低频经皮穴位电刺激联合平衡针与脑机接口技术对脑卒中患者上肢运动功能的影响

辛 辉，李 鹏，李秀丽，王贵玲

(邢台市第三医院，河北 邢台 054000)

脑卒中是我国中老年人群的常见疾病，其发病率、死亡率和致残率均较高[1]。调查[2]指出，我国脑卒中患者中有50%～70%左右会发生脑卒中导致的偏瘫后遗症，其中以上肢功能障碍最为常见。流行病学研究[3]显示，脑卒中发病初期有70%以上的患者存在上肢功能障碍，其中仍有将近40%的患者在发病3个月后存在上肢精细动作功能障碍，严重影响患者的日常生活自理能力。在常规的康复治疗中，相比下肢功能恢复，上肢功能恢复更慢和困难，且效果不明显，通常还会伴随出现肩手综合征、肩关节半脱位等，进一步增加了上肢康复治疗和评估的复杂性，因此如何采取更为有效的措施以促进上肢功能障碍的恢复就成为一个重要挑战[4-5]。低频经皮穴位电刺激是针刺和低频电刺激结合而产生的一种新型治疗技术，可通过在特定穴位产生一定强度的重复感觉刺激调节脑功能区，并进一步发挥其改善脑卒中后运动和语言功能障碍等治疗作用[6]。平衡针是由我国针灸治疗专家王文远教授创立的一种现在针灸治疗方法，其以中西医心神调控和神经调控学说为理论基础，通过对外周神经靶点进行刺激来对机体各系统产生激发和调节作用，从而达到纠正机体失衡状态、治疗疾病的目的[7]。近年来有学者[8-9]将其应用于脑卒中后下肢功能障碍和上肢高痉挛患者的康复治疗中，均显示出令人满意的疗效。脑机接口技术(BCI)是随康复医学和人工智能技术发展而出现的一种通信系统技术，能通过应用脑电图活动产生的控制信号直接对中枢神经产生干预作用，并用于疾病的临床治疗[10]。研究[11]指出，BCI可弥补常规康复治疗的不足，促进脑卒中患者上肢和手功能的康复。基于此，本研究将上述3种治疗方法和技术结合起来应用于脑卒中上肢功能障碍患者的康复治疗中，观察治疗前后患者上肢功能恢复相关指标，探讨其治疗效果和机制，旨在帮助临床医生选择和应用更有效的治疗方法促进患者康复。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取2017年8月—2020年8月由邢台市第三医院康复医学科收治的120例脑卒中后上肢运动功能障碍患者作为研究对象，按照随机数字表法将所有入选患者分为试验组60例和常规组60例。常规组中男性42例，女性18例；年龄43～78岁，平均年龄(59.62±9.45)岁；其中脑梗死46例，脑出血14例；平均病程(1.83±0.80)个月。试验组中男性39例，女性21例；年龄45～82岁，平均年龄(60.79±11.24)岁；其中脑梗死43例，脑出血17例；平均病程(1.90±0.89)个月。两组患者平均年龄、性别构成、病变类型和平均病程等基础资料比较差异均无统计学意义(P>0.05)。本研究经医院审查委员会审核通过。

1.2 纳入标准

①经头颅CT或磁共振等影像学检查证实存在脑组织损伤，且符合1995年全国第四届脑血管病学术会议通过的脑卒中诊断标准[12]；②符合《中风病诊断与疗效评定标准(试行)》中风的诊断标准[13]：主症：半身不遂，不语或言语謇涩，神识昏蒙，口舌歪斜，偏身感觉异常；次症：瞳神变化，眩晕，头痛，目偏不瞬，饮水发呛，共济失调;具备至少两个主症或1个主症+两个次症即可确诊；③年龄≥18周岁；④首次发病，且病程不足3个月；⑤生命体征稳定，意识清晰；⑥存在一侧肢体功能障碍，上肢和(或)手Brunnstorm分期Ⅰ-Ⅳ期；⑦无支撑自动端坐位可维持≥20 min；⑧自愿参与本研究，配合进行各种功能评估，且签署知情同意书。

