本文提出了一個跑步機方案，從功能上評估腦癱兒童的伸展性反射亢進。本研究爲該方案的可行性、可靠性和有效性提供了證據。
痙攣，被認爲是上運動神經元綜合徵（如腦癱）的關鍵損傷之一，是兒童期致殘的主要原因。牽拉反射亢進通常被定義爲過度的速度依賴性牽拉反射，可能由牽拉反射環路的脊髓上去抑制引起。這些過度活躍的反射會導致肌肉收縮，這通常會限制肌肉的延長，從而導致關節運動的顯著限制。異常的肌肉活動模式影響日常生活活動，如行走。伸展性反射亢進通常與其他神經和非神經損傷有關。神經損傷，包括牽拉反射亢進，可通過肉毒桿菌毒素注射、口服或鞘內巴氯芬或選擇性背根切斷術進行治療。另一方面，非神經損傷通常通過拉伸、矯正石膏、夾板固定或手術來延長肌肉。爲了選擇合適的治療方法，診斷測試需要正確識別潛在的神經肌肉問題。
評估伸展性反射亢進的當前臨牀標準是在被動患者的放鬆關節周圍進行手動旋轉，並根據幾種可用臨牀量表中的一種對肌肉-肌腱複合體快速伸展的感知阻力進行評分。已經提出了幾種評估步態反射的方法。到目前爲止，僅在健全成年人中進行了跑步機方法研究。腦癱兒童通常表現出異常的步態模式，踝關節運動學改變和步態穩定性降低可能會干擾方案的可行性和誘發反射的有效性。本文研究的目的是分析跑步機擾動方案是否能量化腦癱兒童和典型發育對照組的小腿肌肉拉伸反射。本文發表在《Journal of NeuroEngineering and Rehabilitation》。
24名痙攣性腦癱兒童和14名正常發育兒童參與了研究。納入標準爲：年齡在5至16歲之間，能夠按照簡單的指示行走約半小時，並有足夠的休息。腦癱組的具體納入標準爲：用運動功能分類系統I-II級診斷單側或雙側痙攣性腦癱。如果兒童在過去6個月內接受過包括腿部功能性手術或下肢A型肉毒毒素注射在內的治療，患有視力缺陷、頻繁癲癇、行爲問題或影響行走的共病，則排除在外。接受選擇性背根切斷術（SDR）的兒童，如果12個月的恢復期滿意，則包括在內。由於SDR手術對反射大小的嚴重影響，這些兒童在臨牀適用性部分分別進行了分析。使用SPAT確定被動痙攣水平，以慢速和高速拉伸小腿肌肉，在0-3分制下對快速運動期間的肌肉阻力強度進行分級。痙攣患者的SPAT評分無法確定。典型發育組的特定排除標準包括神經或骨科疾病史。
參與者在虛擬現實環境跑步機上行走。參與者穿着自己的平底鞋，並由一個非承重安全帶固定在天花板上。地面反作用力由安裝在兩條跑步機皮帶（50 Hz）下方的力傳感器測量。使用運動捕捉系統捕捉運動數據。在雙腿的腓腸肌內側（GM）、比目魚肌（SO）和脛骨前（TA）肌腹上放置肌電電極（雙極，15 mm，24 mm電極間距離）。通過無線系統（Wave-EMG系統，Cometa，意大利）在1000 Hz下測量肌電。開始進行一分鐘的無擾動行走試驗。接下來，對小腿肌肉痙攣最嚴重的腿部（腦癱）或右腿（通常正在發育）進行擾動。擾動應用於兩次試驗，每次試驗時間爲3分鐘，中間有一個短暫的休息時間，以限制疲勞。該方案以另一次1分鐘（Post）的明確無干擾步行試驗結束。
跑步機擾動包括在第一個站姿期間皮帶的短暫加速，將腳向後拉並拉伸小腿肌肉。採用三種擾動強度來評估肌肉活動反應如何隨肌肉延長速度而變化。在每次擾動試驗中，對隨機步幅重複四到六次每個擾動強度。恢復步幅的數量是隨機的，但在應用下一次擾動之前至少有五步。如果雙腳踩在兩條跑步機皮帶上，則不會施加擾動以防止摔倒。除了三名因疲勞而停止參與的兒童外，所有兒童都完成了方案。所有剩餘的兒童都能夠在微擾試驗期間保持步態模式，而無需對踝關節運動學、時空參數和肌肉活動進行預期調整。其次，證明了該方案的可靠性：肌肉反應隨時間的推移沒有系統性變化（P？=？0.21–0.54），因爲最後一次擾動重複只減少了？？2%。導致小腿肌肉活動隨擾動強度的增加而增加，根據拉伸反射的速度依賴性。CP組腓腸肌內側肌的拉伸反射比TD組高1.7倍（P？=？0.017)。
本文結果已經表明SDR手術的效果。其他治療的效果，如肉毒桿菌毒素注射，被認爲會影響痙攣，也可以使用跑步機擾動進行研究。這將增加當前的臨牀決策和治療評估方法。該方案能夠在羣體水平上區分典型發育兒童和腦癱兒童。以更高的速度行走會導致反射活動的增加。在本文的研究中，患有腦癱的兒童行走速度幾乎是正常兒童的兩倍，但儘管如此，正如先前的研究所發現的那樣，他們的反射能力也有所增強。讓兒童以相似的速度行走可能會擴大各組之間的差異，但增加腦癱兒童的行走速度是不太可行的。此外，沒有發現行走速度和伸展性反射亢進之間的任何關係，腦性癱瘓兒童的踝關節背屈一般較少，但這在肌肉反應強度方面得到了糾正。腦癱組內不同步態模式導致的結果之間沒有明顯差異。
總之，本文提出了一個跑步機方案，從功能上評估腦癱兒童的伸展性反射亢進。本研究爲該方案的可行性、可靠性和有效性提供了證據。
