脑性瘫痪儿童矫形器的应用特点
龚晓辉，颜美玲，李志刚
Application features of orthosis for children with cerebral palsy
Gong Xiao-hui1, Yan Mei-ling1, Li Zhi-gang2
Abstract: Children with cerebral palsy always have motor dysfunction. At present, comprehensive rehabilitation including orthosis, is commonly used to treat motor dysfunction. The orthosis used for children with cerebral palsy includes upper limb orthosis and lower limb orthosis. The upper limb orthosis includes elbow, wrist joint extension, thumb extension orthosis and finger stretch plate. The lower limb orthosis includes long lower limb, short lower limb, hip joint and foot orthosis. This paper introduced characteristics and side effects of common orthosis, especially the modified ankle-foot orthosis for treating motor dysfunction in children with cerebral palsy.
Gong XH, Yan ML, Li ZG. Application features of orthosis for children with cerebral palsy. Zhongguo Zuzhi Gongcheng Yanjiu yu Linchuang Kangfu 2008;12(52): 10327-10330(China) [http://www.crter.cn http://en.zglckf.com]
摘要：脑性瘫痪患儿多数均存在运动功能障碍。目前，对于运动功能障碍的治疗多采用包括矫形器在内的综合康复措施。可应用于脑性瘫痪患儿的矫形器分为上肢矫形器和下肢矫形器。上肢矫形器包括肘矫形器、腕关节伸展矫形器、拇指外展矫形器和伸指板；下肢矫形器包括长下肢矫形器、短下肢矫形器、髋关节矫形器和足矫形器。文章总结了常用矫形器的特点及矫形器的副作用，并重点介绍了针对脑性瘫痪儿童运动功能障碍进行改良后的踝足矫形器。
关键词：脑性瘫痪；矫形器；应用特点
0 引言
脑性瘫痪（cerebral plasy, CP）简称脑瘫，是由于出生前至出生后1 个月内各种原因所致的脑损伤引起的一组运动和姿势发育障碍症候群[1]，中国的脑瘫发病率约在0.2%。造成脑瘫的常见原因有：①产前因素：80%的足月儿脑瘫是由产前因素引起，包括遗传和染色体疾病、宫内感染、脑发育畸形或发育不良等。②产时因素：主要包括缺氧及产伤。③新生儿时期因素：主要包括胆红素脑病、颅内出血、新生儿休克、败血症或中枢神经系统感染等。脑瘫主要表现在中枢性运动障碍及姿势异常，伴或不伴有智力低下、癫痫、语言障碍、感知觉障碍、行为异常，脑瘫是一种非进行性、不可逆的病变，随着年龄增长，患者不断将异常运动模式和异常的肌张力反馈给大脑，从而导致运动和姿势的加重[2]。目前主要采用以运动疗法为主的综合康复措施，其中包括矫形器的应用[3]。
