定制体适能训练对脑瘫儿童整体功能的影响.pdf

中文科技期刊数据库（全文版）医药卫生 收稿日期：2024 年 01 月 23 日 作者简介：林年年（1980），女，汉，吉林辽源人，主任医师，硕士研究生，沈阳市儿童医院，研究方向儿童神经系统疾病康复。-141-定制体适能训练对脑瘫儿童整体功能的影响 林年年 张倩倩 郑晓枫 王海燕 薛 博 沈阳市儿童医院，辽宁 沈阳 110032 摘要：摘要：目的 观察以心肺耐力为基础的运动处方设定对脑瘫儿童整体功能的改变。方法 随机选取本中心自 2020年 10 月至 2022 年 10 月间在我院进行康复训练的脑瘫儿童 30 名，GMFCS 分级级以上，根据心肺运动试验测试数据制定体适能运动处方，在常规康复训练的基础上结合脑瘫儿童的运动功能及年龄、兴趣，使用减重支持系统、踏车、蹬踏训练系统、揽柱训练系统等设备，采用有氧耐力、静力性/动力性抗阻、腹式呼吸建立/强化等训练方法，增加针对力量、耐力、灵敏及柔韧等影响身体运动表现的要素进行体适能专项训练，进行为期 3 个月的体适能专项训练，观察患儿训练前后安静状态的代谢当量、最大摄氧量及 GMFM66 项的分数，对比训练前后患儿的粗大运动能力改善程度、峰值摄氧量以及代谢当量的情况。结果 经体适能训练的脑瘫儿童其峰值摄氧量有所提升，GMFM66 项分数训练前后提高，且有统计学意义；安静坐位的代谢当量较训练前均有降低，具有统计学意义。结论 体适能训练通过改善呼吸方式、有氧耐力的方法，提高机体对氧的利用效率，降低能量消耗，减少心肺负荷，有效的改善了脑瘫儿童的运动表现，从整体代谢层面的变化带来了运动系统能力的提升，有探索推广价值。关键词：关键词：脑瘫儿童；心肺耐力；体适能 中图分类号：中图分类号：R742.3 0 引言 脑性瘫痪简称脑瘫1，是一组持续存在的中枢性运动和姿势发育障碍、活动受限症候群，这种症候群是由于发育中的胎儿或婴幼儿脑部非进行性损伤所致。脑瘫的运动障碍常伴有感觉、知觉、认知、交流和行为障碍以及癫痫和继发性肌肉、骨骼等问题2-4。同时脑瘫儿童呼吸运动与呼吸功能有别于正常儿童，多存在呼吸肌、呼吸辅助肌的协调性差、胸廓结构异常、通气及换气功能障碍、肺容积与肺活量小、肌纤维类型的分布改变，运动时常表现为呼吸频率快、峰值摄氧量低、运动耐量低、易疲劳等特点。人的功能是一个整体，良好的运动能力需要心肺功能的支持配合，心肺耐力不足会影响到儿童运动能力的表达。临床中我们也观察到，脑瘫儿童的心肺耐力存在明显的不足，且基础代谢水平明显高于正常儿童，故本研究拟在脑瘫患儿在训练过程中配合增加心肺耐力的训练，旨在提高观察其代谢及运动能力的改变，证明脑瘫患儿运动能力的提升需要关注到身体的各个体系统，提醒我们康复训练需要全面的进行。1 资料与方法 1.1 一般资料 从 2020 年 10 月至 2022 年 10 月期间来我院就诊的 3-12 岁痉挛型脑瘫儿童 30 名，其中男孩 18 名，女孩 12 名，年龄最小 3 岁，最大 12 岁，平均年龄 8.5岁，GMFCS 分级级 11 人，级 19 人。1.2 纳入标准 1）患儿均符合脑性瘫痪诊断标准7；2）GMFCS 分级达级及以上水平；3）患儿智力水平正常；4）家长能配合治疗师按照规定完成治疗内容 4）按照运动处方连续性进行康复训练 3 个月，并在训练前后有评估数据。1.3 排除标准 1）有癫痫发作患者；2）存在严重心功能障碍患儿；3）训练过程中中断时间大于 7 天的患者。