不同經(jīng)顱磁刺激模式對(duì)腦卒中后下肢運(yùn)動(dòng)障礙患者肢體運(yùn)動(dòng)功能的影響*

王佳, 王先斌, 宋寧,2, 張興, 吳霜***

(1.貴州醫(yī)科大學(xué)附屬醫(yī)院 康復(fù)醫(yī)學(xué)科, 貴州 貴陽 550004; 2.貴州醫(yī)科大學(xué) 臨床醫(yī)學(xué)院, 貴州 貴陽 550004)

腦卒中是臨床上常見的腦血管疾病,已成為世界范圍內(nèi)致死、致殘的主要原因[1]。下肢運(yùn)動(dòng)功能障礙是腦卒中后常見的功能障礙之一,這種功能障礙往往會(huì)持續(xù)很長(zhǎng)時(shí)間,導(dǎo)致患者的日常生活能力下降、工作和社會(huì)參與程度降低[2]。重復(fù)經(jīng)顱磁刺激(repetitive transcranial magnetic stimulation, rTMS)技術(shù)作為一種能影響和改變腦內(nèi)代謝的無創(chuàng)神經(jīng)調(diào)控技術(shù),通過刺激神經(jīng)元興奮或抑制,從而調(diào)節(jié)腦內(nèi)神經(jīng)電活動(dòng),幫助患者功能的恢復(fù)[3-4]。Theta爆發(fā)式經(jīng)顱磁刺激(Theta burst stimulation, TBS)是在rTMS的基礎(chǔ)上模擬人體神經(jīng)元真實(shí)的動(dòng)作電位而制定的一種新的刺激模式,可通過傳遞陣發(fā)性刺激來誘導(dǎo)神經(jīng)元的可塑性來達(dá)到治療作用[5-7]。rTMS及TBS可通過改變刺激部位、刺激強(qiáng)度及刺激頻率等治療參數(shù),調(diào)節(jié)腦卒中后雙側(cè)大腦半球間興奮性的不對(duì)稱性,從而促進(jìn)腦卒中后下肢運(yùn)動(dòng)功能障礙的恢復(fù)[8]。目前關(guān)于rTMS及TBS治療腦卒中后下肢運(yùn)動(dòng)功能障礙的最佳方案尚無定論。有報(bào)道顯示,下肢運(yùn)動(dòng)不僅受到對(duì)側(cè)大腦半球交叉纖維的支配,而且還受到來自同側(cè)大腦半球的運(yùn)動(dòng)通路的支配,健側(cè)下肢運(yùn)動(dòng)區(qū)也有助于卒中后患側(cè)肢體運(yùn)動(dòng)功能的恢復(fù)[9]。與上肢運(yùn)動(dòng)皮質(zhì)區(qū)相比,下肢運(yùn)動(dòng)皮質(zhì)區(qū)位于大腦縱向裂隙的深處,兩側(cè)下肢皮層代表區(qū)位置較為靠近,刺激健側(cè)時(shí)患側(cè)亦可受到刺激。卒中后患側(cè)皮層受損,局部代償能力有限,若予低頻刺激健側(cè),即使恢復(fù)半球間興奮性的平衡,運(yùn)動(dòng)功能也很難得到提升[10]。此外,磁刺激儀的8字形線圈很難刺激位于頭皮表面下3～4 cm深的下肢運(yùn)動(dòng)皮質(zhì)區(qū),而錐形線圈可在大腦的深層區(qū)域產(chǎn)生局部刺激[11]。本研究使用錐形線圈,將高頻刺激作用于卒中患者正中矢狀面上健側(cè)脛前肌誘發(fā)運(yùn)動(dòng)電位最大的位置,可使雙下肢運(yùn)動(dòng)皮質(zhì)區(qū)同時(shí)受到刺激[10]。目前國(guó)內(nèi)外高頻rTMS和間歇性TBS(intermittent TBS, iTBS)對(duì)卒中患者下肢運(yùn)動(dòng)功能康復(fù)的療效研究較少,尚沒有比較兩種治療模式療效差異的相關(guān)報(bào)道,因此,本研究采用這兩種治療模式治療卒中后下肢功能障礙患者比較臨床效果。

