經(jīng)顱直流電刺激結(jié)合鏡像神經(jīng)元康復(fù)訓(xùn)練對腦卒中患者上肢功能及體感誘發(fā)電位的影響

李亞斌，馮海霞，王紅霞，李姣，陳寧，楊佳麗，馬中睿，王彥臣

近20年來，腦卒中發(fā)病率呈逐年上升趨勢，卒中發(fā)生后6個(gè)月，約65%的患者患側(cè)上肢仍遺留有不同程度的功能障礙[1]。卒中后患者日常生活能力的提高主要取決于上肢功能的恢復(fù)，因偏癱而完全喪失單手功能可導(dǎo)致整功能喪失高達(dá)27%[2]，盡早恢復(fù)上肢功能可顯著提升患者生活質(zhì)量。經(jīng)顱直流電刺激(transcranial direct current stimulation, tDCS)是一種非侵入性的中樞神經(jīng)系統(tǒng)刺激方法[3]，通過(1～2mA)恒定且微弱的直流電調(diào)節(jié)大腦皮質(zhì)神經(jīng)元的活性，國內(nèi)外相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)陽極刺激大腦皮層手功能等特定區(qū)域，可提高其皮質(zhì)的興奮性，進(jìn)而改善手指的運(yùn)動能力。鏡像神經(jīng)元康復(fù)訓(xùn)練系統(tǒng)(mirror neuron system based therapy(MNST))以“鏡像神經(jīng)元康復(fù)訓(xùn)練”理論為指導(dǎo)[4]，應(yīng)用先進(jìn)的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，通過具有特殊映射功能的鏡像神經(jīng)元，直接在觀察者大腦中映射出別人的動作、情緒、意圖并參與動作的理解、模仿、共情、社會認(rèn)知等，運(yùn)用該系統(tǒng)能夠幫助腦卒中患者進(jìn)行動作理解、復(fù)雜運(yùn)動模仿、治療運(yùn)動功能缺損，實(shí)現(xiàn)腦高級功能自上而下康復(fù)的實(shí)踐。卒中后患者偏癱上肢的運(yùn)動功能喪失，tDCS陽極刺激提高的受損側(cè)大腦半球興奮性無法長時(shí)間保留，因此，我們假設(shè)在應(yīng)用tDCS刺激提高受損側(cè)半球興奮性的同時(shí)結(jié)合MNST治療，理論上可以更好地提高偏癱側(cè)肢體功能。本研究將tDCS結(jié)合MNST-V1.0用于卒中患者上肢功能的康復(fù)，探討聯(lián)合治療對早期卒中患者上肢功能的改善效果及對體感誘發(fā)電位(somatosensory evoked potential,SEP)的影響。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取2017年1月～2018年2月于甘肅省康復(fù)中心醫(yī)院神經(jīng)康復(fù)科進(jìn)行康復(fù)的卒中后病程1～6個(gè)月的偏癱患者44例，入選標(biāo)準(zhǔn)：符合中華醫(yī)學(xué)會神經(jīng)病學(xué)分會制定的2004《中國腦血管病防治指南》中腦出血、腦梗死診斷標(biāo)準(zhǔn)，并經(jīng)頭顱CT或MRI證實(shí)；年齡25～65歲，初發(fā)卒中，病程1～6個(gè)月，病情穩(wěn)定，無意識及認(rèn)知障礙，能配合完成訓(xùn)練及評估；患側(cè)上肢遠(yuǎn)端關(guān)節(jié)Brunnstrom 評定為Ⅱ～Ⅳ級；治療之前未接受過鏡像神經(jīng)元康復(fù)訓(xùn)練及經(jīng)顱直流電刺激。排除標(biāo)準(zhǔn)：病灶位于雙側(cè)大腦、腦干或小腦，顱腦外傷或腦內(nèi)腫瘤；卒中后失語或嚴(yán)重抑郁；顱內(nèi)金屬部件置入；嚴(yán)重心臟疾病(如心臟起搏器置入)、難治性癲癇；聽力、視力障礙，眼部傳染性疾?。淮碳^(qū)域過敏疼痛，局部皮膚炎癥反應(yīng)、損傷；患者或其家屬不合作，未簽署知情同意書。44例患者按隨機(jī)數(shù)字表法，依就診順序分為A組15例、B組15例和C組14例。3組患者基線資料比較無顯著性差異，見表1。

