一、概述
部分減重步態訓練的臨床應用可以追溯到1958年，Margaret H和Margaret HSR出版了專著“康復治療中的懸吊療法”。但是由於方法的侷限和認識不足，沒有得到發展。1973年Grillner證明出生後1周的小貓在下胸段水平破壞脊髓,2d後將其後肢放於活動平板( treadmill, TM)上可行走。其後，有學者證明了相同的結論，並提出將這一原理應用於人類。20世紀80年代末，Visintin等在不完全性脊髓損傷所致截癱患者身上採用減重步行訓練(body weight support treadmill training, BWSTT )取得了較好療效，部分輪椅依賴患者可不依賴輪椅了。90年代以後，此裝置被陸續應用在截癱、偏癱、腦癱和下肢骨關節病患者的步行訓練中，獲得了一定的成功。自1992年引入減重踏車訓練(partial body weight sup-port treadmill training,PBWSTT)方法進行偏癱患者的下肢康復治療以來，國內外對此療法的研究已經取得了很大的進展。我國近年來踏車儀雖開始普及，但將其用於偏癱患者的步態恢復還較少，有關報道更是極少。因此，對此療法我們尚需做出進一步的研究和探討。
部分減重步態步行訓練是近年來受到關注的康復治療方法之一，它主要是用減重吊帶將患者身體部分懸吊，使患者步行時下肢的負重減少，步行能提高，如果配合運動平板（Treadmill）進行訓練，效果更好。這種新治療技術的應用引起了國內外廣大學者的重視。懸掛減重訓練機有多種，主要型別有懸吊繩升降控制，即懸吊杆不動，而懸吊繩可上下移動，和懸吊杆升降控制，即懸吊杆可上下移動，而懸吊繩和固定帶不動。該系統由兩部分組成:即減重灌置和電動活動平板，減重灌置主要包括固定支撐架、減重控制檯、電動升降繩或杆、身體固定帶（即減重吊帶)幾個部分。上述兩種模式都可以採用電動和手動的方式，懸吊臂有單臂和雙臂兩類。兩種減重訓練儀都可以配置測力裝置，並顯示各個狀態時身體減重量。訓練時可以根據患者的需要，採用地面行走或活動平板行走。懸吊帶的著力點一般在腰部和會陰部，不宜在腋下或大腿。
二、部分減重步態訓練的基礎理論
1、步行中樞
步行是一種“簡單”活動。一般情況下步行不需要大腦皮質參與。一些動物在去大腦後仍然可以爬行，提示脊髓存在爬行或“步行”中樞。但是人類步行又與大腦皮質的功能有密切聯絡，在複雜情況和特殊任務時，大腦皮質直接參與步行姿態控制。Fukuyama等採用PET研究發現步行時大腦皮質能量代謝活動增加，提示大腦皮質參與了步行活動。而在大腦功能障礙時，皮質下和脊髓中樞的作用就釋放或強化，導致異常的代償性活動。大腦皮質、腦幹、小腦和脊髓功能直接受損或傳導通路障礙可導致不同型別的步行功能障礙，其內在的調控機制十分複雜，以致於學術界迄今為止無法確定人類步行中樞的部位及功能。
2、脊髓中樞模式激動源理論（Central Pattern Generator，CPG）
CPG指脊髓中樞在某種刺激後產生反覆神經激動的機制，這是減重訓練的理論基礎。Grillner和Debuc等提出哺乳動物脊髓存在CPG，以產生諸如胃腸蠕動和步行中屈肌和伸肌交替轉換的神經衝動；CPG存在於脊髓的腹側和中部的兩側，之間有神經訊號通訊，以脊髓頸和腰膨大處最多；神經環路與其它神經環路關聯，最後在L2-3整合。Shepherd將貓的胸脊髓橫斷，然後採用懸吊方式將貓在活動平板上啟動“步行”，記錄貓後肢的動作以及肌電活動，發現貓可以在活動平板上進行肢體交替式行動，並且記錄到規律的肌電活動。提示在脊髓中樞產生了迴圈發動的神經衝動。這種神經衝動與中間神經元的調控有關。Barbeau等發現貓脊髓橫斷8天后，鞘內注射氯壓定（clonidine）可啟用主動運動，提示CPG的活動與脊髓神經介質的活動有關。步行時屈肌和伸肌自發性交替活動的CPG理論是，屈肌興奮性衝動通過中間神經元抑制伸肌活動，屈肌興奮完成後伸肌的神經興奮釋放，引起伸肌活動，從而在步行動作啟動之後，產生自發性屈肌-伸肌交替興奮（見圖）。
3、神經系統可塑論與功能重組(functional reorganization)
