《Brain and Behavior》:Blood Flow Restriction Training in Stroke Rehabilitation: A Narrative Review of Current Evidence and Future Directions
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背景:卒中后运动功能障碍可导致残疾,而肢体轻瘫及合并症可能限制高强度训练的实施。血流限制训练(BFRT)将低强度运动与部分血管闭塞相结合,有望在低负荷条件下促进神经肌肉适应。
方法:本叙述性综述综合了BFRT在卒中康复中经同行评议的循证证据。为评估临床疗效,优
背景:卒中后运动功能障碍可导致残疾,而肢体轻瘫及合并症可能限制高强度训练的实施。血流限制训练(BFRT)将低强度运动与部分血管闭塞相结合,有望在低负荷条件下促进神经肌肉适应。
方法:本叙述性综述综合了BFRT在卒中康复中经同行评议的循证证据。为评估临床疗效,优先纳入卒中特异性临床研究,尤其是随机对照试验(RCT);实验性研究、临床前研究、生理学与机制研究、综述及指南证据用于提供背景信息。RCT数据提取内容包括受试者特征、干预方案、结局指标及不良事件。两名评审人员独立采用Cochrane偏倚风险评估工具(RoB 1)评估偏倚风险。研究结果采用定性综合方法进行分析,未进行荟萃分析或GRADE评估。
结果:共纳入67篇文献,包括8项卒中特异性临床研究和59项背景性文献。受试者涵盖卒中早期、亚急性期及慢性期,但卒中阶段和基线损伤程度报告不一致。研究普遍纳入医学状态稳定且具备足够运动控制能力、姿势稳定性或步行能力的个体;严重轻瘫或明显行动依赖者代表性不足。研究报告了肌力、运动功能、平衡、步行、活动能力、日常生活活动能力、肌肉形态及皮质激活等方面的改善。然而,组间获益不一致,BFRT并未持续优于常规训练、非限制性训练或高强度抗阻训练。未报告与BFRT相关的严重不良事件,但安全性报告不完整。
结论:BFRT可能作为经筛选卒中幸存者(尤其在下肢康复中)的一种有用的低负荷辅助手段。由于存在偏倚风险、样本量小、干预方案异质性、随访时间短以及对严重损伤患者代表性有限,当前证据仍属初步阶段。在广泛推广应用之前,需开展设计严谨的对照研究。
论文主体内容专业总结
1 引言
卒中仍是全球重大健康负担和长期残疾的主要原因。缺血性卒中可引发兴奋毒性、炎症、凋亡及铁死亡等过程,导致组织损伤和神经功能障碍。尽管以再灌注为核心的急性期干预改善了符合条件患者的临床结局,但其应用受限于狭窄的治疗时间窗、禁忌证及出血性并发症风险。偏瘫是卒中后最常见且致残性最强的后果之一,显著限制患者的活动能力、独立性及康复参与。高强度抗阻训练(HLRT)通常以约70%–80%一次最大重复(1-RM)负荷进行,可改善肌力和身体功能,但存在卒中后无力、痉挛、运动控制受损、心血管脆弱或运动耐量降低的患者可能无法安全有效地完成。低负荷训练可能为无法耐受常规抗阻负荷的特定个体提供更可行的替代或辅助方案。BFRT通过对肢体近端施加气压袖带以限制静脉回流并部分限制动脉流入,通常以约20%–40% 1-RM的外部负荷进行。在健康、运动及特定临床人群中,系统综述和荟萃分析报告了低负荷BFRT在肌力和肌肉肥大方面的改善,但这些发现不能确立与HLRT的等效性,其在卒中后个体中的适用性仍不确定。尽管BFRT在卒中康复中受到越来越多的关注,现有证据仍有限且异质性高,亟需全面综合现有临床、机制及安全性证据。
2 方法
