肖长林,潘翠环,陈艳,叶正茂,付桢,姜荣荣,林文倩,罗丽娟
广州医科大学附属第二医院康复医学科,广东广州市510260
脑卒中具有高发病率、高死亡率、高致残率等特点,有2/3的脑卒中患者会遗留有不同程度的功能障碍[1-2],其中上肢功能,特别是手运动功能的恢复较差。传统的康复技术如针灸、神经肌肉促进技术等,理论上可以起到促进患者手功能恢复的效果,而在实际的临床康复治疗过程中,常常难以顾全整个上肢的功能,这导致大部分患者在近端运动功能如肩关节及肘关节的功能恢复后,肢体远端的手的运动功能却进展缓慢,而手功能的障碍严重影响患者的生活质量,加重患者家庭经济负担[3-4]。因此,探索如何促进脑卒中患者手功能的康复成为当今康复医学面临的重大难题[5-6]。
重复经颅磁刺激(repetitive transcranial magnetic stimulation,rTMS)可以通过特定的刺激模式调节大脑皮层兴奋性,恢复两半球间兴奋性的平衡,促进脑卒中患者运动功能的提高[7-8]。一般认为,频率>1 Hz属于高频rTMS,通常作用于患侧大脑半球,直接提高该侧半球兴奋性;频率≤1 Hz属于低频rTMS,常用于损伤对侧半球,通过抑制该侧半球兴奋性,减少对患侧半球经胼胝体抑制,间接提高患侧半球兴奋性,从而促进手功能的恢复[9]。以往虽然有研究报道,高频rTMS可促进脑卒中患者上肢功能康复,但关于高频rTMS在脑卒中患者的手功能康复方面的报道却比较少。目前有研究认为高频rTMS有可能诱发癫痫等副作用[10],其疗效及安全性还有待进一步探究。本研究拟采用3 Hz的rTMS对脑卒中后1~6个月的患者进行治疗,评估治疗前后患者手运动功能和日常生活活动能力的改善情况。
选择2016年6月至2017年9月广州医科大学附属第二医院康复医学科住院脑卒中患者30例,均符合中华医学会神经病学分会及脑血管病学组修改制定的《中国急性缺血性脑卒中诊治指南2014》诊断标准[11],并经CT或MRI证实为脑卒中。
纳入标准:①初次发病,单侧病灶,或既往有发病,但未遗留有神经功能障碍;②生命体征平稳,意识清晰,无焦虑、抑郁及严重感觉功能障碍;③患侧手Brunnstrom评定Ⅰ~Ⅲ期;④年龄45~75岁;⑤病程为脑卒中后1~6个月;⑥患者本人或家属签署知情同意书。
排除标准:①有癫痫病史,或一级亲属中有特发性癫痫病史或使用过致痫药物;②心、肺、肝、肾等重要脏器功能减退或衰竭;③严重的认知和交流障碍等不能配合;④有心脏起搏器植入、颅内金属植入物及颅骨缺陷;⑤有严重颈椎病变,包括严重颈椎管狭窄、颈椎不稳定,颈内动脉完全闭塞;⑥外伤引起肢体偏瘫以及外周神经损伤;⑦主要运动皮质区的直接损伤;⑧妊娠期妇女;⑨病情恶化,不能耐受磁刺激。
脱落标准:①在治疗过程中出现加重运动功能障碍的新发病灶或并发其他严重疾病;②患者及家属要求终止试验。
采用随机数字表法将30例患者分为对照组(n=15)和实验组(n=15)。对照组脱落1例,实验组脱落2例,共有27例患者完成本实验,其中对照组14例,实验组13例。本研究已得到广州医科大学附属第二医院临床研究伦理委员会批准执行。
两组患者性别、年龄、病程、偏瘫侧等数据无显著性差异(P>0.05)。见表1。
表1 两组一般资料比较
两组均采用脑卒中后二级预防用药。实验组患者接受3 Hz的rTMS治疗及常规康复训练,包括伸手取物、擦桌子、气压、牵伸以及日常生活活动能力训练等。每次120 min,每天1次,每周5 d,共两周。对照组接受伪rTMS刺激(刺激参数同实验组)及与实验组相同的常规康复训练。
采用CCY-1型经颅磁刺激仪(武汉依瑞德公司),治疗前患者取坐位,表面肌电电极放置在健侧手拇短展肌处;根据国际脑电10-20系统定位法,先确定健侧半球的C3或C4点,以C3或C4点为中心,前后上下每间隔1 cm作为刺激点,寻找刺激10次,至少有5次能够在健侧手拇短展肌处检测到波幅至少50µV的运动诱发电位,通过镜像对称到患侧半球,并确定该点为刺激靶点,该刺激强度为静息运动阈值(resting motor threshold,RMT)。刺激时患者取仰卧位,“8”字形线圈中点平面与刺激靶点相切,与水平面成45°角,刺激参数3 Hz,刺激强度90%RMT,刺激1 s,间隔5 s,900脉冲,共30 min。对照组采用伪刺激方法,将“8”字形线圈与患者刺激靶点平面垂直,刺激参数同实验组。
所有的评估均由评定室的同一治疗师完成,该治疗师对实验患者的分组不知情。
1.4.1 Fugl-Meyer评定法(Fugl-Meyer Assessment,FMA)
FMA主要评估手指运动功能项目,共有7个项目,分为3级(0~2分)。分数越高表明功能越好,总分14分。
