參與者都將遵循他們的常規藥物治療和物理治療/按摩方案。在納入研究之前，他們將提供書麵知情同意。在幹預前後，將收集和分析參與者的人口學和臨床特征數據(表1)。
納入和排除標準
入選標準如下:(a)納入病例符合1995年第四屆全國腦血管病學術會議製定的各種腦血管病分類方案中腦卒中的納入標準，並經頭顱CT或MRI證實，(b) Brunnstrom期IV， (c)能獨立站立行走，(d)病情穩定，(e)年齡50-75歲，(f)患病時間≥3個月，(g)無嚴重器官疾病，(h)無振動訓練經驗。排除標準為:(a)不符合1995年第四次全國腦血管病學術會議製定的各種腦血管病分類方案中中風的診斷標準，且無頭部CT或MRI確認，(b)其他神經係統疾病，(c)嚴重骨骼肌或心血管疾病，(d)嚴重腰椎間盤突出症，(e)心、肺、肝、腎或其他主要器官功能障礙或衰竭，(f)有其他嚴重疾病或運動禁忌症，(g)有振動訓練經曆。
樣本大小
使用G*冪統計軟件(V.3.1.9.2 for Windows 7×64;Franz Faul, Kiel University, Germany)，廣泛用於此目的。在這部分研究中，樣本量估計采用F檢驗:方差分析(ANOVA):相關度量，因素之間:計算機所需樣本量。在顯著性水平為0.05和有效性為80%的重複測量方差分析設置下，確定所需受試者總數為42人(每組14人)。考慮到20%的損失率，我們計劃招募60名受試者(每組20名)。
隨機
經同意和基線評估後，將符合條件的受試者按1:1:1的比例隨機分為WBVG、RRTG和CG。根據招募時間，使用Excel軟件對受試者進行1-60的編碼，然後使用公式‘=RAND()’生成相應的隨機序列。通過對隨機序列進行排序，再進行分組，將60名受試者隨機分組。這些任務將在招募完成後，由對招募和分配一無所知的專業計算機工作者完成。
幹預措施
WBVT幹預
由於腦卒中的特點，患者通常下肢肌肉力量較弱，平衡能力較差，會更好地接受低頻振動訓練，38這已被證明更有可能誘發腦神經興奮的變化。14WBVT幹預將使用振動平台(I-vib5050A;Bodygreen，台灣)產生垂直振動，頻率範圍可調(6-12 Hz)。在WBVT過程中，受試者將穿著鞋子站在振動平台上。在12周的幹預期內，振動頻率將分三個階段(第1-4周、第5-8周和第9-12周)逐步增加。培訓將包括適應振動(6赫茲,7赫茲和7赫茲,分別在階段1 - 3)靜態站5分鍾,1分鍾的休息,兩輪5分鍾的節奏half-squat站實踐(交替60°膝蓋彎曲,代表每5 s)與垂直振動(8 Hz, 10赫茲和12赫茲,分別在階段1 - 3)回合之間休息1分鍾,5分鍾的垂直振動(8 Hz, 10赫茲和12赫茲,分別在1 - 3階段)，在牽引下，在前腳底下放置一塊約4厘米厚的毛巾，使患者踝關節向後彎曲，拉扯小腿肌肉，兩輪之間休息1分鍾，最後5分鍾的振動站立(1 - 3階段分別為6 Hz、7 Hz和7 Hz)。在所有階段，峰間位移均保持在4毫米。在訓練過程中，參與者將被持續監控，如出現任何異常情況，如恐慌、胸悶、頭暈或疼痛，將立即終止訓練(表2)。
經顱磁刺激(TMS)協議
肌記錄
用直徑9毫米的Ag-AgCl表麵電極記錄股直肌(RF)的表麵肌電圖。電極將放置在RF的肌腹上，參比電極將位於髕骨上方(圖2)。信號將被放大(1000×)，帶通濾波(2-2.5 kHz;Intronix Technologies Model)，通過模擬-數字接口(Micro1401;劍橋電子設計(Cambridge Electronics Design, Cambridge, UK)，並保存下來用於離線分析。
EMG收購站點。射頻,股直肌。
經顱磁刺激
TMS將應用於雙側M1，使用八字形線圈(外環直徑7厘米)連接兩個單脈衝單相刺激器(Magstim, Whitland, Dyfeld, UK)。M1熱點將被定義為在對側RF肌中誘發最大MEP峰-峰振幅的頭皮位置。測試刺激(TS)線圈的手柄將與正中矢狀線向後成30-45°角。TS1mV將定義為在10次試驗中至少5次在放鬆的RF肌肉中產生1mV mep所需的最低TMS強度。靜息運動閾值(RMT)將定義為在目標肌肉完全放鬆的10次試驗中至少5次產生mep >50 V所需的最低TMS強度。41
等速強度評估方案
由於參與者病情的特殊性，出於安全考慮，並基於之前的等速肌力研究，雙下肢等速肌力測試角速度將為60°/s。在評估前，將對測試儀器進行預熱和調試。評估將在參與者身體固定、雙手放在胸前的適應性練習後進行。測試動作將重複5次，中間間隔90秒休息。將以膝關節屈肌和伸肌的平均峰值扭矩作為力量的衡量標準。峰值扭矩是等速運動評估的金標準測量方法，已經顯示出高度的準確性和可重複性。42