本叙述性综述采用结构化方法进行文献检索、研究筛选、数据提取、偏倚风险评估及定性综合。在PubMed、Scopus、Web of Science和CNKI中进行了从建库至2026年6月的结构化文献检索,检索词包括“BFRT”“BFR training”“Kaatsu”“stroke rehabilitation”“hemiplegia”和“cerebral ischemia”。纳入标准涵盖涉及成人卒中确诊患者并评估BFRT或基于运动的局部血管限制的原始临床研究,以及相关的实验性、临床前、生理机制研究、综述和临床指南。排除标准包括与主题无关的文献、会议摘要、方案、社论、评论、无原始数据的信件及无法获取全文的出版物。两名评审人员独立筛选标题和摘要并评估全文,分歧通过讨论和共识解决。对纳入的RCT进行了详细数据提取,包括研究设计、样本量、卒中类型、发病时间、恢复阶段、基线运动损伤、步行状态、干预特征(袖带压力、运动强度、训练频率)、结局指标及不良事件。采用Cochrane偏倚风险评估工具由两名评审人员独立评估偏倚风险。最终纳入67篇文献,包括卒中患者的原始临床研究、实验性和临床前研究、生理与机制研究、相关综述及临床指南。
3 BFRT在卒中康复中的当前临床证据
3.1 受试者卒中阶段与基线运动损伤
纳入的临床研究招募了异质性但总体经过筛选的卒中幸存者群体。部分研究聚焦于早期恢复或亚急性期,通常纳入卒中后数周至6个月内的参与者;其他研究则纳入病程更长或更不固定的混合亚急性与慢性期样本。然而,各研究对卒中阶段的定义和发病时间的报告不一致,限制了不同恢复阶段之间的清晰比较。基线运动损伤的表征也不一致。纳入标准通常要求参与者具备足够的姿势控制、下肢力量或自主运动功能以完成主动骑行、抗阻或步态相关训练。部分研究明确要求功能性步行能力,如独立步行10米或30米。其他研究纳入Brunnstrom II–V期或要求下肢肌力至少3级,表明基线运动恢复存在差异,同时排除了部分严重损伤患者。总体而言,现有证据最直接适用于医学状态稳定、保留足够自主下肢运动控制和功能能力以积极参与运动的卒中幸存者。严重轻瘫、无自主下肢运动、非步行状态或明显行动依赖的个体被排除或代表性不足,因此BFRT在更严重运动和行动受限患者中的疗效与安全性仍不确定。
3.2 纳入研究的偏倚风险
对纳入RCT的偏倚风险评估涵盖七个领域,包括随机序列生成、分配隐藏、参与者和人员盲法、结局评估盲法、结局数据不完整、选择性报告及其他潜在偏倚来源。各试验的偏倚风险判断不一,部分领域评为低风险,而分配程序、盲法或其他方法学细节报告不足的领域评为不清楚或高风险。由于在运动康复试验中难以实现参与者和治疗师盲法,该领域应结合干预特征进行解读。总体而言,偏倚风险评估表明研究结果应谨慎解读,尤其是在比较BFRT与对照干预的效果时。
3.3 下肢功能与肌力
下肢运动和步态康复是卒中后护理的主要组成部分。多项RCT评估了BFRT在改善卒中后下肢力量和运动功能方面的作用,但组间获益在所有结局指标上并不一致。一项RCT比较了低强度抗阻训练联合血流限制(LIRT-BFR)与高强度抗阻训练(HIRT),两组在6分钟步行试验(6-MWT)、五次坐立试验(5TSTST)、计时起立行走测试(TUGT)和Barthel指数方面均显著改善,但组间差异均未达统计学显著性。另一项RCT比较了运动训练联合血流限制(BFRET)与单纯运动训练(ET),总徒手肌力测试(MMT)评分的组间变化显著,髋屈曲和跖屈肌力存在显著时间×组别交互作用,但FMA-LE和TUGT的组间差异不显著。一项较大规模的评估者盲法RCT比较了常规康复(RR)联合BFRT与单纯RR,BFRT组在FMA-LE、Berg平衡量表(BBS)、改良Barthel指数(MBI)和6-MWT距离方面均显著优于对照组,髂腰肌、股四头肌和腘绳肌力量亦显著改善,但胫骨前肌力量无显著差异。一项三臂RCT比较了BFRT(30% 1-RM联合200 mmHg间歇性闭塞)、匹配低负荷训练(30% 1-RM)和高负荷训练(80% 1-RM),BFRT在膝伸肌峰力矩改善方面显著优于低负荷训练,但与高负荷训练无显著差异;高负荷组在FMA-LE改善方面优于低负荷组,而BFRT与高负荷训练之间无显著差异。纳入的临床研究主要关注下肢力量、步态、平衡和功能活动能力,均未直接评估卒中后上肢运动恢复或上肢痉挛。
3.4 平衡与步态