1.4 方法 在常规康复训练的基础上，以运动心肺测试结果中 METS 值以及最大耗氧量的数值为基础，根据患儿运动功能、年龄、兴趣，为其制定运动处方，该处方包括运动方式、运动时间、运动频率、运动强度四个部分8。运动训练涵盖有氧运动、力量训练、肺容量训练、器械训练、柔韧性训练等方法9。运动过程中需要监测中文科技期刊数据库（全文版）医药卫生-142-运动心率、观察疲劳程度等，以不引起乳酸堆积、呼吸不适及训练次日感疲劳无法恢复的运动量为宜，为期 3 个月，具体训练方法如下：1.4.1 呼吸训练 建立膈肌呼吸，改善脑瘫儿童的浅快呼吸模式，提高运动中的氧摄取，也为非运动状态时降低能量消耗。a.患儿取舒适体位，由鼻吸气经口呼出，并嘱吸气时鼓起腹部，治疗师将双手放置在患儿第 11、12肋间位置，呼、吸时尽量缓慢，同时注意肩部运动，减少胸廓参与。b.通过抗阻呼吸训练器，加强呼吸肌力量。呼吸训练每天 2-3 组，组间休息 15 分钟及以上。1.4.2 有氧耐力训练 改善骨骼肌及心肌对氧的利用率。参照无氧阈前一分钟强度为训练强度，选择无氧阈心率作为训练监测依据，选择最多肌群参与、持续时间尽量长的适宜强度及难度的运动，可进行游泳、跑台、踏车等有氧运动。有氧训练每周 3 次，每次 45 分钟。1.4.3 抗阻训练 运用蹬踏训练系统及揽柱训练系统，在有氧运动训练的同时结合适当的抗阻训练以消除有氧运动训练对骨骼肌的负面影响，力量训练每周 3 次。1.4.4 柔韧性训练 运用被动牵伸及 PNF 主动拉伸技术，改善肌肉性能，对影响关节活动幅度的挛缩肌群进行伸展训练，有利于发展肌肉力量及主动增大关节活动幅度。1.4.5 鼓励家长积极参与训练 同患儿进行吹蜡烛、吹气球等有利于呼吸肌群力量发展的游戏。1.4.6 饮食及注意事项 结合营养科的配餐；保证充足的休息及愉悦的心情；根据患儿状态反应随时调整训练强度。1.5 观察指标（1）本观察使用由意大利科时迈厂家生产的 K4B2的心肺运动负荷试验测试设备为患儿进行运动心肺测试（CPET），以六分钟步行作为运动负荷，采集患儿静息坐位状态的代谢当量（METs）、运动过程中的峰值耗氧量（VO2 max）等数值，以上述代谢指标定量评价运动耐量及心肺储备功能10。（2）粗大运动功能测试（grossmotor function measure,GMFM）是目前指南推荐使用的针对脑瘫运动能力的测试方法11。通过 66 个测试项目，涵盖了孩子翻身、坐、爬、行走以及跑跳的各个阶段，能够合理、客观地从反映脑瘫患儿的粗大运动的变化。（3）本研究所采用的测试均由评估室同一工作人员在相同的环境中进行，力争同质。2 结果（1）通过 SPSS25 软件，对 3 个月训练前后的采集到的数据进行分析。（2）对配对样本进行 T 检验，比较观察对象在训练前后代谢当量、峰值耗氧量、粗大运动分值的变化。结果显示，30 名脑瘫儿童的峰值耗氧量均有提高，安静坐位时的代谢当量值降低，GMFM66 项分数均有提高，P0.05，有统计学意义。表 1 训练前后评估结果对比（S）VO2MAX METS GMFM66 分数 训练前 402.00314.45 3.27141.22979 54.637112.53036 训练后 580.00321.15 22.21430.49809 59.884312.16351 t 值-300.29 3.102-5.810 P-3.5620.05 0.0210.05 0.0010.05（3）对训练前后代谢当量、峰值耗氧量与 GMFM66项数值变化进行相关性分析。