1.3 排除标准

①意识不清或简易智能量表(MMSE)评分≤21分；②并发精神或语言功能障碍者；③合并严重的心、肝、肺、肾和造血系统重要脏器功能不全者；④患侧上肢和(或)手改良Ashworth痉挛评级≥2级者；⑤存在其他脑器质性病变者；⑥健侧肢体存在明显的残疾、残损或合并其他可引起肢体严重疼痛感的疾病者；⑦既往有药物滥用、酗酒史和神经疾病史者；⑧无法坚持完成本研究治疗方案者，或依从性差难以配合进行评估者。

1.4 治疗方法

所有入选患者急性期均给予常规神经内科治疗，根据患者一般情况和具体病情给予营养脑神经、降糖、稳定血压、调脂、稳定斑块、抗血小板聚集与改善脑循环等对症治疗。同时均接受常规康复治疗，主要方法包括本体感觉神经肌肉促进疗法、运动再学习、神经发育疗法、功能性作业活动、协调功能训练与精细活动训练等。对上肢或手Brunnstorm分期Ⅲ-Ⅳ期者进行抗痉挛模式训练，包括痉挛肌肉牵伸性训练、应用抗痉挛体位和拮抗肌主动收缩训练等。所有的康复治疗均由专业且有经验的康复治疗师指导进行，训练强度两组患者基本相同，60 min/次，1次/d，5 d/周，持续治疗4周。

试验组患者在上述常规治疗基础上给予低频经皮穴位电刺激联合平衡针与脑机接口技术治疗，具体方法为：①低频经皮穴位电刺激：患者行仰卧位，选取外双侧肢体内关穴、手三里、曲池与肩髃为针刺穴位，常规75%酒精消毒。应用HANS-100A型穴位神经刺激仪(北京万众普康医药科技发展有限公司)进行治疗，将2对电极片分别置于针刺穴位上，设置频率为2 Hz，刺激强度以患者可耐受且出现明显的肌肉收缩为宜，30 min/次，1次/d，5 d/周，进行为期4周的干预。②平衡针：患者行仰卧位，取穴原则为交叉取穴，即左侧病变取右侧穴位，右侧病变取左侧穴位，分别取偏瘫穴(耳尖上3 cm处)、肩痛穴(腓骨小头与外踝连接上1/3处)和腕痛穴(足背踝关节横纹中央旁外开2 cm处)，局部常规消毒，应用0.35 mm×75 mm的毫针(苏州东邦医疗器械有限公司生产)进行治疗。偏瘫穴：采用三步到位针刺法，以45 °方向斜刺4～5 cm，第一步先将针尖刺入体内，第二步将针体向内推3～4 cm，第三步再将针体内推1 cm左右，行滞针手法，以出现酸、胀和麻感为度；肩痛穴：采用一步到位针刺法，直刺2～3 cm，行上下提插手法，以出现远距离触电式针感为宜，不留针；腕痛穴：采用强化性针刺手法，平刺2～4 cm，以出现放射性针感、局限性针感或强化性针感为宜，不留针。治疗30 min/次，1次/d，5 d/周，治疗时间共计4周。③上肢脑机接口康复治疗：脑机接口由上海诺诚电气公司提供，该系统包括电脑、脑电帽、脑电放大器与上肢反馈活动设备等，是以运动想象为基础的脑计算机接口与nBETTER的上肢被动活动装置组成的脑卒中康复训练系统，型号为BCI-O-24C。其主要工作流程包括采集信号、信号增强或预处理、提取特征、分类和控制接口等，先进行信号采集和处理，产生对上肢和手术动作的运动想象，之后外部上肢反馈活动设备开始活动，产生本体感觉和市局反馈传递给大脑。治疗前对患者进行相关肢体运动想象的指导训练，如当屏幕出现“+”表示开始治疗，“……”表示休息，“θ”表示不作任何想象，“↑↓”表示上肢关节的伸屈等，当出现开始治疗的标志时，嘱咐受试者做好想象准备，之后根据屏幕提示符号的变化进行相关运动想象，注意在运动想象过程中要尽量减少肢体动作及眨眼睛、身体晃动、咀嚼与吞咽等动作，在要求其不作任何想象时，受试者需要盯住屏幕，尽量屏住呼吸，不进行任何脑部活动。治疗前需要患者反复进行运动想象练习，确保其明白每一步骤的要求。治疗时，患者行坐位，在屏幕提示下进行相应的康复游戏，以进行上肢关节活动训练(主要为腕关节和手指屈伸训练)，主要包括日常生活训练游戏、娱乐性游戏和不同训练难度的认知游戏等5个游戏，每个训练时间为5 min，每个训练结束后休息3～5 min。BCI脑电采集设备在患者进行游戏活动时会采集到脑电信号并进行解码分析，经判断并最终获得一个是否给予患者被动运动的反馈结果。先进行建立模型的采集训练，共计4轮，8 min/轮，间隔时间2 min，目的在于对每位患者建立模型，根据其不同的脑电情况确定其所反映出的运动想象；之后进行1次监视测试训练，时间为8～10 min，保存并分析比较患者运动想象的在线准确率，根据结果对游戏难度等进行调整。治疗1次/d，30 min/次，5 d/周，持续治疗4周。

