張琦，何艷，胡春英，岳青，黃秋晨，馬婷婷

·臨床研究·

座椅面傾斜方向?qū)Οd攣型腦性癱瘓兒童上肢前伸功能和姿勢調(diào)整的影響①

張琦1，2a，何艷1，2a，胡春英1，2b，岳青1，2a，黃秋晨1，2b，馬婷婷1，2a

目的探討上肢執(zhí)行前伸動作時座椅面傾斜方向?qū)Οd攣型腦癱兒童上肢前伸功能和姿勢調(diào)整的影響。方法選擇2010年～2014年本院痙攣型雙癱兒童15例作為患者組，同期正常發(fā)育兒童15例作為對照組。采集兩組分別在座椅面前傾15°、水平0°及后傾15°等三種方式下上肢前伸的反應時間和動作時間，以及前伸動作過程中軀干腹部肌群和背部肌群的肌肉收縮次數(shù)，并計算肌肉收縮率。結果兩組座椅面前傾15°，上肢前伸反應時間和動作時間顯著短于水平0°和后傾15°（P＜0.001），腹部肌肉和背部肌肉收縮率顯著低于水平0°和后傾15°（P＜0.001）。兩組間反應時間無顯著性差異（P＞0.05），患者組動作時間顯著長于對照組（P＜0.001）?；颊呓M收縮率均高于對照組。結論座椅面前傾15°可改善痙攣型雙癱兒童的姿勢控制和上肢前伸功能。

腦性癱瘓；痙攣；座椅面；傾斜；上肢；前伸；姿勢調(diào)整

［本文著錄格式］張琦，何艷，胡春英，等.座椅面傾斜方向?qū)Οd攣型腦性癱瘓兒童上肢前伸功能和姿勢調(diào)整的影響［J］.中國康復理論與實踐，2016，22（8）：942-946.

CITED AS：Zhang Q，He Y，Hu CY，et al.Effect of tilted seat surface on front protraction of upper limb and postural adjustment in children with spastic cerebral palsy［J］.Zhongguo Kangfu Lilun Yu Shijian，2016，22（8）：942-946.

腦癱是自受孕開始至嬰兒期非進行性腦損傷和發(fā)育缺陷所導致的綜合征，主要表現(xiàn)為運動障礙及姿勢異常［1］。在日常生活中維持坐位姿勢，上肢執(zhí)行特定動作對腦癱兒童是一項挑戰(zhàn)，通常會由于其姿勢控制障礙而不能更好地發(fā)揮上肢功能。與正常發(fā)育兒童相比，腦癱兒童的協(xié)同作用及動作策略表現(xiàn)較差，當外界或本身原因產(chǎn)生干擾時，腦癱兒童無法在瞬間控制并調(diào)整姿勢，以致其在執(zhí)行上肢的功能動作時易跌倒而出現(xiàn)危險［2］。

有研究報道，將座椅面傾斜可改善腦癱兒童坐位下執(zhí)行上肢特定功能動作的效率；正確的坐姿，尤其是正確的骨盆位置以及良好的軀干姿勢肌的控制，是促進上肢發(fā)揮其主動運動的關鍵因素［3-5］。近些年有關與座椅平面相關的文獻研究對于座椅面前傾或后傾的機制觀點仍有許多爭議［6-8］。Van der Heide等提出正常發(fā)育兒童在前傾座椅面下執(zhí)行上肢前伸時，其功能動作效率明顯增加，但對于腦癱兒童是否也有相同的影響，尤其是針對痙攣型腦癱兒童的上肢運動功能，目前并沒有相關文獻提及［9］。盡管改變座椅面的傾斜方向?qū)τ谧藙菘刂萍吧现\動功能有所影響的現(xiàn)象已經(jīng)被討論過，但何種傾斜方向?qū)ι现δ茏罾硐胍约白罱咏０l(fā)育兒童尚未有一致的說法。

本研究的目的是探討座椅面傾斜方向（座椅面前傾15°、水平座椅面0°和座椅面后傾15°），對痙攣型雙癱兒童坐位下執(zhí)行上肢特定動作時軀干的姿勢調(diào)整以及上肢前伸效率的影響，并比較痙攣型雙癱兒童和正常發(fā)育兒童在座椅面傾斜不同方向下，執(zhí)行上肢前伸時姿勢調(diào)整和上肢前伸功能的差異。