结果显示：身体的代谢状态与 VO2MAX 有相关性，以上两项内容与运动能力变化无相关性。表 2 三组数据的相关性分析 相关性 GMFM66 VO2max mets MFM66 皮尔逊相关性 1.475-.035 Sig.（双尾）.282.940 个案数 30 30 30 VO2max 皮尔逊相关性.475 1-.801*Sig.（双尾）.282 .030 个案数 30 30 30 mets 皮尔逊相关性-.035-.801*1 Sig.（双尾）.940.030 个案数 30 30 30*.在 0.05 级别（双尾），相关性显著。3 讨论 身体 的 活动 与 参与 需 要 有良 好 的心 肺 耐力(cardiorespiratory fitness，CRF)，他是评估儿童青少年体质健康的重要指标，综合反映了人体摄取、转运和利用氧的能力，是儿童青少年体质健康各组成部分的核心要素12。随着生活方式的改变，我国儿童中文科技期刊数据库（全文版）医药卫生-143-青少年心肺耐力呈现下降趋势13，其健康也受到了严重威胁。有研究证实，心肺耐力水平与全因死亡率、糖尿病、慢性心血管疾病、高脂血症等存在密切关联14，也是预测死亡率的重要因子。Gulati 等15 研究显示，CRF 每增加 1 代谢当量(MET)，死亡风险降低 17%，可见心肺耐力对健康的重要意义。心肺耐力除了受遗传因素的影响外，还受到性别、年龄、体力活动、家庭经济状况、营养状况、生活方式等多方面因素的影响16,尤其对于脑性瘫痪的患者，他们的心肺耐力远远达不到健康青少年的指标17。2016 年美国心脏病协会(American Heart Association)提出“有氧运动能力(心肺适能)作为第五生命体征”的理念，脑瘫儿童患心血管疾病的概率比正常发育儿童大，因其心血管耐力通常低于正常发育儿童18。Dencker 等19 研究发现，正常发育儿童心肺耐力与习惯性体适能活动水平之间的关联程度呈较弱关联至中度关联，而脑瘫儿童的心肺耐力与习惯性体适能活动水平之间同样亦呈较弱关联至中度关联20。研究发现，有氧运动训练可显著提高心肺耐力21-24。对青少年脑瘫患者进行为期8 周干预，其呼吸耐力增加了 23，对于活动能力更强的脑瘫儿童，干预时间越长，心肺耐力的提高越大，运动能力也会增加。因此脑性瘫痪儿童身体残疾导致身体功能的下降增加了体适能加速衰退的可能性，从而产生更多不利影响25。因此，脑瘫儿童应尽可能的参与有氧、无氧运动以及肌力训练等体适能活动来减少慢性疾病的发生，以利于改善其心肺耐力、提高肌力和肌耐力、提高步行能力、缓解疼痛等。脑瘫儿童在成长过程中需要增加适当运动，包括具有一定强度的有氧等体适能训练，这些训练会有益于脑瘫儿童的身心健康26。本研究在临床使用运动心肺测试（CPET）从摄氧量以及代谢状态来评估脑瘫儿童的心肺耐力情况，CPET 是伴有代谢测定的运动试验,通过在一定负荷下测定摄氧量、无氧阈等代谢指标、肺功能指标及心电图变化,定量评价运动耐量及心肺储备功能的重要手段27，是综合心与肺以及肌群代谢在人体内的相互联系,是目前唯一能一次性全面评估人体整体多系统功能的临床检测评估技术28。另外一个检测指标是以脑瘫 儿 童 粗 大 运 动 功 能（gross motorfunction measure,GMFM）测试来客观地反映脑瘫患儿的粗大运动发育变化29。GMFM 适用年龄为 5 个月-16 岁，主要用于测量脑瘫儿童粗大运动能力随时间或干预发生的功能变化，是公认的、使用最广泛的评定脑瘫儿童粗大运动功能的量表，2018 年改良后的复旦中文版 GMFM项目难度顺序扩展了与标准化评定相结合的脑瘫儿童粗大运动干预目标制定项目池，提升了 GMFM 在脑瘫儿童尤其是婴幼儿脑瘫中的反应度和精确度30。