神經系統的可塑性是指神經系統可以通過學習和訓練完成因病損而喪失的功能,其機制包括遠隔功能抑制消退、發芽、替代、潛在突觸的活化等。成年人腦損傷後,在結構上或功能上有重新組織的能力,以承擔失去的功能,即完成功能重組,而這一過程必須通過定向誘導才能逐步實現，步行訓練正是一種有效的誘導方式,即將步行週期作為一個整體反覆練習以期恢復良好的步行模式。
4、運動控制的“動力系統”學說(dynamic system theory)
該學說認為,對運動的控制產生於有目的的行為，因此,對運動中樞受損的患者所進行的康復治療應著重於有實用意義的各項任務,其中包括下肢的主要任務“步行”.通過步行訓練可使大腦運動中樞重新學習對下肢運動的控制。近年來的研究證實,特定任務練習有助於腦卒中和脊髓損傷患者的運動再學習取得最佳效果“在進行BWSTT時,從足底和髖關節傳入的感覺在脊髓運動區被加強,而傳出衝動又在不同程度上被小腦和高階運動中樞下傳複製系統所放大，這種傳入感覺可能會擴大皮層和皮層下運動區,使運動中樞對運動的控制能力加強。
5、步行控制的主要因素
脊髓中樞的興奮釋放導致肢體痙攣、僵硬、顫動等，多見於腦卒中、腦外傷和高位脊髓損傷。下行控制阻斷導致肢體無力和麻痺，多見於外周神經損傷和脊髓前角病變。影響步行控制的主要因素包括：
（1）髖關節屈肌的牽伸刺激，這是誘導CPG的重要因素。限制貓後肢的後伸動作可顯著限制後肢肌電活動，因此屈髖肌攣縮的患者一定要加強牽伸訓練。
（2）下肢負重的兩重性。一方面減重訓練是通過減輕身體負重，以促進步行。另一方面要注意負重本身可以促進下肢伸肌群的活動。下肢負重降低不改變肌電的時相，但是降低肌電振幅。減重的幅度要降低到患者可以啟動步行的最小程度。
（3）步態：加快步速不顯著改變步行的擺動相，但顯著縮短支撐相。
（4）大腦皮質對步行動作有直接的控制作用。
（5）適當下肢負重有利於促進感覺反饋對步行動作的調節作用。
6、神經功能的自然恢復
神經癱瘓的失神經支配的過程可以自然部分甚至全部恢復。
Barbeau等發現去皮質的貓可以自發性地恢復運動避開障礙物、覓食和進行復雜運動的全部技能。因此在減重訓練的研究中必須設立對照組，以避免錯誤的結論。
三、部分減重步態訓練的適應症
1、神經系統疾病：腦血管意外、腦外傷、腦腫瘤、腦部炎症引起的肢體癱瘓、腦癱、帕金森氏綜合症，由於各種原因引起的脊髓損傷後截癱，外周神經損傷引起的下肢肌無力。
2、骨關節疾病和運動創傷恢復期：下肢關節置換術後的早期下肢負重訓練，骨關節病變手術後功能恢復訓練，骨關節病變緩解疼痛促進功能恢復的訓練，肌腱、韌帶斷裂等運動創傷的早期恢復訓練。
3、假肢、矯形器穿戴前後的下肢步態訓練。
4、宜於年老、體弱、久病臥床患者早期小運動量安全性有氧步行訓練。
5、適應於體重過重、有嚴重關節退行性病變患者的有氧步行訓練。
減重步行器主要是用於步行訓練，但它還可以用於患者的平衡訓練、體位轉換訓練及作業治療中的日常生活能力訓練。
四、部分減重步態訓練的禁忌症
1、脊柱不穩定。
2、下肢骨折未充分癒合或關節損傷處於不穩定階段。
3、患者不能主動配合。
4、運動時誘發過分肌肉痙攣。
5、體位性低血壓。
6、嚴重骨質疏鬆症。
慎用於下肢主動收縮肌力小於2級，沒有配置矯形器者，以免發生關節損傷。
五、訓練器械的選擇與使用
減重灌置必須安全可靠,應滿足以下要求，為防止患者跌倒,保證安全，應能承受患者體重的150％--300％。應允許患者重心上下移動,同時又不影響患者的直立姿勢，在患者步行過程中必然產生重心的上下移動,正常步態時這種移動的距離約為5cm,因此係統應允許的上下位移應為5.5cm左右。在患者跌倒的過程中,即重心位移大於5.5cm時,系統應能夠在0.2s左右的時間內將其拉住,此時患者重心位移約11.2cm。減重系統所產生的拉力應便於調節,懸吊裝置最好與固定架有兩點相連,以避免患者身體扭轉,兩點間隔最少50cm。吊帶應滿足穿脫方便、可靠、舒適等要求,著力點應在臀部和肋下,要能允許上下肢自由活動,在減重訓練過程中隨減重系統牽引力而出現的向上滑動應儘量少,避免壓迫腋下的臂叢神經。活動平板要有適宜的長度和寬度,最好在15060cm左右,要有扶手,最好配備坡面裝置已利乘坐輪椅的患者上下，傳送帶兩側需有寬度在25cm左右的檯面供治療師輔助患者步行。活動平板的執行速度應能細微調節(精確至0.15km/h),能以極低的速度(0.1--0.3km/h)執行且無停頓或抖動,出現緊急情況時要能快速、安全地停止傳動，此外,應有清晰、可靠的速度、時間等引數顯示。