1 学术背景
矫形器是指用于人体四肢和躯干等部位通过生物力学原理的作用以预防、矫正畸形，治疗和补偿功能缺陷的器械[4-6]。矫形器能使脑瘫患儿保持正确的肢位，维持或增大关节活动范围，增加局部的稳定性，抑制痉挛，预防肢体挛缩变形以及术后矫正位的保持。矫形器使用一般在6 个月后，可用于各种级别痉挛型脑瘫。
2 目的
本文就目前脑性瘫痪儿童矫形器应用特点作一综述。
3 资料和方法
3.1 文献检索
检索人及检索时间： 由本文第一作者于2008-05 进行检索。
检索文献时限：1997-01/2008-01。
检索数据库： 中国期刊全文数据库（ http://www.cnki.net/index.htm ）； Pubmed 数据库（http://www.ncbi.nlm.nih.gov/sites/entrez/）。
检索关键词：“矫形器，脑性瘫痪”，限定文章语言种类为中文和英文。
检索文献类型：检索的文献包括临床研究、基础研究文章及综述类文章。
检索文献量：初检索得到文章135 篇。
3.2 检索方法
纳入标准：有关矫形器的种类及应用方面的相关文献。
排除标准：Meta 分析类文章。
文献选择：阅读标题和摘要进行初筛，排除与本综述无关的文献83 篇，保留52 篇文献进一步分析。
文献质量评价：有关矫形器的种类方面的文献10 篇；有关矫形器临床治疗效果的文献38 篇[7-10]。有关矫形器研制方面的文献4 篇[30-33]。
4 文献证据综合提炼
4.1 常用矫形器种类及作用
上肢矫形器：许多脑瘫患儿存在上肢功能障碍，上肢功能受损会在不同程度上影响其他功能的发育，如感觉、精细运动功能、粗大运动功能、认知能力和日常生活能力，因此对于上肢功能障碍的治疗非常重要。
上肢矫形器的种类[7]：①肘矫形器：目的是抑制肘屈曲，使肘负重。②腕关节伸展矫形器：适用于曲腕肌痉挛患儿。③拇指外展矫形器：目的是抑制拇内收，改善手的功能。④伸指板：适用于握拳患儿，使五指伸展。但目前上肢矫形器疗效证据尚不强烈，还需更多的良好的研究和证据。
下肢矫形器：
长下肢矫形器：常用的有膝踝足矫形器和髋膝踝足矫形器。膝关节屈曲变形：对膝关节屈曲变形时采用长下肢矫形器，使膝关节伸展并保持伸展状态，同时对身体给予一定的支持功能，对尖足、扁平内翻足及外翻足均可进行矫正。因其使膝关节呈固定的伸展位，不是一种正常生理性步态，因此它只用于训练，平时不能经常穿用。膝反张：患儿有尖足、下肢支持身体困难或不能支持身体，又有膝反张，可用长下肢矫形器，使膝关节屈曲自由，并可以有5°~10°的屈曲度，但不可完全伸展，可以保持膝关节在稍微伸展状态，防止膝反张，开始可配合拐杖行走，以后逐渐去掉拐杖。手足徐动型脑瘫儿童，若可扶立时，一侧下肢有不随意的屈曲动作，又有膝反张，可穿长下肢矫形器，使屈曲与反张的膝关节保持伸展状态，足可踩平，可以充分地支撑身体，也可以步行，必要时用
拐杖，习惯后再去掉拐杖。
短下肢矫形器：即踝足矫形器（Ankle-foot orthoses，AFO），是脑瘫患儿中最常用的一种矫形器，踝足矫形器可有以下作用：①改善步态，利于行走。②改善立位平衡。③纠正膝过伸。④抑制尖足，扩大足与地面的接触。⑤稳定距小腿的关节，利于负重。⑥利于能量消耗。根据矫形器所用材料不同可分为塑料踝足矫形器、金属踝足矫形器和高分子踝足矫形器[8]。踝足矫形器、金属踝足矫形器具有所选用的材料制作工序多，制作条件高、制作后不易修整和较笨重等缺点，而高分子踝足矫形器是应用高分子树脂作为材料制作的踝足矫形器，它具有重量轻、弹性好、强度大、易透气、制作条件要求低、外观大方、穿戴方便、价格低廉等优点。