钟晓燕 彭生辉 汪孝红 曾庆
1南方医科大学康复医学院(广州 510282);2南方医科大学珠江医院(广州 510282)
脑血管病是全球范围内的第一大死亡原因。每年约900万人经历脑卒中,而脑卒中是造成长期残疾的第三大原因,特别是在低收入和中收入国家[1]。脑卒中后,约69%幸存者留有不同程度上肢功能障碍,上肢功能障碍程度是影响脑卒中患者生活质量的一个重要因素。康复的核心是功能重建,通过功能的改善让患者重新回归家庭和社会,因此探究如何改善脑卒中患者上肢功能是康复工作者的主要任务之一,目前也有不少学者做过相关干预措施方面的研究,如虚拟现实技术[2]、上肢机器人康复训练[3]、强制性运动疗法、任务导向性训练[4]、谐振仪局部振动治疗[5]等。但是上述干预措施效果不够显著,且其中一部分训练需要昂贵的治疗费用,将会增加患者经济负担,另外,操作的繁杂也大大降低了患者的参与积极性和主动性。随着近年来镜像神经元理论的提出,为脑卒中患者上肢功能的康复提供了新的治疗思路。目前,已有不少学者将镜像视觉反馈疗法(mirror visual feedback therapy)应用于临床研究,并从运动恢复控制、动作观察、学习等方面观察其疗效[6⁃7],肯定了其能显著改善脑卒中患者的功能,尤其是上肢功能。本文就镜像视觉反馈疗法在脑卒中患者上肢功能康复中的应用予以综述。
1.1 镜像视觉反馈疗法的概念及临床应用 镜像视觉反馈疗法,又称镜像疗法(mirror therapy,MT),最初由RAM⁃ACHANDRAN等[8]在1995年提出,是利用平面镜成像原理,将健侧活动的画面复制到患侧,以正常的肢体镜像代替患侧肢体,通过视觉反馈诱发患侧的活动,达到消除异常感觉或恢复功能的方法。1998年ALTSCHULER等[9]首次提出将镜像视觉反馈疗法应用于脑卒中后的功能康复,并在1999年将其用于上肢功能康复的临床研究中,初步证实了镜像视觉反馈疗法对脑卒中患者上肢功能障碍的积极作用。此后有学者提出镜像视觉反馈疗法可以达到中枢重塑的目的,可用于治疗复杂性区域疼痛综合征(complex regional pain syndrome,CRPS),现仍作为一项新技术被运用于减轻幻肢痛[10]。近年来,更有学者根据镜像神经元能够通过听觉来理解他人行为、推测他人行为意图、进行模仿学习、语言理解、共情等特性,提出镜像视觉反馈疗法对精神分裂症患者有积极的治疗作用[11]。虽然镜像视觉反馈疗法应用范围广泛,但相关研究更多地集中在镜像视觉反馈疗法应用于脑卒中后功能障碍的疗效方面,尤其是对上肢功能的影响[12⁃14]。
1.2 镜像治疗的使用工具及方法 镜像视觉反馈疗法治疗脑卒中患者上肢功能障碍的具体操作方法:(1)使用的工具。主要依靠平面镜作为工具进行治疗,但不同研究根据其实验的具体情况选用的平面镜的规格、形式等有所差别。如王颖[15]、侯红[16]等同样应用矢状位放置的平面镜作为视觉反馈工具,但他们选择镜子的尺寸分别为35 cm×35 cm和50 cm×60 cm。SAMUELKAMALESHKUMAR等[17]则选择了镜盒作为研究工具,该镜盒一面是镜子,一面是中空的空间,治疗期间参与者将患侧上肢放置于镜盒内,该装置能很好的遮住患者的视线,参与者更专注于观察镜中反射出的上肢的运动。(2)使用的方法。将镜子或镜盒矢状位放置于患者双侧上肢之间,镜中反射出的健侧上肢的运动就像是患侧上肢的运动,患者集中注意力观察镜中健侧上肢的动作,并将其想象成自己患侧肢体的真实动作。