表1 3組患者一般資料

1.2 方法 3組患者均接受常規(guī)康復(fù)治療，包括神經(jīng)肌肉促進(jìn)技術(shù)及任務(wù)導(dǎo)向性作業(yè)治療，依患者病情康復(fù)治療師采取一對一針對性康復(fù)訓(xùn)練，40min/次，1次/d。在常規(guī)康復(fù)訓(xùn)練之后，A組患者加用tDCS治療，B組患者加用MNST治療，C組患者加用tDCS結(jié)合MNST治療。3組治療時(shí)間均為20min/次，1次/d，每周6d，療程均為4周。tDCS治療[5]：使用IS300型智能電刺激儀(四川省智能電子實(shí)業(yè)有限公司)，選用22.5cm2等滲鹽水明膠海綿電極片，刺激模式為直流電刺激，陽極放置于卒中后受損側(cè)半球C3 /C4 頭皮上(受損側(cè)控制上肢運(yùn)動功能的初級運(yùn)動區(qū)M1)，陰極置于對側(cè)眶上。電流強(qiáng)度2.0mA，刺激電流密度0.08mA/cm2，刺激時(shí)間 20 min /次，1次/d，每周6d，治療時(shí)間為4周。MNST治療[6]：給予MNST-V1.0 佩戴式雙路音視頻資料反饋訓(xùn)練系統(tǒng)播放上肢肩、肘、腕、手指等關(guān)節(jié)主動運(yùn)動ADL動作音視頻，由同一模特演示30組手指抓握物體、使用日常物品、日?；顒庸ぷ鞯壬现珓幼?，從正前(20s)、正上(15s)、正內(nèi)側(cè)方(15s)3個(gè)不同角度拍攝每一動作視頻共50s，每個(gè)角度共記錄完整動作2～3次?；颊呷∽⑽?，佩戴音視頻資料反饋訓(xùn)練系統(tǒng)，告知患者仔細(xì)觀看的同時(shí)用患側(cè)上肢盡最大努力模仿練習(xí)。治療20 min /次，1次/d，每周6d，治療時(shí)間為4周。

1.3 評定標(biāo)準(zhǔn) 所有患者的量表評定和誘發(fā)電位檢測均由同2名受過專業(yè)培訓(xùn)的醫(yī)師在不知道實(shí)驗(yàn)分組的情況下進(jìn)行，在治療前和治療4周后對2組患者進(jìn)行療效評估。①上肢運(yùn)動功能(Fugl-Meyer assessmentupper extremity，F(xiàn)MA-UE) 評定[7]：上肢部分包括33項(xiàng)內(nèi)容，每項(xiàng)分為3個(gè)等級，2分表示充分完成，1分表示部分能做，0分表示不能做。②手臂動作調(diào)查測試表(Action Research Arm Test,ARAT)[8]：包含粗大動作(3項(xiàng))、捏(6項(xiàng))、握(4項(xiàng))、抓(6項(xiàng))，以4級分法評分，每個(gè)項(xiàng)目，3分為正常完成，0分為無法完成，共57分。③改良Barthel指數(shù)(modified Barthel Index, MBI)[9]：由評定日常生活能力的大小便、修飾、進(jìn)食、穿衣、洗澡、如廁、轉(zhuǎn)移活動及上下樓梯等共10項(xiàng)組成，分為0、5、10和15分4個(gè)等級，總分100分。④體感誘發(fā)電位檢測(somatosensory evoked potential,SEP)[10]:采用丹麥產(chǎn)Keypoint肌電圖誘發(fā)電位儀進(jìn)行SEP檢測，檢測環(huán)境要求安靜且需要患者保持清醒，將刺激電極置于腕橫紋上2～3cm，方波刺激，時(shí)長0.2 ms，頻率為5 Hz，強(qiáng)度以拇指微動即可，用針電極記錄健患側(cè)N20潛伏期與波幅。每次刺激平均疊加150次，分析時(shí)間100 ms，重復(fù)測定2次，取平均值作為檢測結(jié)果，使用患側(cè)N20r 數(shù)據(jù)結(jié)果。