踝足矫形器控制下肢的运动主要有两种方法：①三点压力控制方法，在整个步态周期中稳定关节。②地面作用力控制方式：利用与地面接触产生的扭矩控制下肢。目前临床上多使用高分子树脂制作踝足矫形器[9]。根据支具结构不同踝足矫形器可分为以下几类：①固定的踝足矫形器。②带关节踝足矫形器。③后面带弹簧的踝足矫形器。④带铰链的踝足矫形器。⑤动态的踝足矫形器。目前有一些新型的踝足矫形器应用于临床，包括带抑制条的踝足矫形器、带液压减震器的踝足矫形器、动力式踝足矫形器[10]。
髋关节矫形器（Hip orthorses，HO）：吴卫红等[11]引进髋关节矫形器治疗行走时具有明显剪刀样步态、爬行时髋关节明显内收的脑瘫患儿，研究发现髋关节矫形器具有限制髋关节内收肌痉挛，并可改善异常的运动模式，重新建立髋关节正确的运动力线和稳定性，形成相对正常的步行模式，同时能延缓由于内收肌痉挛造成的继发髋关节畸形。一般认为，使用髋关节矫形器的适应证：①步行时有剪刀步态。②有内收肌痉挛，但无挛缩。③髋关节半脱位< Ⅱ度。④可以作为早期站立、行走训练和外科手术后康复训练的辅助手段。
足矫形器：包括托马氏鞋跟和矫形鞋。托马氏鞋跟适用于平足症和后足内翻，矫形鞋可矫正足畸形，维持正常的站立行走姿势。
躯干部矫形器：即胸腰骶椎矫形器。常用于脑瘫患儿选择性后跟切断术后腰部保护和预防脊椎侧弯、前凸、后凸等。
4.2 矫形器的副作用虽然矫形器的治疗效果十分显著，但如果应用不当，可造成严重的副作用[12]，主要副作用有以下几点。
失用性肌萎缩与肌无力：由于长时间的制动限制了机体肌肉活动，引起肌力、肌耐力与肌容积的下降，从而导致肌萎缩与肌无力。
关节挛缩：关节挛缩是由于关节、肌肉或其他软组织活动受限而引起关节主动和被动活动范围不足所致，预防方法是在穿戴矫形器过程中每天予以二三次被动运动，使关节活动度达到最大。
压疮：压力强度过大、穿戴矫形器时间过长均可导致压疮发生。预防压疮的方法有：①经常检查患者受压区的状况，一旦出现血液循环障碍或皮肤发白等早期损害征象应立即调整或取下矫形器。②定期松解矫形器。③避免矫形器对骨突起或关节部位的压迫及摩擦。
肌痉挛程度加重：研究表明如果在短时间内频繁地穿脱矫形器，或者穿脱动作粗暴等均会刺激肌张力增高。因此，在穿戴矫形器前应首先采用轻柔、缓慢的牵伸手法使患者高张力肌肉放松，并且穿戴矫形器后应持续牵引2 h 以上。
4.3 改良后的矫形器
带抑制条的踝足矫形器： Bronkhorst 和Lamb[13]在1987 年最早开始在踝足矫形器上增添一个抑制条，以降低脑瘫患者的跖屈肌张力。抑制条是一个位于远节趾骨的压力，以避免诱发屈趾反射，并最终降低下肢的跖屈肌张力。Diamond 等[14]的研究表明，带抑制条的踝足矫形器可以提高脑瘫患者的步行能力。
Crenshaw 等[15]的报道指出，对于患有先天性痉挛性麻痹的儿童所使用的铰链式踝足矫形器，附加抑制条与否，没有显著的功能性差异。
虽然带抑制条的踝足矫形器是否能够改善痉挛步态仍不确定，但Kondo 等[16]报道了利用带抑制条的踝足矫形器可以减轻脑瘫患者因跖屈肌痉挛引起的疼痛，并使患者的步态更协调流畅；Iwata 等[17]的研究也表明，对伴有强直性足跖屈曲的脑瘫患者而言，附加抑制条的踝足矫形器可以提高患者的步行能力。
前置踝足矫形器：踝足矫形器有多种类型，金属材质的踝足矫形器已经逐渐被塑料材质的踝足矫形器所取代，因为前者较重且外观较笨拙。常规的塑料踝足矫形器主要是后置式，利用分层或真空技术在下肢石膏阳模上进行制作[18]。而前置踝足矫形器由低温热塑板材制成，属前置式，这种设计更有利于在室内赤脚或穿鞋行走，因而在中国台湾地区受到广泛应用[19]；另外，前置踝足矫形器也可由高温热塑板材制作。