1　資料與方法

1.1一般資料

選擇2010年～2014年在本院進行康復治療的痙攣型雙癱兒童15例為患者組，腦癱粗大運動功能分類（Gross Motor Function Classification System，GMFCS）Ⅱ～Ⅳ級，即患兒可獨坐達30 s以上，并可執(zhí)行上肢前伸動作；能聽懂并且可執(zhí)行簡單指令，無視覺及聽覺障礙；1年之內(nèi)未做過選擇性脊神經(jīng)后根切斷術（selective posterior rhizotomy，SPR）及注射過肉毒毒素。排除標準：并發(fā)未控制的癲癇發(fā)作；并發(fā)心腦血管、肝腎和造血系統(tǒng)等嚴重危及生命的疾病。

選擇同期馬家堡小學正常發(fā)育兒童為對照組。

兩組受試兒童性別、年齡、體質(zhì)量、身高無顯著性差異（P＞0.05）。見表1。

1.2實驗設備

①可調(diào)整高度的座椅（25.5～48.0 cm）；一塊角度為15°的楔形板，用以改變座椅面傾斜角度。

②耳麥、MP3、鈴鐺及錄音筆，用于反應時間和運動時間數(shù)據(jù)的收集。

③身高、體質(zhì)量測量儀，皮尺等。

④表面肌電圖，放大倍率為300，電極片貼于伸手側的腹直肌（rectus abdominis，RA）、位于T10脊髓水平的胸部伸展?。╰horacal extensor，TE）、位于L5脊髓水平的腰部伸展?。╨umbar extensor）以及三角肌前束（anterior deltoid，AD）的肌腹上［9］。

1.3實驗過程

受試兒童在實驗前先接受上肢前伸試驗及身高、體質(zhì)量等測量。貼電極片之前，首先用酒精擦拭皮膚以降低其阻力，再用透氣膠帶固定。所有受試兒童坐在與膝同高的椅子上，以便其能將雙腳平放于地板上。目標物為置于受試兒童前方距離其上肢長度120%遠的鈴鐺［3］，在聽到開始口令后，受試兒童用慣用手（將寫字或畫畫側的手定義為慣用手）以最舒適速度向前按壓鈴鐺，鈴鐺聲響代表上肢前伸動作結束。實驗動作為三種方式，隨機調(diào)整座椅傾斜面（前傾15°、0°和后傾15°），在每個座椅傾斜方向均執(zhí)行上肢前伸動作各3次。

1.4實驗數(shù)據(jù)收集

1.4.1反應時間和動作時間

通過錄音筆錄制的聲音采集上肢前伸的反應時間和動作時間。首先，評定者在錄音筆中錄制好開始指令，受試兒童聽到錄音筆發(fā)出指令后進行應答，記錄為反應時間（reaction time，RT）。上肢開始向前移動，前伸至目標物并按壓開關，一旦鈴鐺聲響，此時錄音筆記錄的是動作結束的時間，從受試兒童開始應答到鈴聲響定義為動作時間（movement time，MT）。將所收集的數(shù)據(jù)經(jīng)Digion Sound 5聲音處理器進行分析，得到完成整個動作所需的反應時間和動作時間。每個動作進行3次，取平均值。

1.4.2肌電數(shù)據(jù)

原始肌電信號去直流后經(jīng)40～400 Hz帶通濾波器（band-pass filter）及60 Hz陷波濾波器（notch filter）處理，之后將信號整流（rectification）。各肌肉肌電信號整流后，于每次測驗開始后收集200～700 ms之間信號，求其平均值和標準差，以平均值加2倍標準差為基準線，肌電信號超過基準線且持續(xù)保持超過25 ms為肌肉激活［10］。計算上肢前伸時出現(xiàn)腹直肌及背部伸展肌群收縮次數(shù)，除以執(zhí)行上肢前伸總次數(shù)，為肌肉收縮率。

1.5統(tǒng)計學分析

2　結果

2.1反應時間和動作時間

兩組座椅面前傾15°，上肢前伸反應時間顯著短于水平0°和后傾15°（P＜0.001）。兩組間反應時間無顯著性差異（P＞0.05）。組間與座椅面方向無交互作用（P＞0.05）。見表2。

兩組座椅面前傾15°，上肢前伸動作時間顯著短于水平0°和后傾15°（P＜0.001）。患者組動作時間顯著長于對照組（P＜0.001）。組間與座椅面方向有交互作用（P＜0.05）。見表3。

2.2肌肉收縮率

兩組前傾座椅面前傾15°，其腹部肌肉和背部肌肉收縮率顯著低于水平0°和后傾15°（P＜0.001）?；颊呓M收縮率均顯著高于對照組（P＜0.001）。見表4、表5。