肌力改善可能支持更好的平衡和步态表现,但力量增益并不一定直接转化为更快的步行速度或改善的功能活动能力。多项试验报告了包含BFRT的干预后步行能力、功能活动性或平衡的统计学显著改善,但组间差异的存在和幅度因研究而异。一项研究报告LIRT-BFR组步速组内平均增加0.19 m/s,HIRT组增加0.12 m/s,组间差异0.07 m/s未达统计学显著性。尽管该变化超过了既往在亚急性卒中伴严重步态损伤的步行个体中估计的0.16 m/s最小临床重要差异,但该阈值对研究所纳入人群的适用性仍不确定。一项研究报告常规康复联合BFRT在Berg平衡量表评分方面与单纯常规康复存在统计学显著差异,为平衡表现的额外获益提供了初步证据,但该结果来自单一试验,需在更大规模研究中确认。
3.5 认知与心理结局
卒中后抑郁影响约三分之一的卒中幸存者,与较差的功能结局和生活质量相关。在现有临床证据中,仅一项RCT评估了焦虑和抑郁症状,LIRT-BFR组和HIRT组内部均观察到改善,但组间差异不显著。这些发现表明BFRT对存在心理症状的患者可能可行,但不能确立其相对于HIRT的特异性优势。此外,现有BFRT临床试验均未直接评估认知结局,因此BFRT对卒中后认知功能的潜在影响仍不确定。临床前证据提示BFRT可能具有神经保护作用,如通过SIRT1通路激活和抑制铁死亡,但这些证据来源于动物模型,尚未在人类卒中幸存者中得到验证。
4 BFRT在卒中恢复中的机制基础
4.1 局部肌肉适应
BFRT诱导的肌肉肥大主要源于急性肌内代谢应激。部分血管闭塞限制静脉回流,营造缺氧、酸性环境,促进乳酸、氢离子和无机磷酸盐的积累。这种代谢环境可能促进运动单位募集(包括高阈值运动单位的募集)和合成代谢信号传导,即使在相对较低的外部负荷下也是如此。代谢物积累还可能刺激生长激素和胰岛素样生长因子-1(IGF-1)的系统性释放,而闭塞相关的细胞肿胀可能独立于高机械张力激活哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mTOR)信号通路。然而,这些机制主要在健康或非卒中人群中描述,其在卒中幸存者中的相关性仍不确定。经验支持包括卒中患者肌肉横截面积增加的超声数据。
4.2 血流动力学与血管反应
BFRT可诱发急性心血管反应。犬类模型表明,低强度BFRT触发肌肉代谢反射,急剧增加心率、每搏输出量、心输出量和平均动脉压。人类证据表明,血流限制抗阻运动的急性心血管反应取决于比较条件和方案,低负荷BFRT不一定产生比高负荷运动更大的心脏反应。卒中后,自主神经心血管控制可能受损,包括交感迷走平衡改变、压力反射敏感性降低以及运动期间心率和血压调节受损。然而,肌肉代谢反射在卒中幸存者接受BFRT时尚未得到系统表征。反应迟钝的代谢反射可能导致运动受限期间代偿性交感神经活动、心输出量和动脉压增加不足,可能造成运动耐量降低、灌注不足、头晕或袖带释放后低血压;反之,过度活跃的代谢反射可能放大BFRT诱导的交感血管收缩和升压反应,增加心脏负荷和血压过度升高的风险。这些后果在生理学上具有合理性,但尚未在卒中后BFRT试验中直接证实。一项随机fNIRS研究在卒中患者骑行任务中评估了皮质氧合血红蛋白(HbO)浓度,在首次训练期间,血流限制组和高负荷组的HbO浓度显著高于匹配低负荷组;四周干预后,血流限制组和高负荷组的HbO前后变化也大于低负荷组。HbO变化与膝伸肌峰力矩和FMA-LE评分的变化呈正相关。由于fNIRS提供的是皮质血流动力学活动的间接测量,这些发现不应被解释为脑血流增加或皮质重组的直接证据。远程缺血 conditioning(RIC)涉及肢体反复短暂缺血和再灌注循环,与BFRT在概念上不同,RIC证据不应被解释为BFRT改变脑血流或脑自动调节的直接证据。
4.3 细胞信号传导与铁死亡