1.3 镜像视觉反馈疗法常用的评价量表 为了评价镜像视觉反馈疗法对脑卒中患者上肢功能恢复的影响,目前各研究学者多采用的评价量表包括上肢功能Fugl⁃Meyer评定法(Fugl⁃Meyer assessment upper extremity,FMA⁃UE)、上肢 动 作 研 究 量 表(action research arm test,ARAT)、Brunnstrom上肢功能评定法、简易上肢功能量表(simple test for evaluating hand function,STEF)、改良 Barthel指数(MBI)等来证实镜像视觉反馈疗法对脑卒中患者上肢功能的影响;同时有文献显示功能磁共振成像(Functional magnetic resonance imaging,fMRI)、经颅磁刺激(Transcrani⁃al magnetic stimulation,TMS)、肌电图法(Electromyography,EMG)等可作为评价指标。MAN等[18]通过观察fMRI显示的大脑活动来判断镜像视觉反馈疗法对脑卒中后上肢功能的恢复情况。CAIRES等[19]则运用肌电图法分析腕关节屈曲过程中腕关节屈曲的作用来评价镜像视觉反馈疗法的疗效。
综合国内外文献,镜像视觉反馈疗法对脑卒中患者上肢功能的影响主要包括以下几个方面。
2.1 改善脑卒中后患侧上肢关节活动度及运动速度 1999年,ALTSCHULER等[9]对脑卒中后6个月的患者进行治疗试验,实验组和对照组分别使用镜子和透明塑料,并通过观察患者治疗前后肩膀、手腕、手肘、手的功能表现,初步证实了镜像视觉反馈疗法能够提高患侧上肢的关节活动度及运动速度。随后许多学者在研究中也肯定了镜像视觉反馈疗法对脑卒中患者患侧上肢关节活动度及运动速度的积极作用。2015年CRISTINA等[12]在对镜像治疗应用于脑卒中患者上肢运动康复的研究中,通过对15例参与对象设计实验与观察,其中8例受试者仅接受常规综合康复训练并作为对照组,另外7例受试者在对照组的基础上加上每周5次,每次30 min的镜像治疗,发现镜像治疗能够改善上肢的运动机能和手指活动度。2016年,AMASY⁃ALI等[20]也通过设计实验来探究镜像视觉反馈疗法对脑卒中后患者上肢、手功能的影响,通过对24例脑卒中患者进行随机对照试验,其中9例接受镜像视觉反馈治疗(MT组),7例接受肌电刺激疗法(electric stimulation,ES组),8例作为对照组接受常规理疗,实验中采用上肢的Fugl⁃Mey⁃er分数、握力、手腕伸展量、组块测试来进行评定,结果显示MT组相对于对照组增加了腕背伸活动度、手的握力及灵活性,相对于ES组更有助于提高手部技巧。
2.2 改善脑卒中患者患侧上肢的感知觉和协调能力 我们通过上肢的感知觉接收外界信息、判断运动速度,来保持上肢运动的流畅性、精准性和协调性。近年来,有不少学者针对镜像视觉反馈疗法对脑卒中后上肢感知觉与协调能力的影响进行了相关研究。2015年,PARK等[21]通过临床观察研究镜像视觉反馈疗法对脑卒中患者上肢功能和ADL功能时发现,双侧对称性的动作能够刺激双侧大脑皮质进而增强对偏瘫侧上肢的刺激,实验结果运用FMA(fugl⁃meyer motor function assessment)和 BBT(box and block test)进行评价,研究结果显示,实验组在常规治疗的基础上增加了镜像治疗,在改善脑卒中患者上肢功能及协调功能方面较对照组效果更为显著,说明双侧对称性的动作能够刺激双侧大脑皮层进而增强对偏瘫侧上肢的刺激。2016年,COLOMER等[22]通过对31例脑卒中后上肢功能受损患者进行试验,实验组进行镜像视觉反馈治疗,而对照组只进行被动运动,结果显示实验组患者上肢触觉感觉得到明显改善。同年ARYA等[23]对21例脑卒中患者进行随机对照试验,实验组除了传统的康复治疗外加上任务性的镜像视觉反馈治疗(如举起玻璃杯、挤压球和拾取物体等任务),试验结果通过明尼苏达手动灵巧测试(MMDT),普度钉板测试(PPBT)和手动肌肉测试(MMT)来测量,干预后发现镜像视觉反馈治疗能够提高脑卒中后患侧上肢的协调性及肌力。