2 結(jié)果

治療4周后，3組患者的N20(潛伏期、波幅)及FMA-UE、ARAT、MBI評分較組內(nèi)治療前均有顯著改善，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(均P<0.05)； C組N20(潛伏期、波幅)及FMA-UE、ARAT、MBI等指標(biāo)均顯著優(yōu)于A、B組，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(均P<0.05)，而A、B組間相關(guān)指標(biāo)差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。見表2，3。

表2 3組治療前后N20評定比較

與組內(nèi)治療前比較，aP<0.05；與A、B組治療后比較，bP<0.05

3 討論

本文研究資料顯示，3組患者在年齡、性別、病程、偏癱側(cè)別、病變性質(zhì)無顯著差異，說明3組具有可比性。tDCS通過對神經(jīng)元靜息膜電位閾下電位的調(diào)節(jié)，誘導(dǎo)參與突觸形成的N-甲基-D-天冬氨酸受體功能發(fā)生極性-依賴性修飾，從而增加突觸的可塑性，tDCS還可改變局部腦血流，增加作用于初級運(yùn)動皮質(zhì)相應(yīng)區(qū)域腦血流灌注，通過調(diào)節(jié)局部皮質(zhì)和腦網(wǎng)聯(lián)系等途徑來調(diào)節(jié)腦功能[11]。本研究通過陽極tDCS刺激M1區(qū)加康復(fù)治療，4周后3組患者的FMA-UE、ARAT、MBI評分、N20測試結(jié)果均比治療前顯著改善，這可能與tDCS增進(jìn)了患側(cè)大腦半球運(yùn)動前區(qū)、運(yùn)動區(qū)以及感覺運(yùn)動區(qū)的功能連接，使相關(guān)神經(jīng)突觸發(fā)生功能重組有關(guān)，聯(lián)合自下而上的神經(jīng)肌肉促進(jìn)技術(shù)，具有腦可塑性作用[12]，進(jìn)而提高了患者的上肢運(yùn)動功能。Rocha等[13]對21例卒中亞急性期患者上肢功能進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)訓(xùn)練前與1個(gè)月后對比，陽極刺激組可觀察到運(yùn)動功能提高，顯示陽極刺激對亞急性期卒中患者運(yùn)動功能恢復(fù)影響更大。Mortensen等[14]對15例卒中亞急性期手功能障礙患者使用tDCS手功能區(qū)刺激結(jié)合作業(yè)活動訓(xùn)練連續(xù)治療5d后患者手的抓握能力明顯改善且日?；顒幽芰γ黠@提高，這與本研究提示tDCS對受損側(cè)控制上肢運(yùn)動功能的初級運(yùn)動區(qū)M1精準(zhǔn)刺激加康復(fù)治療在改善腦卒中偏癱上肢功能方面具有良好的臨床效果結(jié)果一致。

在人類的模仿學(xué)習(xí)過程中鏡像神經(jīng)元已被證實(shí)發(fā)揮著極其重要的作用，F(xiàn)ranceschini等[15]研究發(fā)現(xiàn)應(yīng)用動作觀察療法，可使腦卒中患者上肢運(yùn)動功能得到顯著改善。Iacoboni[16]等同樣發(fā)現(xiàn)，患者反復(fù)觀察演示者中指或食指的運(yùn)動后進(jìn)行模仿，可顯著提高鏡像神經(jīng)元分布腦區(qū)如額下回等皮質(zhì)的興奮性。本研究應(yīng)用鏡像療法治療患者4周后，MNST組在手臂動作調(diào)查測試、日常生活能力、FMA-UE評分、N20(潛伏期、波幅)方面較治療前有明顯改善，患者通過觀察模特演示的上肢日常動作音視頻并盡最大程度模仿，這一過程可能激活了頂葉、運(yùn)動前皮層的鏡像神經(jīng)元，通過對日常肢體動作進(jìn)行主動模仿，不僅能加速運(yùn)動功能恢復(fù)，還有助于促進(jìn)神經(jīng)功能重組，這與Buccino等[17]研究發(fā)現(xiàn)樂器學(xué)習(xí)者觀察專業(yè)表演者演奏樂器時(shí)手部動作后再模仿此類樂器演奏時(shí)其頂額葉鏡像神經(jīng)元系統(tǒng)興奮性顯著提高，在受過特殊訓(xùn)練的人群中這一現(xiàn)象尤為明顯的結(jié)果一致。