铁死亡是一种铁依赖性调节性细胞死亡形式,其特征是脂质过氧化物积累和细胞抗氧化防御(特别是谷胱甘肽依赖性GPX4系统)的失效。铁依赖性脂质过氧化和氧化应激与心血管和缺血性组织损伤有关。缺血性卒中后,铁调节异常、线粒体功能障碍和与缺血再灌注相关的氧化应激可能促进神经细胞中的脂质过氧化和铁死亡损伤,造成初始缺血损伤之外的继发性损伤。临床前证据提示BFRT可能通过上调SIRT1通路减轻卒中相关铁死亡信号传导,并伴随MCAO大鼠海马突触损伤和认知缺陷的减轻。然而,这些发现来自动物模型,BFRT是否调节人类卒中幸存者的铁死亡仍属未知。
4.4 细胞外囊泡与系统性信使
细胞外囊泡(EVs)日益作为细胞间通讯介质发挥作用。循环microRNA谱与卒中相关生物学过程和临床特征相关联。来自远程缺血 conditioning和运动模型的实验证据提示血浆EVs可能有助于内皮保护和运动诱导的缺血耐受,但BFRT是否诱导类似的EV介导反应仍属未知。这些发现提示BFRT可能刺激携带潜在保护性分子货物的细胞外囊泡释放,但这些囊泡是否选择性靶向缺血脑组织仍有待确定。外泌体microRNA递送也被研究为调节蛛网膜下腔出血后神经炎症的潜在策略,但该证据不能直接确立BFRT治疗缺血性卒中幸存者中的类似机制。
4.5 神经血管单元与血脑屏障
神经血管单元(NVU)整合内皮、周细胞、星形胶质细胞和神经元成分,在维持脑稳态和调节缺血性损伤中发挥关键作用。周细胞已被认为参与脑缺血后再灌注动力学的调节。然而,血脑屏障(BBB)的限制性常限制治疗药物进入神经组织。目前尚不清楚BFRT是否直接影响卒中患者的血脑屏障完整性。来自取栓后影像学研究的间接证据表明,再灌注相关的血流动力学变化可能伴随血脑屏障破坏或超出梗死组织的对比剂染色,但这些发现不能确立BFRT或远程缺血 conditioning对血脑屏障完整性产生可比效应。BFRT在卒中康复中的潜在局部、系统和中枢机制总结于理论框架图中,所展示的通路是假设性的,主要基于非卒中人群的间接证据、相关 conditioning 范式及临床前模型,尚未在人类卒中幸存者中得到系统验证。
5 卒中人群中的安全性考量
BFRT可能导致血压、心率、交感神经活动和心脏负荷的短暂增加。潜在心血管问题包括头晕、先兆晕厥、呼吸困难、胸部不适、心律失常、心肌缺血及袖带释放后血压恢复异常。血管风险包括静脉淤滞、深静脉血栓形成、血栓栓塞、肢体灌注受损和局部缺血,尤其是在未控制高血压、心血管疾病、外周动脉疾病、既往或活动性静脉血栓或显著脑血管狭窄的患者中。局部并发症可能包括疼痛、麻木、感觉异常、神经压迫、皮肤刺激、瘀伤、血肿及肢体颜色或温度变化。接受抗凝药或双联抗血小板治疗的患者可能需要额外评估,因为存在瘀伤或出血风险。鉴于这些潜在风险,BFRT前的风险分层对存在心血管疾病、外周血管疾病、血栓栓塞风险、未控制高血压、感觉受损或复杂病史的个体尤为重要。现有研究纳入的是经过筛选且医学状态稳定的卒中幸存者,其排除标准各异。部分研究排除了严重认知障碍、大面积皮质病变、严重颈动脉狭窄、严重脑动脉狭窄、全身医学不稳定或严重头皮皮炎的患者;其他研究排除了显著认知障碍、显著心血管疾病、血压>160/100 mmHg、外周动脉疾病、下肢静脉血栓、复杂周围神经病变、抗凝或双联抗血小板治疗或其他严重全身性疾病的患者。然而,关于心血管疾病、血栓栓塞风险、凝血状态、感觉障碍、自主神经功能障碍和用药情况的详细排除标准未得到一致报告。缺乏严重不良事件的报告表明在经筛选参与者中的短期耐受性良好,但不能确立在所有卒中幸存者中的普遍安全性。BFRT前筛查应包括医学稳定性、静息血压、心血管和血栓栓塞病史、外周血管状态、出血风险、用药情况、感觉和认知功能、沟通能力及运动能力。训练期间,临床医生应监测血压、心率、症状、肢体颜色和温度、疼痛、麻木及袖带释放后的恢复情况。若出现胸痛、明显呼吸困难、先兆晕厥或晕厥、新发神经系统症状、严重肢体疼痛、持续性麻木、异常肢体变色或过度血流动力学反应,应停止训练。
6 BFRT在其他康复模式中的定位
6.1 与高强度抗阻训练的比较