2.3 提高上肢日常生活活动能力 许多学者在探究镜像视觉反馈疗法对脑卒中患者上肢功能的影响时,也将是否能提高上肢ADL能力作为一项评价指标。2015年,CRIS⁃TINA等[12]在探究镜像视觉反馈疗法对脑卒中患者上肢功能恢复时发现,与仅接受全面的康复治疗的对照组相比,增加了镜像视觉反馈治疗的实验组患者上肢功能得到更大的改善,具体体现在运动功能、手法技巧和日常生活活动等方面,并提出脑卒中后急性期接受治疗效果最好,镜像视觉反馈疗法是一种简单、低成本的恢复上肢功能的方法。2016年1月,KIM等[24]为了探究镜像视觉反馈疗法对脑卒中患者上肢功能及日常生活活动能力的影响,对25例脑卒中患者进行随机对照试验,并使用功能独立性测量来测量,经过4周的治疗发现,镜像治疗组相比于传统组在上肢功能及日常生活活动能力方面均得到明显改善。同年8月,LIM等[25]也通过对60例脑卒中患者进行临床随机对照实验,通过改良Barthel指数(MBI)评估发现,介入4周镜像视觉反馈治疗的实验组患者的上肢功能和日常生活活动均得到更大的改善,进一步证实了镜像视觉反馈疗法能够提高脑卒中后上肢的日常生活活动能力。
脑卒中后上肢功能康复难度较大,单纯的某一项训练技术难以达到治疗效果,目前多数学者倾向于将镜像视觉反馈疗法与其他治疗相结合,以提升训练疗效。2014年,KOJIMA等[26]对13例脑卒中后上肢受损的患者进行临床干预试验,发现联合镜像视觉反馈疗法和神经肌肉电刺激疗法让患者能得到更大的疗效。2015年,CHO等[27]镜像视觉反馈疗法联合经颅直流电刺激(transcranial direct cur⁃rent stimulation,tDCS)对慢性脑卒中患者上肢功能障碍进行临床研究,所有受试者接受tDCS持续20 min后,实验组接受镜像视觉反馈治疗,对照组使用与实验组相同的上肢运动练习,但使用的镜子不能反射出健侧上肢的运动,持续6周的干预之后,实验组使用镜像视觉反馈疗法结合tDCS对脑卒中后上肢功能恢复效果更加显著。同年KIM等[28]也通过随机对照试验表明了联合使用生物反馈功能性电刺激和镜像治疗对中风后上肢运动恢复是可行和有效的。2017年,SCHICK等[29]探究联合视觉反馈疗法和双侧肌电触发的多通道电刺激(bilateral EMG⁃triggered multi⁃channel electrostimulation,EMG⁃MES)对脑卒中后上肢功能恢复的影响,对31例脑卒中偏瘫患者进行临床试验,治疗前后采用Fugl⁃Meyer评估测量上肢的运动恢复,发现联合使用MVF和EMG⁃MES改善脑卒中后患者上肢功能效果更加明显。由此可见,镜像视觉反馈疗法结合其他康复治疗手段用于改善脑卒中后上肢功能恢复疗效显著。
关于镜像视觉反馈疗法治疗脑卒中患者上肢功能障碍的机制尚不明确,国内外很多学者在这方面做了很多研究,目前发现可能的机制有:
4.1 镜像神经元系统的激活 脑卒中患者在接受康复治疗后肢体相应运动皮质的镜像神经元系统得到激活,进而有助于恢复患侧肢体的功能[30]。RIZZOLATTI等[31]用实验证实了F5区的一系列神经元不仅在自己进行特定动作时放电,而且在观察其他个体进行同样动作时也发生放电反应。这种具有特殊效应的F5区的神经元被命名为镜像神经元。镜像神经元广泛分布于顶⁃额叶、脑岛、杏仁体等,进而构成镜像神经元系统,该系统是镜像视觉反馈疗法在脑卒中康复应用中的神经生理学基础[32]。