表1　兩組受試兒童一般資料比較

表2　兩組座椅面傾斜不同方向時上肢前伸反應時間的比較（s）

表3　兩組座椅面傾斜不同方向時上肢前伸動作時間的比較（s）

表4　兩組在座椅面傾斜不同方向時軀干腹部肌群肌肉收縮率（%）

表5　兩組在座椅面傾斜不同方向時軀干背部肌群肌肉收縮率比較（%）

3　討論

本研究通過探討上肢執(zhí)行前伸動作時，座椅面傾斜方向?qū)Οd攣型雙癱兒童姿勢調(diào)整和上肢前伸功能的影響，并比較痙攣型雙癱兒童和正常發(fā)育兒童上肢前伸功能和姿勢調(diào)整的差異。研究結果顯示，兩組兒童在后傾座椅面時上肢前伸效率不佳，其動作時間和反應時間均延長，即需較長時間進行姿勢性調(diào)整；而前傾座椅面對于正常發(fā)育兒童的姿勢性調(diào)整和上肢前伸效率的影響極小。因此，痙攣型雙癱的腦癱兒童適合在前傾座椅面下執(zhí)行上肢前伸動作。

針對痙攣型腦癱兒童在座椅面前傾下執(zhí)行上肢前伸時，啟動時間短，反應快，前伸動作效率較高，主要原因是由于前傾坐位會因下肢承重增加而使其穩(wěn)定性增加。有研究報道，腦癱兒童及正常發(fā)育兒童在坐位下前伸過程中，下肢是提供姿勢穩(wěn)定性的主要角色，尤其是在前傾座椅面時，下肢須支撐超過50%的體重［11-12］。因此，當雙足與地面接觸時，下肢支撐體重可提供姿勢穩(wěn)定性，并使上肢可前伸至更遠的距離，從而加強了上肢前伸的效率。Hsu等的研究指出，腦損傷患者在執(zhí)行上肢前伸時，患側軀干肌肉無法有效募集，且軀干腹部肌肉會較早收縮，并沒有姿勢調(diào)控的能力［13］。

傾斜座椅面僅對軀干背部肌肉激活率有一定的影響［14］。對于正常發(fā)育兒童，僅后傾座椅面可誘發(fā)其背部肌肉出現(xiàn)較高的肌肉收縮率，即后傾座椅面需付出較多的肌肉工作來調(diào)整姿勢穩(wěn)定性。后傾座椅面對于痙攣型腦癱也有相類似的效果，可誘發(fā)其背部伸展肌出現(xiàn)較高的收縮率。

本研究中，上肢前伸動作為身體重心位置前移的動作，以軀干背部姿勢肌肉收縮為主，正常發(fā)育兒童很少出現(xiàn)軀干腹部肌群的收縮，但痙攣型腦癱兒童相較于正常發(fā)育兒童常出現(xiàn)共同收縮，而此情形在前傾座椅面時較少出現(xiàn)。因此，對于痙攣型的腦癱兒童，前傾座椅面可抑制其腹部肌群的收縮，誘發(fā)出接近正常發(fā)育兒童的姿勢控制策略。

有研究報道［6］，后傾座椅面對于痙攣型腦癱兒童有不利之處，這與軀干肌肉活動處于較高水平和在前伸過程中有較多的頭部移動，即姿勢控制難度有所增加有關。當姿勢控制難度增加時，人體的認知系統(tǒng)相對會花費較多的注意力資源去維持姿勢穩(wěn)定，造成其注意力分散而對動作開始的反應時間延長［16］。Redfern等發(fā)現(xiàn)，不管是年輕人還是老年人，當維持姿勢穩(wěn)定的挑戰(zhàn)有所增加時，其動作反應時間會增加［16］。本研究的結果與其相符，腦癱兒童及正常發(fā)育兒童在后傾座椅面時，反應時間相較于前傾座椅面更長，即座椅面傾斜對于痙攣型腦癱兒童及正常發(fā)育兒童所造成的認知系統(tǒng)的影響相同。

上肢前伸動作受到個人、任務及環(huán)境影響［17］。痙攣型雙癱兒童反應時間及動作時間相較于正常發(fā)育兒童所需時間要長，主要是個人內(nèi)在差異的原因。腦癱兒童由于認知系統(tǒng)及動作功能的缺失而導致外界信息整合困難［9］，造成執(zhí)行上肢前伸的效率下降。