1.5 观察指标

评价两组患者治疗前和治疗4周后的改良Fugl-Meyer量表上肢部分(FMA-UE)评分、功能运动评定量表(MAS)上肢功能评分、MAS手部运动评分、MAS手精细动作评分、腕掌屈肌力、腕背伸肌力、改良Barthel指数(MBI)、肘关节改良Ashworth评分和腕关节改良Ashworth评分。

1.5.1 上肢运动功能评定 应用FMA-UE[14]和MAS量表[15]进行评定，FMA-UE量表共含10个大项，33个小项，包括肩、肘和腕等上肢大关节的伸屈肌协同运动，腕关节稳定性，有无反射亢进等及手抓握、手指侧捏和对指捏等小关节运动方式，每1项评分0～2分，总分0～66分，评分越高表示上肢运动功能障碍越轻；MAS量表共含上肢功能、手运动和手精细动作3项，每1项评分0～6分，总分0～18分，评分越高表示上肢运动功能越好。

1.5.2 腕掌屈肌力、腕背伸肌力评定 应用徒手肌力测试法对腕掌屈肌力、腕背伸肌力进行评定，评定标准为Lovett分级法[16]。

1.5.3 日常生活活动能力(ADL)评定 应用改良Barthel指数(MBI)进行评定，该量表共含10个项目，分别为进食、洗澡、修饰、大小便控制、穿衣、床-椅转移、如厕、平地行走和上下楼梯等，每项根据依赖他人帮助情况分为完全依赖、最大帮助、中等帮助、最小帮助和完全独立5个等级，评分1～5分，总分100分，评分越高表示日常生活活动能力越高[17]。

1.5.4 肘关节、腕关节痉挛程度评定 应用改良Ashworth量表[18]进行评定，该量表根据肌张力增加情况分为5级，分别为0级：无肌张力增加，被动活动患侧肢体无阻力；1级：肌张力略增加，患侧肢体被动屈伸时，关节活动度中终末端有轻微阻力，或突然被卡住或释放；1+级：肌张力轻度增加，在前1/2关节活动范围内出现轻微卡住，后1/2关节活动范围内始终有最小阻力；2级：肌张力有较明显的增加，大部分关节活动范围都出现肌张力较为明显的增加，但患侧肢体仍能较被容易地移动；3级：肌张力明显增加，患侧肢体被动活动困难；4级：患侧肢体被动屈伸时呈现无法活动的僵直状态。

1.6 统计学分析

2 结果

2.1 两组患者治疗前后上肢运动功能评分比较

治疗前两组患者的FMA-UE评分、MAS上肢功能评分、MAS手部运动评分和MAS手精细动作评分比较,差异无统计学意义(P>0.05);治疗4周后两组患者的上述上肢运动功能评分均明显增加，而试验组相比常规组也明显增加，差异均有统计学意义(P<0.05)。见表1～2。