1 對(duì)象與方法

1.1 研究對(duì)象

選取2021年4月—2023年1月收治的腦卒中后下肢運(yùn)動(dòng)功能障礙患者,納入標(biāo)準(zhǔn):(1)符合第四屆全國(guó)腦血管疾病學(xué)術(shù)會(huì)議制定的腦卒中診斷標(biāo)準(zhǔn)[12],并經(jīng)頭顱CT或者M(jìn)RI檢查證實(shí)為首發(fā)單側(cè)半球腦梗死或腦出血;(2)年齡30～70歲;(3)病程1～3個(gè)月;(4)患側(cè)下肢的Brunnstrom評(píng)定分期Ⅲ～Ⅵ期,改良Ashworth量表分級(jí)≤Ⅱ級(jí),患側(cè)腦區(qū)可測(cè)出運(yùn)動(dòng)誘發(fā)電位;(5)生命體征穩(wěn)定,簡(jiǎn)易精神狀態(tài)檢查量表(mini-mental state examination, MMSE)評(píng)分≥24分[13],能配合治療和評(píng)估;(6)患者和家屬知曉并同意后簽署知情同意書。排除標(biāo)準(zhǔn):(1)有其他神經(jīng)系統(tǒng)疾病史(卒中除外)和影響下肢肌力和耐力的肌肉骨骼疾病患者;(2)心、肺、肝、腎等重要臟器功能衰竭;(3)顱內(nèi)有金屬植入物、佩戴起搏器或有顱骨缺陷;(4)有癲癇病史;(5)有下肢血栓患者;(6)存在嚴(yán)重聽力或精神障礙疾病等嚴(yán)重影響或無法配合檢查及治療者。治療過程中患者脫落標(biāo)準(zhǔn):(1)出現(xiàn)嚴(yán)重不良反應(yīng)者;(2)出現(xiàn)新的腦梗死灶或出血;(3)自行退出治療的患者。納入患者54例,按照隨機(jī)數(shù)字表法均分為對(duì)照組、rTMS組及iTBS組,治療前收集3組患者一般資料,包括年齡、性別、病程、病變類型、病變部位、Brunnstrom分期等。本研究經(jīng)醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)[2022(435)]。

1.2 治療方法

1.2.1常規(guī)康復(fù)訓(xùn)練方案 3組患者均進(jìn)行康復(fù)訓(xùn)練,具體方案包括:(1)對(duì)良肢位擺放進(jìn)行指導(dǎo);(2)下肢平衡功能訓(xùn)練;(3)患側(cè)肢體關(guān)節(jié)被動(dòng)及主動(dòng)活動(dòng)訓(xùn)練;(4)日常生活活動(dòng)能力訓(xùn)練,1次/d,30 min/次,6 d/周,持續(xù)3周。治療強(qiáng)度逐漸增加,以治療后第2天不引起疲勞感為宜。

1.2.2治療前準(zhǔn)備 對(duì)照組在常規(guī)康復(fù)治療時(shí)予假刺激治療,rTMS組在常規(guī)康復(fù)治療時(shí)聯(lián)合rTMS治療,iTBS組在常規(guī)康復(fù)治療聯(lián)合iTBS治療,1次/d、6 d/周,共3周。治療前先確定每位患者的靜息運(yùn)動(dòng)閾值(resting motor threshold,RMT),取舒適坐位,固定頭部,佩戴合適的定位帽,在定位帽上標(biāo)記好位置,采用磁刺激儀(武漢依瑞德,CCY-Ⅰ型),選擇單脈沖刺激模式進(jìn)行RMT測(cè)定,記錄電極置于健側(cè)半球?qū)?cè)的脛前肌肌腹,參考電極位于距離記錄電極2 cm的肌腹處,地極位于同側(cè)脛前肌遠(yuǎn)端,將錐形線圈置于雙側(cè)下肢運(yùn)動(dòng)皮質(zhì)區(qū)正中矢狀面的位置,前后微調(diào)線圈位置,以連續(xù)10次刺激中至少5次能在健側(cè)脛前肌記錄到≥50 μV運(yùn)動(dòng)誘發(fā)電位時(shí)的最小刺激強(qiáng)度,即為該患者的RMT值。