本研究發(fā)現(xiàn)，針對后傾座椅面，正常發(fā)育兒童和痙攣型雙癱兒童上肢前伸動作時間皆延長，使前伸動作效率下降。然而，因本實驗設計的上肢前伸的目標物為功能性目標物，上肢前伸動作因功能性回饋刺激增加動作效率，因此，任務限制因子對上肢前伸動作效率改變影響較小。

座椅面傾斜于不同方向為環(huán)境限制因子之一，是本實驗中影響前伸動作效率的主要因素。Levin對正常人及腦卒中患者的研究中發(fā)現(xiàn)，上肢前伸超過手臂長度距離的目標物時，兩組除了上肢伸展外會增加身體的前移，這主要是由于后傾座椅面相較于前傾及水平座椅面，其軀干起始位置落在后方，即使固定手部起始位置及目標物距離，在后傾座椅面還是會增加軀干前移的時間［18］。

Van der Heide也提出正常發(fā)育兒童在后傾座椅面及水平座椅面時，腰椎呈現(xiàn)后凸，且記錄到背部伸展肌有較高的肌肉收縮強度，所以需要背部伸展肌將軀干進行調(diào)整，才能將手部向前伸至遠方目標物，這樣的姿勢調(diào)整增加了動作時間，也增加了身體的做功［9］。因此，后傾座椅面下，上肢前伸動作的效率將會下降。

總之，痙攣型腦癱兒童在任何座椅面下執(zhí)行上肢功能動作時，其反應時間及動作時間均較正常發(fā)育兒童所需時間長，但此趨勢在后傾座椅方向更為顯著。后傾座椅使人體認知系統(tǒng)需要花費較多的注意力資源去維持姿勢穩(wěn)定，且后傾座椅面使身體遠離目標物，增加了軀干姿勢肌的調(diào)整時間，而使上肢前伸動作效率降低。

座椅面傾斜于不同方向?qū)绊懙缴现吧鞎r的姿勢肌的調(diào)整，后傾座椅面造成的姿勢干擾大于前傾座椅面，使上肢前伸功能下降。對于痙攣型雙癱兒童，應以座椅面前傾為主，其提供的姿勢穩(wěn)定性最佳，可改善姿勢控制和上肢前伸功能。

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Effect of Tilted Seat Surface on Front Protraction of Upper Limb and Postural Adjustment in Children with Spastic Cerebral Palsy

ZHANG Qi1，2a，HE Yan1，2a，HU Chun-ying1，2b，YUE Qing1，2a，HUANG Qiu-chen1，2b，MA Ting-ting1，2a
1.Capital Medical University School of Rehabilitation Medicine，Beijing 100068，China；2.a.Department of Paediatric Physical Therapy；b.Department of Physical Therapy，Beijing Bo'ai Hospital，Rehabilitation Research Centre，Beijing 100068，China

Correspondence to ZHANG Qi.E-mail：13501320729@163.com

Objective To explore the effects of tilted seat surface on front protraction of upper limb and postural adjustment while sitting in children with spastic cerebral palsy.Methods From 2010 to 2014，15 children with spastic cerebral palsy（patients group）and 15 healthy children（control group）were recruited.They were asked to reach forward sitting on the tilted seat surface with different degrees（-15°，0°，15°）to test the reaction time and movement time.The contraction times of rectus abdominis and back extensors were recorded and analyzed.Results The reaction time and movement time were shorter，and the contraction rates of rectus abdominis and back extensors were lower in the degree with-15°than with 0°and 15°（P＜0.001）.There was no difference in reaction time between two groups（P＞0.05），and the movement time was longer in the patients group than in the control group（P＜0.001）.The contraction rates were higher in the patients group than in the control group.Conclusion Anterior tilted seat surface may improve the front protraction function of upper limb and the postural adjustment in children with cerebral palsy.

cerebral palsy；spasm；seat surface；tilt；upper limb；protraction；postural adjustment

10.3969/j.issn.1006-9771.2016.08.013

R742.3

A

1006-9771（2016）08-0942-05

中國康復研究中心中心級課題（No.2010-9）。

1.首都醫(yī)科大學康復醫(yī)學院，北京市100068；2.中國康復研究中心北京博愛醫(yī)院，a.兒童物理療法科；b.物理療法科，北京市100068。作者簡介：張琦（1966-），女，北京市人，碩士，副主任技師，主要研究方向：腦癱、腦外傷及脊髓損傷的運動療法。E-mail：13501320729@163.com。

（2016-05-10

2016-07-22）