表1 两组患者治疗前后FMA-UE评分比较

表2 两组患者治疗前后MAS上肢及手功能评分

2.2 两组患者治疗前后腕掌屈肌力、腕背伸肌力比较

治疗前两组患者的腕掌屈肌力、腕背伸肌力比较差异无统计学意义(P>0.05);治疗后常规组腕掌屈肌力无明显变化,差异无统计学意义(P>0.05)，腕背伸肌力较治疗前明显增加，差异具有统计学意义(P<0.05);试验组患者的腕掌屈肌力、腕背伸肌力相比治疗前均明显增加，且试验组相比常规组也明显增加，差异均具有统计学意义(P<0.05)。见表3。

表3 两组患者治疗前后腕掌屈肌力、腕背伸肌力比较

2.3 两组患者治疗前后肘关节、腕关节肌张力比较

治疗前两组患者肘关节、腕关节改良Ashworth量表评分比较差异均无统计学意义(P>0.05)；常规组治疗后肘关节、腕关节改良Ashworth量表评分与治疗前比较无明显变化差异无统计学意义(P>0.05);试验组治疗后的Ashworth量表评分相比治疗前均明显减小，且相比对照组也明显减小，差异均有统计学意义(P<0.05)。见表4。

表4 两组患者治疗前后肘关节、腕关节改良Ashworth量表评分比较

2.4 两组患者治疗前后ADL评分比较

治疗前两组患者MBI指数评分比较差异无统计学意义(P>0.05);治疗后两组患者的MBI指数相比治疗前均明显增加，且试验组相比常规组也明显增加，差异均具有统计学意义(P<0.05)。见表5。

表5 两组患者治疗前后ADL评分比较

3 讨论

脑卒中后有相当一部分患者会遗留不同程度的肢体功能障碍，由于上肢功能相比下肢功能精度更甚，其协调运作模式较躯干和下肢都更为复杂，因此上肢功能障碍的恢复速度和效果都远不及其他各种肢体功能障碍。脑卒中后上肢功能障碍是目前脑卒中偏瘫患者康复治疗的重点和难点。随着医学科学的不断发展，很多新的康复医学技术不断出现并被应用于脑卒中上肢功能障碍的康复治疗中，国内外很多学者[19-20]都认为，尽早根据患者病情和康复目标综合并坚持采取多种康复措施，对获得最佳的康复效果有重要意义。