1.2.3磁刺激方案 刺激部位選擇在雙側(cè)下肢運(yùn)動(dòng)皮質(zhì)區(qū)正中矢狀面上健側(cè)脛前肌誘發(fā)運(yùn)動(dòng)電位最大的位置。rTMS組患者治療選擇頻率10 Hz,刺激強(qiáng)度80% RMT,刺激時(shí)間10 s,間歇時(shí)間50 s,重復(fù)次數(shù)12次,總共1 200個(gè)脈沖,總時(shí)間12 min[11,14];iTBS組患者治療選擇叢內(nèi)頻率35 Hz、叢內(nèi)數(shù)3、叢間頻率5 Hz,叢間數(shù)10、刺激強(qiáng)度70% RMT、刺激時(shí)間2 s、間歇時(shí)間8 s、重復(fù)次數(shù)40次,總共1 200個(gè)脈沖,總時(shí)間400 s[10];對(duì)照組患者參數(shù)同iTBS組,線圈翻轉(zhuǎn)90 °,使線圈側(cè)面與患者頭皮接觸,患者可以聽到機(jī)器的聲音但是不產(chǎn)生刺激。本研究刺激參數(shù)選擇基于參考文獻(xiàn)及本課題組臨床實(shí)踐,均符合TMS應(yīng)用安全指南[15],同時(shí)在治療期間記錄出現(xiàn)的不良反應(yīng)。

1.3 觀察指標(biāo)

1.3.1下肢肌力評(píng)定 應(yīng)用德國(guó)ISOMED2000型等速肌力測(cè)試系統(tǒng)評(píng)定3組患者治療前后患側(cè)下肢膝關(guān)節(jié)屈、伸肌峰力矩(peak torque,PT)、屈、伸肌峰力矩比值(flexor/extensor,F/E)變化。

1.3.2下肢運(yùn)動(dòng)平衡功能評(píng)定 采用Fugl-Meyer運(yùn)動(dòng)功能量表中下肢部分的指標(biāo)(Fugl-Meyer assessment of lower extremity, FMA-LE)評(píng)定3組患者治療前后下肢運(yùn)動(dòng)功能,共17項(xiàng),總分34分,分?jǐn)?shù)越高表明運(yùn)動(dòng)功能越好[16]。采用Berg平衡量表(Berg balance scale,BBS)評(píng)定3組患者治療前后下肢平衡功能,共14項(xiàng),總分56分,得分越高表明平衡能力越好[17]。

1.3.3痙攣程度評(píng)定 采用改良Ashworth量表(modified Ashworth scale, MAS)對(duì)3組患者治療前后患側(cè)下肢伸膝肌群進(jìn)行痙攣評(píng)定,其中肌張力為0級(jí)記0分,Ⅰ級(jí)記1分,Ⅰ+級(jí)記2分,Ⅱ級(jí)記3分,得分越高,表示該患者痙攣程度越重[18]。

1.3.4神經(jīng)電生理評(píng)定 使用磁刺激儀評(píng)定3組患者治療前后運(yùn)動(dòng)誘發(fā)電位(motor evoked potentials,MEP)的變化,包括MEP皮質(zhì)潛伏期及中樞運(yùn)動(dòng)傳導(dǎo)時(shí)間(central motor conduction time,CMCT),以此反映神經(jīng)通路傳導(dǎo)情況。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

2 結(jié)果

2.1 一般臨床資料

3組患者的年齡、性別、病程、病變類型、病變部位、Brunnstrom分期等一般臨床資料比較,差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05),具有可比性。見表1。

表1 各組腦卒中后下肢運(yùn)動(dòng)功能障礙患者的一般資料Tab.1 General information of patients with lower limb dyskinesia after stroke

2.2 膝關(guān)節(jié)屈、伸肌PT及F/E

治療前,3組患者患側(cè)下肢膝關(guān)節(jié)屈、伸肌PT、F/E比較,差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05);治療后,3組患者患側(cè)下肢膝關(guān)節(jié)屈、伸肌PT、F/E均較治療前升高,差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05),其中rTMS組與iTBS組較對(duì)照組升高(P<0.05),但rTMS組與iTBS組患側(cè)下肢膝關(guān)節(jié)屈、伸肌PT、F/E比較,差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05,表2)。

表2 各組腦卒中后下肢運(yùn)動(dòng)功能障礙患者治療前后患側(cè)下肢膝關(guān)節(jié)屈、伸肌PT及Tab.2 PT of the affected knee flexor and extensor muscles and F/E before and after treatment

2.3 FMA-LE評(píng)分

治療前,3組患者FMA-LE評(píng)分比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05);治療后,3組患者FMA-LE評(píng)分均較治療前升高(P<0.05);rTMS組及iTBS組患者FMA-LE評(píng)分均高于對(duì)照組(P<0.05),rTMS組與iTBS組患者FMA-LE評(píng)分比較、差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。見表3。

表3 各組腦卒中后下肢運(yùn)動(dòng)功能障礙患者治療前后下肢FMA-LE評(píng)分Tab.3 FMA-LE scores before and after treatment