本观察结果显示与预期一致，在训练 3 个月后脑瘫儿童的运动能力的提升有统计学意义，该结果跟部分国外研究结果一致 Balemans 等31综合分析，训练有效的原因如下：（1）肺功能适应性改变。呼吸功能训练改善呼吸方式及呼吸节律，运动中呼吸运动节律适配有效改善呼吸机的抗疲劳性，呼吸肌肌力与耐力增强，提高了肺的通气功能。运动时骨骼肌耗氧量增加，CO2 产量增加，通气功能的加强是有效提高摄氧与 CO2 排出，保持机体酸碱平衡，调节运动身体温度。（2）血容量与心功能改变。大量纵向研究证实有氧耐力训练可以使血容量增大，适宜的运动训练可使心肌细胞发生生理性肥大，心肌纤维增粗、肌节变长，心肌收缩能力增强，心肌线粒体产生适应性改变；长期适量的运动训练，尤其是有氧耐力训练可以使心血管功能发生适应性改变，包括静息心率减慢、每搏输出量及心输出量的提高，使得心肌耗氧量下降、心肌做功效率增高、心力储备增大等，心肌能量消耗的降低，为心力储备的提高提供可能，充分发挥心血管系统的最大功能潜力。（3）骨骼肌适应性改变。运动训练影响骨骼肌代谢能力，主要表现为更好的摄取氧和利用氧能力。长期的有氧耐力训练后肌肉毛细血管密度和数量增加，运动时毛细血管开放的数量和口径也会增加，使肌肉运动时血液-细胞气体交换的面积和效率相对增加，动静脉氧差增大，使得骨骼肌氧摄取能力提高。在细胞层面，有氧耐力训练引起慢肌纤维选择性肥大，慢肌纤维中线粒体体积增大、数目增多，有氧代谢相关酶活性提高，有氧能力提高，抵抗疲劳能力提高。这种适应的产生可使患儿在相同运动强度时通过用氧代谢供能的比例增加，可节约能量物质、延长运动时间、降低心肺负荷，运动表现得以改善。同时骨骼肌具有强大的内分泌功能，有研究指出，骨骼肌分泌的脂联素对诸多运动良性效应的产生起着十分重要的作用。（4）长期、反复的训练使中枢神经系统建立运动中文科技期刊数据库（全文版）医药卫生-144-条件反射。按照条件反射学说，运动技能是在多种感觉器官的参与下，大脑皮质有关中枢间建立的暂时性神经联系，这种暂时练习建立的越多，在环境条件改变需要做出反应时，大脑皮质有关中枢间暂时神经联系的接通就越迅速、准确，并能在原有条件反射的基础上做出更完善的协调反应，表现为动作反应速度改善；同时中枢神经对肌肉的活动和控制能力可以通过训练得到提高，不同肌群接受不同神经中枢的支配，中枢之间良好的协调配合将减少因肌群工作不协调所致的力量抵消和能量浪费。（5）其他 运动会引起全身各个系统、器官、组织机构细胞发生剧烈变化，机体的内环境也会发生明显变化，神经系统通过神经递质、内分泌系统通过激素、免疫系统通过细胞因子等构成复杂的调节网络，调节机体不同系统和器官的功能状态，维持机体稳态。安静状态时，正常机体骨骼肌对能量的消耗较少，氧耗较低，随着运动时间与运动强度的增加，为满足运动所需的能量，ATP 合成与分解反应随之增加，同时伴随血流重新分布，呼吸频率与幅度变化等多方面的变化，提高氧的摄取及利用以供应骨骼肌运动及能量消耗。脑瘫儿童长期接受训练但运动能力及活动参与改善有限，除考虑神经-肌肉因素，其肺的通气与换气功能，运动或安静时是否存在能量供应异常或肌肉对氧的利用率不足等，共同影响其运动水平，使其运动强度、运动持续时间等均受到影响。