功能性电刺激结合重复经颅磁刺激用于缺血性脑卒中偏瘫患者步行障碍恢复的临床观察

孙乐鹏 王艳雪 代新年

近年来，脑卒中的发病率呈现日益增高趋势，存活的脑卒中患者中约 50%—70%存在严重的运动功能障碍[1]，其中步行障碍是脑梗死后最常见的运动功能障碍[2],显著影响患者的临床恢复和生存质量[3]，是临床康复治疗的重点及难点之一。目前的研究表明，功能性电刺激(functional electrical stimulation,FES)可以安全有效地改善脑卒中后偏瘫肢体的运动功能[4-5]。重复经颅磁刺激(repetitive transcranial magnetic stimulation,rTMS)在改善偏瘫患者运动功能等方面发挥着越来越重要的作用[6]。本研究旨在观察FES结合rTMS对缺血性脑卒中患者步行障碍恢复的效果，现报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取自2016年6月-2017年7月在全军神经疾病诊疗康复中心住院的诊断明确的缺血性脑卒中偏瘫患者53例。纳入标准：①符合1996年第四届全国脑血管疾病会议制定的诊断标准[7]，并经CT或MRI证实；②单侧偏瘫，且患侧下肢深、浅感觉无明显异常；③生命体征稳定，意识清楚，可服从指导；④有肢体功能障碍，已给予常规康复治疗，下肢Brunnstrom分期Ⅱ期或以上；⑤血压控制在正常范围，无心肌梗死、心绞痛等发作，心功能良好，无其他限制活动的并发症；6签署知情同意书。

排除标准：①病变位于脑干或小脑，存在并发症，如感觉性失语、认知功能障碍(简易记忆测试量表≤7分)；②胫骨前肌功能丧失；③严重心、肝、肾及感染等疾病；④颅脑外伤、肿瘤；⑤严重的髋、膝、踝关节挛缩影响步行运动。

采用随机数字表法将符合纳入标准的53例患者分为FES组(对照组)、FES+rTMS组(治疗组)、FES+假rTMS组(假治疗组)。3组患者一般资料比较无显著差异(P>0.05)，具有可比性(表1)。

表1 一般资料比较

1.2 方法

3组患者均接受常规治疗包括采用常规康复训练，以 Brunnstrom 技术、Bobath 技术、Rood 技术、本体神经肌肉易化技术(PNF 技术)恢复肌肉张力，完善躯干肌训练、体位转移、平衡训练、下肢负重训练以及步行和步态矫正训练，30 min/次，1次/d，5d/周，共8周。

1.2.1 功能性电刺激治疗 表面电极置于患侧下肢胫骨前肌肌腹，治疗频率为30 Hz，刺激电流强度可在0～100 mA范围内调节(以患者能耐受的最大强度为限度)20 min/次，1次/d，5 d/周，共8周[8]。

1.2.2 重复经颅磁刺激治疗 患者取平卧位，在按标准方法检测运动阈值(MT)后以环形线圈进行高频rTMS预刺激[9]，刺激部位为患侧大脑运动皮质区(M1区)[10]，线圈放置方向与刺激部位相切，刺激强度为80%MT，每个序列30个脉冲，共20个序列，每个序列刺激5 s，序列间隔时间为25 s，一共600个脉冲，10 min/次，1次/d，5 d/周，共8周[11]。

1.2.3 假重复经颅磁刺激治疗 环形线圈与刺激部位垂直，患者仅能听到刺激器发出的声音[12]，其余治疗参数同重复经颅磁刺激治疗。

1.2.4 评定指标

治疗前及治疗8周后由同1名康复医师采用步态运动学参数、时间参数、距离参数及Amer-Lindholm分级对3组患者进行评定。

步态运动学参数包括患足着地角度、脚的最大高度；时间参数包括患足站立相百分比、双足站立相百分比、步频；距离参数包括步长、步速，其中运动学参数可以较好地反映胫骨前肌作用下的踝关节运动功能，时间参数和距离参数可以反映患者的下肢综合运动功能。

Amer-Lindholm的疗效评定标准：优为患者无不适，行走正常，提踵有力，肌力无明显异常，小腿围度减少≤1 cm，踝背伸或跖屈角度减少≤5°；良为有轻度不适，行走稍有不正常，提踵稍无力，肌力较健侧减弱，小腿围度减少≤3 cm，踝背伸角度减少在5～10°，跖屈角度减少5～15°；差为有明显不适，跛行，提踵无力，肌力明显减弱，小腿围度减少>3 cm，踝背伸角度减少>10°，踝跖屈角度减少>15°。

1.2.5 统计学处理

采用SPSS17.0，所有数据均需经过正态分布及方差齐性检验，计量资料比较采用t检验，等级资料采用秩和检检，P<0.05表示差异有显著性意义。

2 结 果

2.1 治疗前后 3 组患者步态参数变化情况

治疗前3 组患者的步态参数无显著性差异(P>0.05)。治疗8周后各组患者的步态参数均有所提高(P<0.05)，且治疗组患者的步态参数改善程度高于其余2组患者(P<0.05)(表2～4)。

