镜像神经元理论指导MOTOmed训练在脑卒中后肢体功能障碍的应用

吴秋燕

（龙岩市第二医院，福建 龙岩 364000）

脑卒中是以脑组织损伤为主要病理特征的脑血管疾病，在老龄化日益加剧的国内呈现高发病和高死亡率的特征。近年随着医学诊疗技术的发展，促使脑卒中患者的救治效果得到显著提升，但治疗后伴发的肢体功能障碍也是患者恢复期需要关注的主要问题[1]。循证医学研究发现，早期康复训练可以促进脑卒中恢复期患者的肢体功能障碍，从而提升其生活质量[2]。随着康复医学理论的发展，全新的理论体系和训练技术越来越多地被用于肢体康复训练中。镜像神经元是上世纪90年代意大利帕尔马大学的研究者应用“单细胞记录技术”时所发现的一类具有特殊映射功能的视觉运动神经元，近年基于镜像神经元的脑卒中康复训练逐渐应用于临床治疗，镜像疗法（MT）是基于镜像神经元理论发展而来的一种新型康复治疗手段，已有研究证实MT可以有效改善脑卒中患者的肢体功能障碍[3]。MOTOmed 运动训练系统不仅可以改善患者肢体功能，还能调整其机体的协调性[4]，基于镜像神经元理论的MOTOmed训练方案能够进行神经元+肢体肌肉功能训练的互补。本研究拟分析该联合训练方法在脑卒中后肢体功能障碍的应用价值，现报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料 选取2020 年3 月～2021 年3 月收治的脑卒中后肢体功能障碍患者96 例，依据随机卡片号码法分为研究组和对照组各48 例。其中研究组男25例、女23例，年龄57～76（62.90±5.02）岁，病程7～23（18.72±3.11）天；卒中类型：缺血性29例（60.42%）、出血性19 例（39.58%）；患侧：右侧23 例（47.92%）、左侧25 例（52.08%）；肌力分级：II 级17 例（35.42%）、III 级26 例（54.17%）、IⅤ级5 例（10.42%）。对照组男性29例、女性19 例，年龄54～78（63.53±4.72）岁，病程5～26（18.21±3.20）天；卒中类型：缺血性32 例（66.67%）、出血性16 例（33.33%）；患侧：右侧26 例（54.17%）、左侧22 例（45.83%）；肌力分级：Ⅱ级17 例（35.42%）、Ⅲ级22 例（45.83%）、Ⅳ级9 例（18.75%）。两组患者性别、年龄、病程、卒中类型、患侧、肌力等一般资料差异无统计学意义（P＞0.05），具有可比性。

1.2 纳入与排除标准

1.2.1 纳入标准（1）符合《中国急性缺血性脑卒中诊治指南（2018 版）》[5]中脑卒中的诊断标准，并经CT、MRI 等影像学手段确诊为缺血性、出血性脑卒中者；（2）生命体征趋于平稳且≥48h；（3）一侧肢体功能障碍，但能够无支撑站立约1min；（4）格拉斯哥昏迷评分（GCS）＞8分；（5）患者、家属知情同意。

1.2.2 排除标准（1）伴认知功能障碍，或因精神疾病无法配合训练者；（2）合并免疫系统、感染性疾病、恶性肿瘤者；（3）周围神经病变、肢体关节疾病导致的平衡功能异常者；（4）伴心、肺肾等重要脏器功能损伤者。

1.3 训练方法

1.3.1 对照组 参照《中国脑卒中康复治疗指南（2011版）》[6]中推荐的内容开展常规康复训练，包括神经生理疗法、良肢位摆放、体位转移训练、单/双桥训练、坐立位平衡训练、肌力训练、步态训练及日常生活功能训练（指导患者进食、洗漱、脱穿衣物、如厕等），每天1次，每次30～45min，每周训练5次，持续4周。

1.3.2 研究组 开展基于镜像神经元理论的MOTOmed 训练：（1）选择颜色单一、环境安静舒适的治疗室，将规格为40cm×40cm 的双面镜放置于镜盒中央。患者首次治疗前先说明仪器原理、训练方法及康复效用，让患者能够积极配合。治疗时患者取坐位，患健侧肢体在镜子反射面，患侧则放置于另一面，头颈部可略向健侧肢体偏移。（2）使用德国RECK公司生产的MOTOmed viva2型运动训练仪。1）训练前准备：训练模式选择，若患者坐位平衡＜2级则使用卧位式；若≥2级则使用坐位式；训练前由康复治疗师依据患者患侧手的抓握能力适当调整仪器的把手类型，不能实现抓握者可通过佩戴护腕的手部固定套，可以完成抓握动作者则使用圆柱形把手。2）上肢训练：①被动训练。对于完全丧失肌力且无法实现主动运动者，调整至被动运动模式，在系统电机的助力下完成环转动作，速率为5～10r/min。②主动训练。肌力较差者选择助动运动模式，电机阻力为0，患者能够用微小力量实现环转等动作。③抗阻训练。在能够主动环转训练后，则可依据患者肌力状况设置训练阻力，阻力范围在1～20N/m；每一档为1N/m，训练期间采用间歇训练法，间歇时间以患者疲劳感缓解为考量标准。训练时让患者观察镜中健侧运动成像，想象患肢的活动状态。3）下肢训练：训练时将患者双足固定在MOTOmed 训练仪的脚踏板，按照患者下肢运动状况选择被动、主动级抗阻运动模式，每次训练均让患者观察镜中健侧下肢的运动状态，并让其想象患侧在同样训练模式下的运动情景。每次训练30min，每周训练5次，持续4周。