中医传统疗法与现代医学康复手段联合应用是脑卒中肢体功能患者重要的康复治疗模式。针灸治疗在脑卒中康复治疗中占据着不可取代的重要位置，其疗效确切，安全廉价，且方法多样，临床应用极其广泛。平衡针灸是传统中医针灸学与现代科学理论融合发展而出现的一门现代针灸学。中医学认为，人体是一个由左右两侧经络互相作用、相互调节且相互制约达到平衡状态的完整整体。而在病理条件下，两侧经络也会互相影响，左右失衡，因此为了取得最佳疗效，治疗也应对双侧进行相互调整[21]。平衡针疗法是结合中医阴阳整体学说和西医神经调控学说的一种针灸与自然-生物-心理-社会相适应的整体医学调控模式，由王文远教授所创立。王教授认为，人体所出现的所有病理变化或生理失调，其根本都在于平衡调控系统的失衡，而平衡针是将针刺作为一种外部刺激手段，而非以治疗疾病为目的的手段，对机体进行调整，使其恢复平衡。不同于传统针灸，平衡针的病因定位于大脑高级中枢调控和心理适应系统，治疗定位于大脑高级中枢调控系统，其通过突出大脑高级指挥系统这一人体自身平衡系统，对神经这一机体信息高速路进行刺激，能够使自身平衡系统发挥应激性调整和对症调整作用，调动贮存于体内的各种中枢递质，促使大量能量物质释放，提高和增强机体免疫功能、镇痛效应、抗炎和代谢作用等，对失衡的物质代谢和病理状态进行间接干预，使其通过修复自我达到新的平衡状态，进而达到依靠自身治疗疾病的目的[22]。一般采用的是病上取下、病下取上、病左取右和病右取左的取穴原则。实验和临床研究[23-24]均证实，平衡针灸取穴具有改善脑卒中后上下肢体高痉挛状态的作用，能通过对α和γ运动神经元反射的抑制和支配肢体痉挛肌神经元兴奋的降低，来进一步抑制肌肉的过度牵拉，帮助建立正常运动模式，进而提高和改善肢体运动功能。低频经皮穴位电刺激是将中医针灸穴位和经皮电神经刺激相结合而产生的一种新型针灸治疗方法，通过皮肤将低频脉冲电流输入人体，对中枢性瘫痪的肌肉产生刺激，使其收缩并将本体感觉和皮肤感觉、运动觉的信息冲动输入中枢，令脑局部血流量和脑细胞含氧量均显著增加，通过较低级中枢神经系统轴突常芽、部分代偿和重建相邻结构完好的神经元功能等作用来达到促进中枢损伤神经修复、运动控制功能恢复和重建正常运动模式的目的[6]。中医理论认为，脑卒中偏瘫属“痿证”范畴，根据中医“经脉所过，主治所在”的经络理论，针灸取穴多以手足阳明经穴为主。但随着肌痉挛的出现和增高，肌群间相互协调功能受到影响，若不及时打破这种异常痉挛模式，会进一步加重肢体功能障碍，因此也要重视阴经穴位的应用[25]。大量临床研究[26-27]证实，在常规神经内科治疗基础上，联合应用低频经皮穴位电刺激疗法能明显减轻脑卒中患者肢体功能障碍，降低致残率，提高生活自理能力。

脑机接口技术是一种能直接干预中枢神经的通信系统技术，其在大脑和计算机(或其他电子设备)之间建立不依赖外周神经和肌肉组织的常规大脑信息输出通路，能直接通过大脑而无需语言或动作来表达想法或产生控制信号操作设备，这使得人体能够在不受周围神经和肌肉的影响下与外界交流或提升对外部环境的控制能力，以提高患者的生存能力。对于脑卒中偏瘫患者，脑机接口技术能通过恢复和替代两种方法来促进患者大脑神经可塑性的改善，进而帮助患者肢体运动功能的康复，其中恢复是指患者通过脑机接口技术治疗产生更为正常的大脑活动，恢复则是指通过大脑活动激活和控制辅助运动设备，包括功能性电刺激、机器人假体和外骨骼等，替代上下肢运动，恢复患者正常的运动控制能力[28]。近年来，国内外很多学者[29-30]都对脑机接口技术在脑卒中肢体功能障碍的效果进行了研究，均证实其能不同程度改善和提升患者肢体运动功能和日常生活能力。本研究将脑机接口技术与低频经皮穴位电刺激和平衡针3种治疗方法联合应用于脑卒中后上肢功能障碍患者的康复治疗中，结果显示，相比单纯常规康复治疗，联合应用上述疗法的试验组患者治疗后FMA-UE评分、MAS上肢功能评分、MAS手部运动评分、MAS手精细动作评分、腕掌屈肌力、腕背伸肌力、MBI评分、肘关节和腕关节肌张力评分改善更为显著，提示常规康复治疗基础上联合平衡针、低频经皮穴位电刺激和脑机接口技术等综合疗法应用于脑卒中上肢功能障碍能更好地改善和提高患者的上肢运动功能及生活活动能力。

综上所述，在脑卒中伴上肢功能障碍患者的康复治疗中增加使用低频经皮穴位电刺激联合平衡针与脑机接口技术能更为明显地提高患者上肢运动功能和日常生活活动能力。但目前该种综合治疗方法在临床实际应用中还存在一些问题，如低频经皮穴位电刺激疗法治疗参数无统一标准，脑机接口技术缺乏相关治疗和评估标准，适应证如何选择，脑机接口技术在上肢康复治疗中的后续效应如何及其对患者神经功能重塑的机制等，这些仍需要后续进行多中心、大样本的随机对照研究进一步明确。