1.4.2 改良Ashworth评定(modified Ashworth Scale,MAS)
MAS分为6级,主要评价偏瘫侧腕屈肌张力情况,分级越高表明张力越高。分别将0级、Ⅰ级、Ⅰ+级、Ⅱ级、Ⅲ级、Ⅳ级记为0分、1分、1.5分、2分、3分、4分。
1.4.3 改良Barthel指数(modified Barthel Index,MBI)
MBI共11项,每项分5级,满分100分。主要用于评估患者日常生活活动能力,分数越高,表示患者自我照顾能力越高。
采用SPSS 22.0软件包进行统计学分析。计数资料采用χ2检验的Fisher确切概率法。符合正态分布的计量资料以(xˉ±s)表示,采用t检验;若不符合正态分布则采用秩和检验。FMA评分、MAS评分、MBI评分均以治疗后的分数减治疗前的分数计算差值,表示评分的改变情况。显著性水平ɑ=0.05。
治疗前两组FMA评分无显著性差异(P>0.05)。治疗后,两组FMA评分均提高(P<0.05),两组间无显著性差异(P>0.05),实验组提高差值高于对照组(P<0.05),见表2。
表2 两组患者手FMA评分的比较
治疗前两组MAS评分比较无显著性差异(P>0.05)。治疗后,对照组MAS评分无变化(P>0.05),实验组MAS评分改善(P<0.05),两组间MAS评分无显著性差异(P>0.05),实验组差值明显高于对照组(P<0.01)。见表3。
表3 两组患者手MAS评分比较
治疗前两组MBI评分无显著性差异(P>0.05)。治疗后,实验组和对照组MBI评分均明显改善(P<0.01),两组治疗后MBI评分及差值均无显著性差异(P>0.05)。见表4。
表4 两组患者手MBI评分比较
所有患者在接受10次治疗的过程中均未出现特殊不适,3例实验组患者在治疗时出现刺激部位的轻微疼痛,在调整刺激线圈方向后,疼痛消失。
本研究结果显示,高频rTMS可以促进脑卒中患者手功能的改善,表现在实验组手FMA评分和MAS评分方面治疗后均改善,且治疗前后分数差值优于对照组;治疗后,两组MBI评分也提高。
脑卒中后遗留的手运动功能障碍是目前研究的重点和难点。由于手部功能主要以精细运动为主,在大脑皮层所涉及到的面积较为广泛,神经回路较为复杂,康复难度大[9,12]。目前手功能的康复方法有运动疗法、作业疗法、物理因子疗法和传统疗法[13]。近些年随着科技的进步以及对脑卒中的认识加深,逐渐发展出多种新型疗法,如运动想象疗法、脑机接口、康复机器人等,但是疗效有待进一步证实[14-15]。有研究认为[14],运动想象疗法对手的运动功能可能有效,但对腕手的痉挛改善并不明显;而有创的脑机接口技术面临着手术感染以及生物兼容等问题,无创的脑机接口技术又尚未形成稳定可靠的实用产品[16];还有研究认为[17],机器辅助训练仅仅是强度依赖性的,与相同强度的常规康复训练疗效并无明显差异。因此,尚亟需寻找更为有效的康复方法。
根据两半球交互抑制理论,大脑损伤后患侧半球皮层兴奋性下降,对侧半球兴奋性升高,两大脑半球皮层兴奋性平衡被破坏;大脑对侧半球经胼胝体抑制患侧皮层兴奋性,使患侧皮层兴奋性进一步下降,从而使患侧手功能恢复缓慢[18-19]。高频rTMS可提高患侧半球皮层兴奋性,促进患侧肢体运动功能改善[20]。Khedr等[21]对脑卒中患者应用3 Hz和10 Hz的rTMS与伪rTMS刺激比较康复疗效,发现真刺激组上肢运动功能均比伪刺激组有改善,表现在患者手臂及手的握力,以及关节活动度等方面,说明高频rTMS可以有效地提高脑卒中患者手功能。
实验组MAS评分在治疗后改善,说明高频rTMS可以有效地改善偏瘫侧手腕屈肌张力,对照组MAS评分在治疗前后均无显著改善,甚至有逐渐增加的趋势,这可能是由于我们入选的患者均处于Brunnstrom分期Ⅰ~Ⅲ期,大部分患者表现为共同运动模式,开始出现肌张力增高,常规康复训练对于患者手腕屈肌张力的变化无明显帮助。孙玮等[22]发现,低频rTMS可以改善患者上肢痉挛,其机制可能与提高患者损伤侧大脑半球的皮层兴奋性有关。而本研究说明,高频rTMS也同样可以改善患者手的痉挛,其机制有可能与高频rTMS可以直接提高患侧半球兴奋性有关。
Hosomi等[23]使用5 Hz的rTMS对脑卒中患者治疗10 d,发现真刺激组和伪刺激组在日常生活活动能力方面较治疗前均提高,但组间无显著性差异,与我们的结果一致。Kim等[24]对亚急性期患者使用10 Hz的rTMS治疗10 d,发现真刺激组较对照组手握力和灵活性有显著性改善,且两组的日常生活活动能力评分较治疗前均有显著性改善,其疗效可持续3个月,但组间比较无显著性差异。这说明rTMS与康复训练均可以改善患者日常生活活动能力,提高患者生活自理能力,促进其回归生活。