4.2 视觉反馈机制 视觉作为知觉的主导,向大脑传输人体感知外界的主要信息来源。镜像治疗通过镜像装置将患侧肢体正常运动的镜像错觉代替患侧肢体本体感觉输入,通过镜子使视觉信号不断输入相对应的运动脑区,增强视觉输入和运动脑区的联系,建立对患侧肢体运动的视觉反馈,从而有助于患侧肢体功能的恢复。KUMRU等[33]通过临床研究得出镜像视觉反馈治疗的运动训练可通过与运动康复有关的多感觉整合诱导更强的神经塑性变化,从而有利于脑损伤后的运动恢复。
4.3 运动神经通路异化 镜像治疗装置中形成的“双侧运动训练”能够增强初级运动皮层(M1)、前运动皮质区的兴奋性,GRUNT等[34]通过设计实验探讨镜像错觉(mirror illusion,MI)对儿童和青少年初级运动皮层(M1)兴奋性的影响是发现M1增加偏瘫患者和典型发育受试者对侧皮质脊髓组织的兴奋性,从而提供了这一生理学证据。镜像视觉反馈基于运动皮质的激活可能是由于对侧(反作用)行动观察网络的参与[35],使大脑神经网络中的健、患侧运动神经同时得到激活,可以认为镜像视觉反馈能够易化患侧部分运动通路,促进肢体功能恢复。
4.4 减轻习得性废用 脑卒中后患侧肢体功能障碍、感觉输入的减少或缺失、神经输入⁃传出环路的病理生理破坏将会产生患侧肢体的习得性废用。镜像视觉反馈疗法通过提供视觉输入,增加了患侧肢体的存在感,在这种“错觉”信息的不断刺激下,能够减轻习得性废用,促进功能的恢复[36]。
总之,众多研究证明镜像视觉反馈疗法能够改善脑卒中后上肢功能障碍。它作为一种简单、廉价、操作方便的治疗方法,不仅适用于医院的临床应用,也适用于患者的家居训练。这不仅促进了患者上肢功能恢复、降低了致残率,而且它作为一种以患者为主导的治疗方法,大大调动了患者参与治疗的积极性。同时镜像视觉反馈疗法作为一种以患者为主导的治疗方法,也大大调动了患者参与治疗的积极性。此外,患者可在没有直接监督的情况下进行治疗,达到了既增加了治疗量又无需增加治疗师的需求,从而降低了人力成本,减轻了社会负担[37]。但镜像视觉反馈疗法作为一种新型的治疗方法,还存在一些局限性,如镜盒易碎、搬动麻烦、患者治疗过程中易产生疲乏、治疗周期及治疗评价的标准不统一、对双侧肢体瘫痪无效等。
根据众多学者研究证实,镜像视觉反馈疗法结合其他康复疗法相比单纯的镜像视觉反馈疗法在促进脑卒中患者上肢功能恢复方面更加显著,以后的研究方向应更多地朝着多元的治疗方法而不仅仅局限于单纯的镜像视觉反馈疗法。此外,将近年发展起来的镜像视觉反馈疗法辅具(虚拟镜像辅具、虚拟现实反馈装置等)、基于镜像神经元理论的其他康复疗法(动作观察疗法、运动想象疗法、脑⁃机接口技术)及神经系统影像学(如fMRI、正电子发射断层摄影(positron emission tomography,PET)、脑电图(electro⁃encephalogram,EEG)[38]等引入镜像视觉反馈疗法的研究中,不仅能为脑卒中患者上肢功能恢复提供更有效的训练及评估方式,提高其恢复的潜力,缩短住院时间[39],同时有助于设计更科学严谨的临床试验,为镜像视觉反馈疗法的应用提供更多的理论基础。相信随着镜像机制的逐渐明确、镜像辅具的优化和治疗方法的进一步规范,该项治疗技术可以得到更广泛的应用,造福更多的患者。
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