2.4 BBS評(píng)分

治療前,3組患者BBS評(píng)分比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05);治療后,3組患者BBS評(píng)分均較治療前升高(P<0.05);rTMS組及iTBS組患者BBS評(píng)分均高于對(duì)照組(P<0.05),rTMS組與iTBS組BBS評(píng)分比較,差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。見表4。

表4 各組腦卒中后下肢運(yùn)動(dòng)功能障礙患者治療前后BBS評(píng)分Tab.4 BBS scores before and after treatment

2.5 MAS評(píng)分

治療前,3組患者M(jìn)AS評(píng)分比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05);治療后,3組患者M(jìn)AS評(píng)分均較治療前降低(P<0.05),但3組患者M(jìn)AS評(píng)分比較、差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。見表5。

表5 各組腦卒中后下肢運(yùn)動(dòng)功能障礙患者治療前后MAS評(píng)分[M(P25,P75)]Tab.5 Scores of MAS scale before and after treatment among three groups[M(P25,P75)]

2.6 神經(jīng)電生理指標(biāo)

治療前,3組患者M(jìn)EP皮質(zhì)潛伏期及CMCT比較,差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05);治療后,3組患者M(jìn)EP皮質(zhì)潛伏期和CMCT均較治療前縮短(P<0.05),且rTMS組及iTBS組患者均較對(duì)照組縮短(P<0.05),rTMS組與iTBS組比較、差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。見表6。

表6 各組腦卒中后下肢運(yùn)動(dòng)功能障礙患者治療前后MEP皮質(zhì)潛伏期和Tab.6 MEP cortical latency and CMCT before and after treatment among three

3 討論

卒中后下肢肌力下降、肌張力異常等嚴(yán)重影響患者的下肢運(yùn)動(dòng)功能。然而,常規(guī)康復(fù)治療周期長(zhǎng),需要患者有較高的配合程度,但治療效果卻不如人意,需要聯(lián)合其他治療方法共同發(fā)揮作用[19]。rTMS是目前常用的神經(jīng)調(diào)控治療方法,已廣泛應(yīng)用于腦卒中、脊髓損傷及帕金森病等疾病[20]。腦卒中發(fā)生后,大腦兩側(cè)半球之間的皮質(zhì)興奮性的平衡被打破,健側(cè)半球皮質(zhì)興奮性高于患側(cè)半球[21]。有研究表明,rTMS可通過調(diào)節(jié)兩半球間皮質(zhì)興奮性的平衡改善卒中后運(yùn)動(dòng)功能障礙[22];相較于傳統(tǒng)rTMS,有學(xué)者認(rèn)為TBS可產(chǎn)生與rTMS同等效應(yīng)的興奮或抑制作用,且所需時(shí)間更短,刺激速度更快,而且可以避免線圈過熱,可為患者節(jié)省治療時(shí)間[23]。本研究顯示,治療后磁刺激治療組患側(cè)下肢膝關(guān)節(jié)屈伸肌PT、F/E、FMA-LE、BBS評(píng)分均優(yōu)于對(duì)照組,這表明10Hz rTMS和iTBS通過刺激雙側(cè)大腦半球更能有效促進(jìn)神經(jīng)重塑,使下肢運(yùn)動(dòng)功能及平衡能力恢復(fù);相較于單用常規(guī)康復(fù)治療,聯(lián)合治療療效更佳,下肢運(yùn)動(dòng)功能恢復(fù)更快。但本研究中,rTMS組和iTBS組患者的上述指標(biāo)中均未發(fā)現(xiàn)差異,可能原因是治療時(shí)間較短,缺乏長(zhǎng)期療效的評(píng)估,還需進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。

此外,大部分患者下肢因牽張反射亢進(jìn)而導(dǎo)致下肢伸肌群肌張力增強(qiáng)、肌肉僵直,嚴(yán)重影響患者下肢運(yùn)動(dòng)功能[24]。本研究結(jié)果顯示,治療后各組MAS評(píng)分較治療前均有明顯降低,表明常規(guī)康復(fù)治療與聯(lián)合治療均可降低恢復(fù)早期腦卒中患者下肢肌張力,改善下肢的痙攣狀態(tài),但10Hz rTMS組和iTBS組患者伸膝痙攣的改善情況與對(duì)照組相比無差異。這一結(jié)果與其他相關(guān)研究結(jié)果不一致,Dos等[25]研究表明1Hz rTMS治療后可降低患者肌張力,改善痙攣狀態(tài);Chen等[26]研究也發(fā)現(xiàn)iTBS治療后可改善患者下肢痙攣狀態(tài)。不一致可能的原因有:(1)納入患者的下肢痙攣情況并不嚴(yán)重,各組之間痙攣程度差異較小;(2)樣本量小,實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)有限及治療參數(shù)不同導(dǎo)致組間差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。