2.2 治疗前后 3 组患者Amer-Lindholm评定分级变化情况

治疗前3 组患者的Amer-Lindholm评定分级无显著性差异(P>0.05)。治疗8周后各组患者的Amer-Lindholm评定分级得到提高(P<0.05)，且治疗组患者的Amer-Lindholm评定分级改善程度高于其余2组患者(P<0.05)(表5)。

表2 3组患者治疗前后步态运动学参数)

注：与同组治疗前比较，*P<0.05；与对照组和假治疗组治疗8周后比较，△P<0.05

表3 3组患者治疗前后步态时间参数)

注：与同组治疗前比较，*P<0.05；与对照组和假治疗组治疗8周后比较，△P<0.05

表4 3组患者治疗前后步态距离参数)

注：与同组治疗前比较，*P<0.05；与对照组和假治疗组治疗8周后比较，△P<0.05

表5 3组患者治疗前后Amer-Lindholm评定(例)

注：与同组治疗前比较，*P<0.05；与对照组和假治疗组治疗8周后比较，△P<0.05

3 讨 论

缺血性脑卒中患者存在不同程度的肢体功能残障[13]，在下肢主要表现为站立和步行障碍，主要特点为患肢步长、跨步长明显减小，步宽增大，步速减慢，步频减少，步态周期时间明显延长，双足站立相比例明显增加，患足站立相明显减少，患足着地角度减小，患侧膝关节在支撑相过伸、患侧髋关节屈曲减少、足下垂、内翻[14]等，严重影响患者的日常生活和社会参与能力，也增加了家庭和社会的负担。

功能性电刺激(FES)是利用一定强度的低频脉冲电流，通过预先设定的程序可以选择性精准地作用于相应的肌肉，以补偿丧失的肢体运动功能[15]，同时FES刺激传入神经，神经冲动沿脊髓丘脑束投射到大脑皮层高级中枢，促进大脑功能重组以及心理状态的恢复[16]。本研究对照组经过FES治疗后下肢运动功能较治疗前得到改善，这与Ferrante[17]及Yan[18]等人的研究结果一致。

重复经颅磁刺激(rTMS)可以在大脑皮层产生感应电流，该电流作用于中枢神经产生一系列生理效应。一方面，rTMS产生的感应电流可以激发神经突起损伤后的再生并建立神经可塑性机制，即急性的创伤愈合过程和轴突生长并寻找靶组织的过程，最终形成突触连接[19]；另一方面，正常人的两侧大脑半球通过交互抑制达到平衡状态并维持功能相匹配，脑卒中发生后两侧大脑半球间原有的交互抑制平衡被打破，由于患侧皮层经胼胝体对健侧运动皮层的抑制发生不同程度的解除，导致健侧对患侧的抑制得到加强[20]。高频rTMS刺激患侧大脑可以引出长时程增强(long-term potentiation,LTP)样改变，使得GABA-A受体介导的γ-氨基丁酸(GABA)能力效应得到加强[21]，患侧半球兴奋性增高，使来自未受损半球经胼胝体通路的过度抑制得到平衡[22]，从而使受该半球支配的功能得到增强[23]。低频rTMS刺激健侧大脑可以引出长时程抑制(long-term depression,LTD)样改变，降低健侧大脑的兴奋性，减少对患侧大脑的抑制[24]。目前的国内外研究表明对健侧半球进行低频rTMS[25]和(或)患侧半球进行高频rTMS治疗[26]均可提高患侧运动皮质的兴奋性，改善运动功能。本研究采用高频rTMS刺激患侧大脑运动皮质区。

本研究采用患足着地角度、脚的最大高度、Amer-Lindholm分级反映胫骨前肌作用下的踝关节运动功能，运用患足站立相百分比、双足站立相百分比、步频及步长、步速反映患者的下肢综合运动功能，发现3组患者的上述指标均较治疗前有所改善。本研究治疗组患者治疗8周后疗效优于对照组，证明在FES的基础上联合应用rTMS可以进一步增强其疗效。结合以往的研究，本研究推测其机制可能为FES能够增加胫骨前肌及其相应关节的本体感觉输入、促进瘫痪侧肢体的强制性使用和运动再学习，这些符合正常运动模式的功能性活动通过神经传导通路到达脑梗死边缘区功能尚存的神经元或胶质细胞，活化潜在的突触连接和内源性神经干细胞的迁移和分化，促进大脑的可塑性变化，而重复高频rTMS刺激受损的皮质可以刺激具有超敏感性的去神经支配的神经元，降低突触传导的阈值,增强神经突触的可塑性，使原来不活跃的突触变为活跃的突触,从而形成新的传导通路，非选择性作用于胫骨前肌，促进踝关节背伸运动[27]。两种方法分别作用于上、下运动神经元，从而发挥对整个神经传导通路的兴奋性作用，达到改善运动功能的目的。

目前有学者报道了FES结合rTMS对偏瘫患者上肢功能障碍的疗效，但对于下肢功能障碍的研究还不足，且大多数采用了主观性较强的评定指标，本研究使用步态参数等更加客观精准的评定指标，发现将二者联合起来可更好地改善缺血性脑卒中患者的步行功能，为缺血性脑卒中步行障碍的治疗提供了更好的方法。本研究的不足之处在于，未能模拟假治疗组患者应感受到的感觉刺激，未能使用神经影像学技术进行更加精确的rTMS刺激定位，未来的研究可以从脑激活区精准定位方面进行更加深入的研究。