Wong 等[20]报道68 例早期偏瘫患者，有46 例（67.8%）用前置踝足矫形器可以显著的改善步行，且没有任何主观不适的申诉。Chen 等[21]研究了前置踝足矫形器对偏瘫步态的影响，表明穿戴前置踝足矫形器患者的步速明显提高，而足触地时的负荷降低。此外，Chen等[22]的研究表明，相比于常规的踝足矫形器，前置踝足矫形器对人体姿势的稳定性没有任何负面效应，且侧方承重能力有所提高。
后足踝足矫形器：踝足矫形器常用于踝与后足部疾患，通过控制炎症关节前后向的相互运动而减轻炎症与疼痛，同时最大限度的减轻踝足矫形器总量与体积可以更好的维持患者的运动功能，因此出现了后足踝足矫形器，即在常规踝足矫形器的基础上，去除了足地面跟骨前侧的部分，同时小腿后侧的部分也大大缩短。
带液压减震器的踝足矫形器：穿戴常规踝足矫形器可以限制踝关节跖屈，以阻止摆动相的足下垂，但过度的对抗跖屈将引起支撑相时膝关节屈曲。Lehmann 等[23]报道，对抗跖屈的力度越大，膝关节屈曲的角度越大。因此就需要精确的设定跖屈对抗装置。对多种塑料踝足矫形器灵活度的研究表明[24]，通过选择适当的运动轨迹或塑料材质的厚度来精确调节灵活度是比较困难的。
Yokoyama 等[25]发明了一种液压减震器，可以在支撑相初期对抗踝关节跖屈活动，且对抗强度根据患者的实际情况进行个性化的调节。孟殿怀等[26]对2 例偏瘫患者穿戴液压减震踝足矫形器与常规踝足矫形器的步态进行分析，结果表明液压减震踝足矫形器在充分的跖屈控制的基础上，可以减缓支撑相膝关节的屈曲，从而使得步态更加协调舒适。
动力式踝足矫形器：踝关节跖屈肌对步行时产生前向速度及支撑体质量比较关键[27]，因此Ferris 等[28-29]发明了一种简便的动力式踝足矫形器，可以在步行时辅助跖屈。动力式踝足矫形器包含了小腿后侧的碳纤维柄（人工肌）与聚丙烯足面。在碳纤维柄底部有压力传感器，可以在足接触或离开地面时感受到压力，从而带动碳纤维柄发生相应的变化以产生跖屈力。
4.4 矫形器的加工和制作目前矫形器的加工过程较为复杂，使许多医院由于条件限制而无法开展，只能在大城市的假肢矫形器制作工厂和少数医院内的康复医学工程科或矫形器制作室进行。许多患者由于没有机会及时佩戴矫形器而引起关节畸形和异常运动模式的形成，严重影响肢体功能的恢复。
目前，国内外广泛使用的有高温热塑性塑料板材、树脂基复合材料和低温热塑材料等[30]。高温热塑板在高温（180 ℃）条件下变软，加工除需特殊设备外，工序较为复杂，对矫形器技师的技术要求较高，在非康复专科医院、县级医院、社区和农村卫生所使用有一定困难，应用受到影响。低温热塑板在60~80 ℃的热水中变软，可直接在肢体上塑型，但该材料固型后因强度不够，而且在畸形严重的肢体上直接成型较为困难，很难加工出达到功能要求的矫形器，易造成材料浪费。此外，采用高温和低温热塑板制成的矫形器不具有透气性能，需通过人工打孔增加透气性能，然而，打孔密度太低达不到透气的要求，密度太高又影响了矫形器的强度。
赵文汝等[31]采用的半成品医用高分子纤维材料，在隔绝空气的密闭状态下质软[32]，可存放2 年，拆封后用冷水浸泡可随意成型，6 min 固化，成型后强度高、韧性好，具有良好的透气性且吸汗耐潮，可反复用水冲洗，不变质、变型。半成品高分子纤维矫形器简化了矫形器制作的过程，不需要特殊设备并能达到高质量的要求[33]，使之不仅可在大城市的矫形器厂和大医院的矫形器室使用，也可以应用于中小医院、基层卫生院所和广大农村卫生室。
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