六、偏癱的部分減重步態訓練
1、偏癱的部分減重步態訓練的人員配備
開始時由兩個治療師糾正步態偏差。一個治療師在患側幫助促進患側下肢擺動；確定足跟先著地；防止膝過伸；保證兩腿站立時間與步長對稱。另一個治療師站在患者身後，兩腳放在活動平板邊緣:促進重心轉移至負重腿上；保證髖伸、骨盆旋轉、軀幹直立；防止坐在吊兜中。隨著步態改善,逐漸過渡至一位治療師站在患者身後或活動平板旁邊給予指導,最終獨立完成在活動平板上的行走。
2、偏癱的部分減重步態訓練的評估
（1）步行能力
通常採用功能性步行量表(functional ambulation category scale,FAC)評定。
0級:患者不能行走或在2人幫助下行走;
1級:患者需在1人連續扶持下減重並維持平衡;
2級:患者在1人持續或間斷扶持下行走;
3級:患者無需他人直接的身體扶持，而在監督下行走;
4級:患者能在平坦地而上獨立行走，但在上下樓、上下坡或不平路而需要幫助;
5級:患者能獨立行走。
（2）步行速度
通常算出5min或10min行走距離，然後計算2次測量結果的平均值。如果患者不能連續行走5min或10min ,則速度記為0。其中5min行走距離較為常用，步行速度以m/s計算。
（3）行走距離
患者在一個設定的場地內來回行走5min，然後算出所走的總距離。要求患者儘可能快走，如果無法連續行走，可以採取站立和行走相結合，如果這樣也無法走5mim,則結果記為0。有些康復治療中將此時間設為6-12min。
（4）步態能量消耗
一種方法為計算患者5min內行走的耗氧量；另一種方法為計算5min行走的單位距離耗氧量，即前者除以5min行走距離。
（5）平衡功能測定
主要有兩種方法：Berg平衡量表評定法(Berg balance scale,BBS)和Fugl-Meyer平衡量表測定法。其中BBS最為常用，由Katherine Berg於1989年首次報道。BBS測試時選擇了14個動作對被測試者進行評定，每個動作又依據被測試者的完成質量分為0--4分5個級別予以記分，最高分56分，最低分0分，評分越低，表示平衡功能障礙越嚴重。Fugl-Meyer評估法也較常用，包括平衡、感覺、ROM 、疼痛、運動功能評估，但有專案過多、費時的缺點。現在常採用英國進口的平衡儀，對患者訓練前後的平衡功能進行測定和分析。其他評估手段包括:下肢肌電活動、肌張力變化、日常生活活動能力、跨步長度及步態型別等。以上評估其中最為常用的有FAC、BBS、步行速度等。
3、偏癱的部分減重步態訓練的處方
活動平板的速度應根據每個患者具體情況設定,即個體化,使每個患者有適當的步頻和跨步長。文獻報道開始時0.09m/s(0.07--0.11m/s)逐步達0.17m/s(0.12--0.23m/s)直至訓練結束。
（1）減重程度:儘快使下肢完全負重,減重只是創造條件向正常負重的過渡。
v開始時減重20％--40％體重(平均30％體重),最大可達70 ％體重,隨著步態模式的改善,逐步降低減重量(增加雙下肢負重量) ,最終達到完全負重行走。
（2）治療時間:按照循序漸進,逐步延長的原則。開始時15min/次,3--5天后達30min/次,5天/周。訓練時程多為5周--2個月。
4、偏癱的部分減重步態訓練的操作程式
（1）向患者說明懸掛減重訓練的目的、過程和患者配合事項。
（2）檢查懸掛減重機電動或手動升降裝置，確認處於正常狀態。如果使用活動平板訓練，必須使平板速度處於最慢（最好為靜止狀態）。
（3）確定懸吊帶無損傷，各個連線部件無鬆動或損傷。
（4）給患者佩帶懸吊帶，注意所有連線部位。