SEP通過刺激肢體末端粗大感覺纖維，在軀體感覺上行通路不同部位記錄電位，能夠反映周圍神經(jīng)、脊髓后束、相關(guān)神經(jīng)核、腦干、丘腦、丘腦放射及皮層感覺區(qū)的功能，C3、C4記錄到的N20是一級體感皮層原發(fā)反應(yīng)。目前，SEP已逐漸成為判斷腦血管疾病預(yù)后的重要電生理學(xué)指標(biāo)，SEP不僅可評價(jià)體感通路本身的病變，還可評價(jià)其周圍病變，是評判中樞損傷后運(yùn)動功能及其預(yù)后的重要依據(jù)。N20潛伏期及波幅改善表示腦卒中患者的感覺傳導(dǎo)通路恢復(fù)較好，提示其預(yù)后良好[10]。本研究表明，tDCS結(jié)合MNST訓(xùn)練系統(tǒng)能夠促進(jìn)卒中患者上肢運(yùn)動功能的恢復(fù)，且恢復(fù)過程中伴隨著SEP的改善，在一定程度上可反映出大腦皮層、腦干網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)和特異性軀體感覺傳人通路的機(jī)能狀態(tài)。tDCS可使靜息膜電位去極化或超極化[11]，正負(fù)極間形成的恒定電場對皮質(zhì)神經(jīng)元產(chǎn)生影響，Hoogen dam等[18]研究發(fā)現(xiàn)，tDCS既能上調(diào)患側(cè)M1區(qū)的興奮性，還可下調(diào)健側(cè)M1區(qū)的興奮性，通過提高或降低大腦皮質(zhì)的興奮性進(jìn)而改善卒中患者的運(yùn)動功能。有研究證實(shí)，鏡像神經(jīng)元系統(tǒng)的激活影響著運(yùn)動再學(xué)習(xí)的進(jìn)程，鏡像神經(jīng)元系統(tǒng)是運(yùn)動再學(xué)習(xí)的重要神經(jīng)機(jī)制，頂葉和運(yùn)動前皮質(zhì)是鏡像神經(jīng)元分布腦區(qū)，而運(yùn)動前皮質(zhì)在腦卒中患者的運(yùn)動功能恢復(fù)中發(fā)揮重要作用[19]。雖然神經(jīng)康復(fù)治療手段在不斷進(jìn)步與發(fā)展，但通?；趩我坏闹委煼椒ú荒苁勾蟛糠帜X卒中患者運(yùn)動功能得到最大程度的恢復(fù)。tDCS提高了腦運(yùn)動皮層的興奮性，結(jié)合MNST動作觀察激活鏡像神經(jīng)元，使參與動作執(zhí)行的神經(jīng)元興奮性進(jìn)一步增高，動作執(zhí)行能力得到提高，因此在很大程度上促進(jìn)了腦卒中患者上肢的運(yùn)動功能康復(fù)。

表3 3組治療前后FMA-UE、ARAT、MBI評分比較 分，

與組內(nèi)治療前比較，aP<0.05；與A、B組治療后比較，bP<0.05

本課題評估經(jīng)顱直流電聯(lián)合鏡像神經(jīng)元康復(fù)訓(xùn)練對腦卒中后上肢功能障礙有明顯的療效，其SEP改善顯著。因本研究屬于小樣本研究，在上肢功能評估方面，還有待于進(jìn)一步更大樣本量的研究。