結果
主要的結果
神經可塑性
議員振幅
在TMS期間將記錄MEPs。MEP振幅將被測量為峰對峰的值。
短時間間隔皮層抑製
條件反射刺激(CS)強度為80% RMT或90% RMT, TS強度為1 MV。刺激間間隔(ISIs)分別為2、3、4 ms。每個區塊將包含40個隨機順序的試驗。43 44
M1-pre-SMA連接
為了研究長期運動訓練後左側M1和前sma之間連通性的變化，將使用TMS對兩個高功率Magstim 200設備和兩個八字線圈位置進行測試。線圈的放置將像在類似的半腦研究中一樣進行，以避免重疊。45較小的CS線圈將放置在右半球上，以在大腦中誘導內側定向電流，並用於刺激前sma。TS線圈將放置在左半球的腿部代表上，以誘導大腦的後-前電流。CS將通過一個八角形線圈(直徑50毫米)傳遞，以刺激前sma。它的強度將是RMT的110%或90%。放置方向與頭皮中線之間的角度將為45°，以誘導前後電流。46TS (M1)強度將設置為用相同的TMS線圈喚起靜止的MEP。ISIs的強度將為6,8,10,30,40和50毫秒。CS的強度會為每一個方塊而改變，並為每一個被試方塊完成順序偽隨機。每個區塊將包含60次試驗。單獨收集TS 10次。每個ISI的MEP將收集10次，共70次測量。每個區塊將隨機順序包含70次試驗。
下肢運動功能
最大轉矩
使用Biodex等速測試係統(Biodex Medical system 4, New York)測量參與者的下肢屈曲和伸展肌肉力量47在所有評估時間點。
Brunnstrom階段
Brunnstrom方法是瑞典物理治療師sige Brunnstrom開發的一套治療中樞神經係統損傷後運動障礙的方法。運動功能恢複分為6個階段，肌肉張力由低到高逐漸增加，關節反應、關節運動和痙攣逐漸顯著。隨著普通運動的完成，分離運動和精細運動出現，直到完全恢複正常。48
Fugl-Meyer評估
Fugl-Meyer評估(FMA)是一種簡化、省時的上下肢運動功能評估方法。該指標由上肢(66分)和下肢(34分)兩項(共100分)組成。分數越高，說明功能恢複越好。FMA評分可用於表征中風患者運動障礙的嚴重程度。本研究僅應用下肢FMA項目。每個參與者的每個關節的被動活動範圍將在FMA前確定。在評估過程中，先對非偏癱側進行評估，其次是偏癱側。49
定時起來出門測試
計時上走測試用於評估患者的行動能力、平衡能力、行走能力和跌倒風險。受試者將坐在標準扶手椅上，背部接觸椅子，手臂放在扶手上。行走輔助裝置將放置在椅子附近。然後，他或她將被要求以安全正常的速度走到一個放置在3米距離的標誌，轉身，走回椅子並坐下。當參與者的臀部接觸到座椅時，測試就完成了，完成測試所需的時間(以秒為單位)也會被記錄下來。50
Berg平衡試驗
伯格平衡測試包括14個動作，表現評分為0-4分(總可能得分為56分)。分數越高，說明平衡功能越好。0-20分表示患者使用輪椅是安全的，21-40分表示患者應該使用輔助設備行走，41-56分表示患者可以獨立行走;因此，得分<40表示有跌倒風險。51
患者和公眾參與
參與者沒有參與研究招募。作者構思了最初的研究問題和結果測量，並根據研究助理對患者及其監護人的電話采訪進行了修改。為了保證幹預的安全性和可行性，在設計RCT之前，將邀請10名腦卒中患者進行WBVT和常規康複訓練的學習和練習。根據參與者提供的運動表現和反饋，對WBVT和常規康複訓練進行了修訂。在簽署知情同意書前，患者及其谘詢師將通過麵對麵訪談的方式評估幹預的負擔。研究結果將傳播給參與者及其監護人。
道德和傳播
所有符合研究標準的個體將被要求在參與研究前簽署知情同意書。本研究方案已獲上海體育大學研究倫理委員會(102772021RT067)批準。研究結果將通過在同行評議期刊上發表和在國際會議上發表演講的方式進行傳播。
倫理語句
患者同意發表
參考文獻
腳注
貢獻者MZ:數據策劃，寫作-原創稿準備，寫作-審稿和編輯。JW:可視化,調查。MZ和JW對文章的貢獻是一樣的。XW:概念化，方法論，SoftwarePriya。
資金本研究得到上海市高等學校海外高層次人才計劃(TP2020063)資助研究項目的資助。
相互競爭的利益沒有宣布。
患者和公眾參與患者和/或公眾參與了本研究的設計、實施、報告或傳播計劃。更多細節請參考方法部分。
來源和同行評議不是委托;外部同行評議。