（5）將患者送到減重懸臂下，連線懸吊帶。
（6）採用電動或手動方式，通過減重懸臂將患者的懸吊帶上拉。
（7）根據患者能夠主動或在協助下向前邁步的情況，確定減重程度。
（8）讓患者站在訓練場地或活動平板上，保持身體穩定2~3 min，使患者適應直立體位。
（9）開啟平板活動開關或從患者站立的地面，由患者主動或輔助的方式向前邁。
（10）活動平板的速度逐步加快到患者可以適應的最快節奏。
（11）達到訓練時間後逐步減速。
（12）準備好坐椅或輪椅，逐步降低懸吊帶，讓患者坐下。解除懸吊帶。
（13）關機，讓患者休息3--5 min，完成治療過程。
5、減重訓練改善偏癱步態的作用
1999年Hesse等對14名偏癱患者進行了PBWS平板步行訓練前後的步態分析、動態肌電圖檢查及綜合步行能力評定，提示PBWS訓練的作用主要包括：
(1) PBWS通過電腦控制減重吊帶將人體懸吊，減輕步行時髖部和雙下肢的負重，可能使患者步行中身體重心的分佈趨於對稱，提高患者步行穩定性;
(2)減少了步行中下肢相關肌群的收縮負荷，使下肢肌力小到3級的患者能提早進行步態訓練，有利於患者的早期下床話動;
(3)下肢關節負荷的減輕可以改善和加大下肢關節的話動範圍，Hesse報道偏癱和髖關節置換術後患者在減重平板訓練後患側髖關節的伸展話動範圍增大，步幅相應加大，從而提高了步行速度;
(4)減重狀態下可以調節下肢的肌肉張力，避免和緩解由於早期負重行走帶來的不必要的下肢伸肌協同運動和由這種異常模式導致的足下垂、內翻等病理性步態，及早輸入符合正常人生理的步行模式，促進正常步態恢復，提高步行能力。Hesse觀察了偏癱患者在減重平板訓練中下肢肌電圖的變化，發現患側徘腸肌、脛前肌、骶棘肌的肌電變化接近於正常步行週期中的肌電變化，支援以上觀點;
(5)患者在減重灌置的保護下安全性提高，消除患者步行中的緊張和恐懼心理，更好地配合治療師的治療，治療師也可以把精力主要放在對下肢異常步態矯治上。
6、部分減重步態訓練與傳統的步行訓練方式相比
神經促進技術是腦卒中患者傳統的訓練方式，其共同目標是改善肌肉收縮力；增加功能穩定性；促進正常運動模式的再學習；促進多方向外力的反應能力；增加運動神經元募集；增加步態控制能力；增加下肢的承重能力。
但是神經促進技術本身並不能直接改善步態。Svendsen認為新的治療目標應該是：合理的肌肉啟用、和諧的肌肉收縮時相、足夠的承重能力和耐力，PWS是最有效的腦卒中步態訓練技術。
7、部分減重步態訓練與傳統的柺杖和平行槓步行訓練相比
傳統的柺杖步行和平行槓步行訓練的目標是減輕患肢的負重。Hesse等和Tyson等均報告偏癱患者使用不同的柺杖、助行器或平行槓訓練，對步態無顯著有利的影響。相反由於訓練需要患者有強大的上肢支撐力量，上身姿勢往往錯誤，而形成新的不正確步態。採用40％PWS訓練，其步行訓練效果優於平行槓訓練，因此PWS有可能成為最有效的步行訓練工具。
七、部分減重步態訓練的注意事項
1、懸吊固定帶要適當，不能誘發患者痙攣。男性患者特別注意吊帶不能壓迫睪丸。懸吊重量不能落在腋下，以免造成臂叢神經損傷。吊帶一般也不宜固定在大腿，以免影響步態。
2、由於患者有感覺障礙，固定減重帶時要注意鬆緊合適，易摩擦的部位要加襯墊，以保護面板，防止擦傷。
3、固定減重帶時要注意左右平衡，每次減重前均要將減重機“校零”。
4、久病臥床的患者在開始接受減重訓練之前，先進行直立床上體位訓練，防止出現體位性低血壓。
5、減重程度要適當，一般減重不超過體重的40％。過分減重將導致身體擺動幅度增大，下肢本體感覺反饋傳入減少。而減重不足將導致患者步行困難。
6、懸吊裝置必須可靠，避免吊帶鬆動或滑脫而導致患者跌倒。
7、訓練過程中必須有醫務人員在場進行指導和保護。
8、避免活動平板起始速度過快或加速過快，造成危險。
9、進行減重平板有氧訓練的患者要注意訓練中血壓、心率的變化，有眩暈、心衰、血壓波動過大者訓練要慎重。
10、步行時患者可以配帶矯形器進行訓練。
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