电刺激辅助平衡训练对踝关节肌肉感觉重置及运动策略的影响

《Journal of NeuroEngineering and Rehabilitation》：Effects of balance training with electrical muscle stimulation on ankle joint muscle on sensory reweighting and motor strategy

　　

摘要

目的

通过调节感觉重置动态，增强型感官反馈有望改善姿势平衡。电肌肉刺激可通过非自愿收缩直接辅助关节运动，从而影响姿势控制中的感觉和运动系统。然而，目前尚不清楚基于EMS的平衡训练是否能够促进感觉重置的适应性变化，若能实现，又是如何改变姿势控制策略的。因此，本研究探讨了在健康成年人中进行平衡板训练并同时对踝部肌肉施加EMS，对其感觉重置动态及姿势策略的影响。

方法

40名健康参与者在五种视觉条件下行静态站立任务，同时还完成了需要保持平衡板水平稳定的平衡板任务。这些测试在5分钟EMS训练前后分别进行。训练期间，EMS组（n=20）根据平衡板的倾斜程度接受踝部背屈肌或跖屈肌的刺激，而对照组（n=20）则不接受此类刺激。姿势表现通过压力中心检测（仅静态站立任务）、动作捕捉分析身体各部位的运动情况，以及踝部和髋部肌肉的肌电图来评估，并进行了训练前后的比较以及两组间的对比。

结果

训练后，EMS组在静态站立任务中低频段的功率谱密度有所上升，表明他们更多依赖视觉信息。与对照组相比，该组在保持肩部稳定的同时更频繁地使用髋部动作，踝关节角度与压力中心位移之间的关联减弱，髋部肌肉的协同收缩也有所减少，这表明EMS促使他们采用了更为协调、以髋部为中心的姿势控制策略。

结论

基于EMS的平衡训练能够引发视觉感知的重置以及涉及多个关节的适应性姿势策略。具体而言，EMS带来的踝部非自愿收缩有助于调整姿势控制，进而实现上躯干的稳定，并增加对视觉信息的依赖以维持姿势平衡。这些研究结果为开发利用视觉信息帮助学习姿势控制的训练方法提供了理论基础。为了制定出适合个体感官特点的新型平衡训练方案，未来的研究应探索其他能够引发多种形式感觉重置的增强型反馈技术。