HLRT可促进力量和肥大适应,但部分卒中幸存者可能因轻瘫、运动控制受损、运动耐量降低或心血管合并症而无法耐受高外部负荷。BFRT可为经筛选患者提供低负荷替代或辅助方案,但现有证据不足以确立其与HLRT的等效性或优效性。低负荷BFRT可能通过代谢应激、运动单位募集和合成代谢信号传导诱导适应,但这些机制尚未在卒中幸存者中得到直接证实。非卒中人群的证据表明低负荷BFRT可刺激力量和肥大适应,但效果依赖方案,不应被解释为与HLRT等效的证据。
6.2 与远程缺血 conditioning的比较
RIC涉及肢体反复短暂缺血和再灌注循环,通常不伴随运动。与RIC不同,BFRT将血管闭塞与主动运动训练相结合。尽管RIC和BFRT是不同干预措施,近期研究表明缺血 conditioning可能对卒中后运动功能产生有益影响。两周缺血 conditioning改善了慢性卒中幸存者的步行速度并减少神经肌肉疲劳性,单次 session 通过改善自主肌肉激活增加了偏瘫侧肢体力量。然而,BFRT对卒中后皮质脊髓传导和其他神经生理结局的影响仍不清楚。由于RIC在无伴随主动运动的情况下进行,RIC研究结果不应被视为BFRT的直接证据。
6.3 与任务特异性训练的整合
康复旨在最大化功能独立性。卒中后物理治疗证据支持高强度、重复性和任务导向性练习对改善运动功能和步行能力的重要性,为考虑BFRT作为功能康复的辅助而非替代提供了理论依据。尽管BFRT传统上局限于孤立性力量训练,它可能被整合到任务特异性范式中,如跑步机步态或上肢触及训练。这种方法理论上将BFRT的代谢刺激与功能练习的神经可塑性益处相结合。然而,迄今为止尚无研究在卒中人群中直接验证这一整合策略,该组合仍是需要直接实验检验的假设。游戏化上肢康复在卒中后已得到研究,但其与BFRT的整合尚未被评估。
7 讨论
多项小型随机试验报告了包含BFRT的干预后下肢力量、步态、平衡或功能活动能力的改善。然而,组间结果不一致,现有研究不能确立BFRT优于或等效于高强度训练。BFRT的潜在机制包括局部代谢应激、运动单位募集增加及与肌肉肥大相关的合成代谢信号通路激活,但这些机制尚未在卒中幸存者中得到直接证实。BFRT可能激活肌肉代谢反射并诱导急性心血管反应,但卒中后该反射是减弱还是增强尚未在患者中得到确立。偏倚风险评估中多个领域被评为不清楚或高风险,特别是在随机化、分配隐藏、盲法或结局报告程序描述不足时,降低了对估计治疗效果的可信度。现有试验在卒中阶段、基线运动损伤、干预方案、袖带压力程序、比较条件和结局指标方面存在差异,多项结局仅由单一试验支持或采用未调整的组间比较,观察到的改善应视为初步证据而非BFRT特异性效应的确证。现有证据的临床适用性和普遍性受到所研究人群特征的限制,主要纳入医学状态稳定、保留足够自主运动控制、姿势稳定性、下肢力量或步行能力以积极参与运动的卒中幸存者。严重轻瘫、无自主下肢运动、非步行状态或明显行动依赖的个体被排除或代表性不足。发病时间和基线运动损伤报告不一致,妨碍了确定BFRT效果是否因恢复阶段或损伤严重程度而异。BFRT方案在袖带压力、压力个体化、闭塞模式、训练负荷和运动方式方面差异显著,限制了直接比较和最优方案的确定。干预期普遍较短,从单次实验 session 到八周不等,随访评估有限,报告功能改善的长期持久性仍不确定。机制证据(如铁死亡、细胞外囊泡和SIRT1)几乎完全来自动物模型,尚未在人类卒中幸存者中得到验证。纳入研究均未直接评估BFRT后的认知结局,认知保护和抗抑郁效果不应被视为BFRT的既定临床获益。现有临床证据主要限于下肢康复,未直接评估上肢运动恢复或上肢痉挛,研究结果不应外推至上肢康复或痉挛管理。未来研究优先方向包括:方案标准化,优先采用基于动脉或肢体闭塞压(LOP)的个体化压力处方,并详细报告袖带宽度、袖带放置、运动强度、闭塞模式和施加压力;剂量反应研究以确定闭塞压和运动强度的最优组合;长期RCT(≥1年随访)以评估功能获益的持久性和长期安全性;在试验中嵌入多模态神经影像和分子检测(如神经营养因子、microRNAs和铁死亡标志物)进行人类机制验证;专门的上肢试验应包括标准化运动功能、痉挛和日常生活活动测量,认知结局应单独评估。