MEP主要反映神經(jīng)傳導(dǎo)通路缺損情況,腦卒中后患側(cè)半球的皮層興奮性降低,主要表現(xiàn)為MEP皮質(zhì)潛伏期及 CMCT 延長(zhǎng)[27]。本研究結(jié)果顯示,治療后3組患者患側(cè)MEP皮質(zhì)潛伏期及CMCT較治療前均有明顯縮短且下肢運(yùn)動(dòng)功能均有提升,結(jié)果提示MEP皮質(zhì)潛伏期及CMCT與患者運(yùn)動(dòng)神經(jīng)功能受損呈正向關(guān)系。Okamoto等[28]研究表明,在康復(fù)治療前后進(jìn)行MEP評(píng)估,發(fā)現(xiàn)較差MEP的患者預(yù)后功能欠佳。有研究顯示,患側(cè)MEP皮質(zhì)潛伏期及CMCT與患者同期神經(jīng)功能相關(guān)評(píng)分存在正相關(guān)[29]。本研究與相關(guān)研究結(jié)果一致,且rTMS組及iTBS組患者較對(duì)照組縮短更加明顯,下肢運(yùn)動(dòng)功能的相關(guān)評(píng)分及肌力測(cè)定結(jié)果也優(yōu)于對(duì)照組,可能原因?yàn)?rTMS及iTBS通過改變患側(cè)大腦半球與健側(cè)大腦半球之間的異常興奮性,改善卒中患者神經(jīng)功能從而提升下肢運(yùn)動(dòng)功能;另一方面,rTMS 及 iTBS 能夠直接影響大腦半球神經(jīng)系統(tǒng)的可塑性,因此,10Hz rTMS及iTBS治療可通過調(diào)控腦卒中后皮質(zhì)興奮性和神經(jīng)功能重組來縮短MEP皮質(zhì)潛伏期和CMCT,從而促進(jìn)卒中患者下肢運(yùn)動(dòng)功能的恢復(fù)。相較于常規(guī)康復(fù)治療,聯(lián)合 TMS 治療更能有效提高運(yùn)動(dòng)神經(jīng)興奮性,促進(jìn)患者下肢運(yùn)動(dòng)功能的恢復(fù)。Kakuda等[30]研究將rTMS應(yīng)用于正中矢狀面上健側(cè)脛前肌誘發(fā)運(yùn)動(dòng)電位最大的位置,結(jié)果表明高頻刺激改善慢性腦卒中患者的步行功能;Sasaki等[11]使用錐形線圈對(duì)早期腦卒中患者進(jìn)行rTMS干預(yù),結(jié)果顯示高頻rTMS治療對(duì)下肢運(yùn)動(dòng)功能的恢復(fù)具有積極作用;Lin等[10]研究顯示,在理療前應(yīng)用iTBS干預(yù),患者下肢BBS評(píng)分和FMA-LE評(píng)分均有不同程度的改善。在TBS的研究中,盡管這些方案在臨床上似乎是有效的,但缺乏iTBS的劑量-效應(yīng)關(guān)系的研究,但從理論上講,低強(qiáng)度刺激可能安全性更高[15]。本研究過程中無患者出現(xiàn)頭痛、血壓升高及癲癇等癥狀,也表明了2組刺激參數(shù)的安全性,但目前rTMS及TBS最佳的刺激參數(shù)如頻率、時(shí)間、強(qiáng)度等因素仍不明確,后續(xù)需要設(shè)計(jì)出更大樣本量、更完善的方案,探討最佳的刺激參數(shù)。

綜上所述,TMS治療可以促進(jìn)受損的神經(jīng)功能重塑,在常規(guī)康復(fù)治療的基礎(chǔ)上輔以高頻rTMS或iTBS治療可顯著改善卒中后患側(cè)下肢運(yùn)動(dòng)功能,iTBS所需時(shí)間更短,刺激強(qiáng)度更低,可取得與rTMS相似的治療效果,可為患者減少不良反應(yīng)及節(jié)省治療時(shí)間?；趇TBS相較于rTMS優(yōu)點(diǎn),可優(yōu)先考慮iTBS治療方案。