而在既往提高肌肉力量、改善肌张力及姿势控制的训练基础上对脑瘫儿童进行以提高有氧耐力及改善运动中通气情况为主的体适能专项训练组运动能力提高较明显，其原因可能为运动对人体是一种应激刺激，这种刺激使身体所有系统做出反应，长期接受运动训练的机体可对运动产生适应性变化，神经系统与骨骼肌系统与运动直接相关，人体需要神经系统刺激肌肉收缩，肌肉收缩需要能量，而运动能量的代谢场所在肌细胞中。进行长时间的耐力运动需摄氧充足的情况下供能物质完成有氧氧化反应提供能量，经体能训练的脑瘫儿童运动能力提升相对明显可能与优化了机体能量供应等情况有关。但是在本研究中代谢指标与其运动指标相关性不强，但既往的研究大量证据表明，较低的心肺适能与心血管疾病、全因死亡和多种癌症的发生率升高密切相关32-33，而 VO2max 是反映心肺适能的主要指标34，静息时最大公斤摄氧量越低,步行距离越长；与静息代谢当量负相关，静息时能量消耗越少，步行距离越长。静息位的气体代谢及能量代谢反映了孩子运动时的能力水平，也显示出孩子在有一定运动能力时整个身体的心肺适应能力更优，所以有效适度的身体活动是必不可少的。4 总结 对脑瘫儿童的心肺功能、肌肉力量、肌耐力等相关的训练在提高其运动能力方面起到一定程度的积极作用，从生理上帮助提高脑瘫儿童的系统功能，将整个机体做为一个训练的单元，全面思考对应的训练方案，有助于孩子的全面发展，进而改善脑瘫儿童健康状况。本文对于脑瘫儿童的训练方案也是一个初步的探索，虽然在代谢当量的变化上未达到预期目标，不除外身体代谢水平的改变是一个长期的过程，不除外 3个月的训练时长是否太短以及样本量不足的原因，所以在后续的临床观察中还会继续探索。综上所述，体适能训练对脑瘫儿童的综合康复治疗有着重要的作用，但其具体的施行原则和训练效果等还需要研究人员进一步探讨。参考文献 1李晓捷,邱洪斌,姜志梅,等.中国十二省市小儿脑性瘫痪流 行病学特征J.中华实用儿科临床杂志,2018,32(5):378-383.2Galea C,Mcintyre S,Smithers-Sheedy H,et al.Cerebral palsy trends in Australia(1995-2009):A population-based observa-tional studyJ.Dev Med Chil Neurol,2019,61(3):186-193.3Chauhan A,Singh M,Jaiswal N,et al.Prevalence of cerebral pal-sy in Indian children:A systematic review and meta-analysisJ.Ind J Pediatr,2019(86):1124-1130.4Jackman M,Sakzewski L,Morgan C,et al.Interventions to im-prove physical function for children and young people with cere-bral palsy:International clinical practice 中文科技期刊数据库（全文版）医药卫生-145-guidelineEB/OL.(2021-09-21).https:/doi.org/10.1111/dmcn.15055.5Park ES,Park JH,Rha DW,etal.Comparison of the ratio of upper to lower 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