本实验纳入的患者处于脑卒中后1~6个月的恢复期,因为该时期患者有很大的康复空间[25],以往的实验虽然证明高频rTMS可以促进脑卒中患者手运动功能,但并没有对该时期的患者进行疗效验证[7,26];且以往实验选择的患者对于患手Brunnstrom分期并未限定[27-28],实验针对性不强,容易对实验结果造成干扰。本实验的设计可以弥补以上不足,纳入的患者均处于脑卒中后1~6个月,且手功能处于BrunnstromⅠ~Ⅲ期,实验结果说明高频rTMS可以促进脑卒中患者手功能康复,值得临床推广应用。
由于高频rTMS有诱发癫痫的可能[29],因此我们在纳入标准中已将有癫痫病史的患者剔除,且常规用药中也避免使用可兴奋大脑皮层的药物[30],在治疗过程中并没有患者出现特殊不适,所有患者均可耐受治疗。本实验已观察到3 Hz的rTMS对脑卒中患者手功能改善的预期疗效,接下来的研究将进一步增加皮层兴奋性的评估如功能性磁共振等,以了解高频rTMS对患者两侧半球兴奋性的影响,探讨高频rTMS疗效的深层机制;延长观察时间,以了解高频rTMS的长期疗效;并在此基础上进行大样本、多中心、评估更细化的实验,探讨高频rTMS对脑卒中患者手功能康复的疗效及其机制。
综上所述,高频rTMS可以安全、有效地促进脑卒中患者手功能的康复。
[1]Hsu WY,Cheng CH,Liao KK,et al.Effects of repetitive transcranial magnetic stimulation on motor functions in patients with stroke:a meta-analysis[J].Stroke,2012,43(7):1849-1857.
[2]姜荣荣,陈艳,潘翠环.脑卒中后上肢和手运动功能康复评定的研究进展[J].中国康复理论与实践,2015,21(10):1173-1177.
[3]Wang C,Tsai P,Yang TF,et al.Differential effect of conditioning sequences in coupling inhibitory/facilitatory repetitive transcranial magnetic stimulation for poststroke motor recovery[J].CNSNeurosci Ther,2014,20(4):355-363.
[4]Ho NS,Tong KY,Hu XL,et al.An EMG-driven exoskeleton hand robotic training device on chronic stroke subjects:task training system for stroke rehabilitation[J].IEEE Int Conf Rehabil Robot,2011,2011(5):5975340.
[5]Orihuela-Espina F,Roldán GF,Sánchez-Villavicencio I,et al.Robot training for hand motor recovery in subacute stroke patients:a randomized controlled trial[J].JHand Ther,2016,29(1):51-57.
[6]Hu XL,Tong KY,Wei XJ,et al.The effects of post-stroke upper-limb training with an electromyography(EMG)-driven hand robot[J].J Electromyogr Kinesiol,2013,23(5):1065-1074.
[7]Brodie SM,Meehan S,Borich MR,et al.5 Hz repetitive transcranial magnetic stimulation over the ipsilesional sensory cortex enhances motor learning after stroke[J].Front Hum Neurosci,2014,8(5):143.
[8]Kondo T,Kakuda W,Yamada N,et al.Effect of low-frequency rTMSon motor neuron excitability after stroke[J].Acta Neurol Scand,2013,127(1):26-30.
[9]乐趣,屈云,朱守娟,等.低频重复经颅磁刺激对脑卒中后手部运动功能康复疗效的荟萃分析[J].生物医学工程学杂志,2013,30(6):1229-1234.
[10]Rossi S,Hallett M,Rossini PM,et al.Safety,ethical considerations,and application guidelines for the use of transcranial magnetic stimulation in clinical practice and research[J].Clin Neurophysiol,2009,120(12):2008-2039.
[11]中华医学会神经病学分会,中华医学会神经病学分会脑血管病学组.中国急性缺血性脑卒中诊治指南2014[J].中华神经科杂志,2015,48(4):246-257.
[12]Langhorne P,Coupar F,Pollock A.Motor recovery after stroke:a systematic review[J].Lancet Neurol,2009,8(8):741-754.
[13]中华医学会神经病学分会神经康复学组,中华医学会神经病学分会脑血管病学组,卫生部脑卒中筛查与防治工程委员会办公室,等.中国脑卒中康复治疗指南(2011完全版)[J].中国康复理论与实践,2012,18(4):301-318.
[14]朱琳,贾晓红,刘霖,等.运动想象对卒中后偏瘫患者手功能康复的疗效观察[J].中国脑血管病杂志,2009,6(9):451-455.
[15]付桢,胡楠,潘翠环,等.脑卒中患者手运动功能康复的功能磁共振成像研究进展[J].中国康复理论与实践,2015,21(11):1277-1281.
[16]张丹,李佳蔚.探索思维的力量:脑机接口研究现状与展望[J].科技导报,2017,35(9):62-67.
[17]Norouzi-Gheidari N,Archambault PS,Fung J.Effects of robot-assisted therapy on stroke rehabilitation in upper limbs:systematic review and meta-analysis of the literature[J].JRehabil Res Dev,2012,49(4):479-496.
[18]Auriat AM,Neva JL,Peters S,et al.A review of transcranial magnetic stimulation and multimodal neuroimaging to characterize post-stroke neuroplasticity[J].Front Neurol,2015,6:226.
[19]Di Pino G,Pellegrino G,Assenza G,et al.Modulation of brain plasticity in stroke:a novel model for neurorehabilitation[J].Nat Rev Neurol,2014,10(10):597-608.
[20]Yin Z,Shen Y,Reinhardt JD,et al.5 Hz Repetitive transcranial magnetic stimulation with maximum voluntary muscle contraction facilitates cerebral cortex excitability of normal subjects[J].CNS Neurol Disord Drug Targets,2015,14(10):1298-1303.
[21]Khedr EM,Etraby AE,Hemeda M,et al.Long-term effect of repetitive transcranial magnetic stimulation on motor function recovery after acute ischemic stroke[J].Acta Neurologica Scandinavica,2010,121(1):30-37.
[22]孙玮,赵晨光,牟翔,等.低频重复经颅磁刺激治疗脑卒中患者上肢痉挛的临床研究[J].中国康复,2017,32(2):102-105.
[23]Hosomi K,Morris S,Sakamoto T,et al.Daily repetitive transcranial magnetic stimulation for poststroke upper limb paresis in the subacute period[J].JStroke Cerebrovasc Dis,2016,25(7):1655-1664.
[24]Kim YH,Chang WH,Bang OY,et al.Long-term effects of rTMS on motor recovery in patients after subacute stroke[J].J Rehabil Med,2010,42(8):758-764.
[25]付桢,姜荣荣,潘翠环,等.康复机器手辅助下任务导向训练对脑卒中手功能的效果[J].中国康复理论与实践,2017,23(3):338-344.
[26]Barros GS,Borba CDSR,Borba DSP,et al.Efficacy of coupling repetitive transcranial magnetic stimulation and physical therapy to reduce upper-limb spasticity in patients with stroke:a randomized controlled trial[J].Arch Phys Med Rehabil,2014,95(2):222-229.
[27]Khedr EM,Abdel-Fadeil MR,Farghali A,et al.Role of 1 and 3 Hz repetitive transcranial magnetic stimulation on motor function recovery after acute ischaemic stroke[J].Eur J Neurol,2009,16(12):1323-1330.
[28]Sasaki N,Kakuda W,Abo M.Bilateral high-and low-frequency rTMSin acute stroke patients with hemiparesis:a comparative study with unilateral high-frequency rTMS[J].Brain Inj,2014,28(13-14):1682-1686.
[29]Gillick BT,Krach LE,Feyma T,et al.Safety of primed repetitive transcranial magnetic stimulation and modified constraint-induced movement therapy in a randomized controlled trial in pediatric hemiparesis[J].Arch Phys Med Rehabil,2015,96(4 Suppl):S104-S113.
[30]Dobek CE,Blumberger DM,Downar J,et al.Risk of seizures in transcranial magnetic stimulation:a clinical review to inform consent process focused on bupropion[J].Neuropsychiatr Dis Treat,2015,11:2975-2987.