1.4 观察指标（1）患肢运动功能：于治疗前后使用Fugl-Meyer 评分（FMA）[7]对两组患者患肢运动功能进行评价，其包含上下肢运动功能、感官功能、平衡能力、关节活动范围及关节疼痛等5个维度。本研究仅分析上下肢运动功能因子，上肢最高得分66分，下肢最高得分34 分，得分＜50 分表示重度运动障碍，得分越高则表示运动功能越好。（2）平衡功能：于治疗前后使用Berg 平衡量表（BBS）[8]对两组患者平衡功能进行评价，量表共包含14 个条目，总分为56 分，得分越高表示平衡功能越好。（3）肌张力水平：于治疗前后使用改良Ashworth 评分量表（MAS）[9]对两组患者肌张力水平进行评估，0级表示肌张力正常；1级表示肌张力轻度升高，受累部分被动屈伸时，ROM 之末呈最小阻力或一过性停顿；1+级为轻度升高，关节活动50%范围出现停顿；2 级表示肌张力明显升高，关节活动范围大部分情况下肌张力均明显增高，但受累部分可以被移动；3 级为显著升高，无法实现被动活动；4 级为严重升高，受累部分被动屈伸时呈僵直状。从0～4 级分别计0～5 分，得分越高表示肌张力越升高明显。（4）日常生活活动：使用Barthel 指数（BI）[10]对两组患者日常生活活动能力进行综合评估，总分为100分，得分越高表示生活自理能力越好。（5）躯干屈伸肌群肌力：分别于治疗前后使用肌电信号采集系统（美国DELSYS 公司）采集受检者躯干屈伸肌群肌电信号，采集时间即患侧运动情景想象期间完成，使用肌电图前置放大，抗阻＞100mΩ，频率1000Hz，通道采样频率3～500Hz，将运动噪音降至最低，分别测定两组患者腹直肌、竖脊肌的表面肌电信号，为求测量的准确性可多次测量取均值（计算均方根值）。对照组则在指导受检者想象患侧肢体运动情景完成肌电信号采集工作。（6）大脑皮质运动区μ波抑制指数：患者佩戴64通道脑电图（EEG）电极帽，借助Neuroscan4.5 系统采集Cz/CPz/CP3 的EEG 信号，受检者听到提示音后进行一次右侧五指屈伸，每次提示音间隔5s，连续20 次，提取α 波参数并对其进行Log10 对数转换。＜0 为μ 波抑制，=0 没有抑制，＞0表示手部活动时μ波振幅高于静息态。

1.5 统计方法 采用SPSS 25.0 软件进行数据分析。计量资料以均值加减标准差（±s）表示，两组间均值比较采用两独立样本t/t′检验，治疗前后比较采用配对t检验。无序计数资料以频数（f）、构成比（P）表示，采用χ2检验。以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 肢体运动功能 治疗前，两组患者上/下肢FMA评分差异无统计学意义（P＞0.05）。治疗4周后，两组患者FMA 评分均较治疗前升高，组间对比显示研究组上肢FMA 评分、下肢FMA 评分均显著高于对照组，差异均有统计学意义（P＜0.05），见表1。

表1 两组患者治疗前后上下肢FMA评分比较（± s，n=48）

表1 两组患者治疗前后上下肢FMA评分比较（± s，n=48）

注：与治疗前比较，①P＜0.05；与对照组比较，②P＜0.05

组别研究组对照组上肢FMA评分治疗前 治疗后31.85±5.22 32.14±4.05 29.18±4.60①②23.85±5.22①53.02±6.76①②41.53±6.40①下肢FMA评分治疗前 治疗后19.41±3.96 18.52±3.74

2.2 平衡功能 治疗前，两组患者BBS 评分差异无统计学意义（P＞0.05）。治疗后，两组患者BBS 评分均较治疗前升高，组间对比显示研究组BBS 评分高于对照组，差异有统计学意义（P＜0.05），见表2。

表2 两组患者治疗前后BBS评分比较（± s，n=48）

表2 两组患者治疗前后BBS评分比较（± s，n=48）

注：与治疗前比较，①P＜0.05；与对照组比较，②P＜0.05

治疗后37.45±5.23①②30.66±4.52①组别研究组对照组治疗前18.91±7.20 18.63±5.36

2.3 肌张力 治疗前，两组患者MAS 评分差异无统计学意义（P＞0.05）。治疗后，两组患者MAS 评分均较治疗前下降，组间对比显示研究组MAS 评分低于对照组，差异有统计学意义（P＜0.05），见表3。

表3 两组患者治疗前后MAS评分比较（± s，n=48）

表3 两组患者治疗前后MAS评分比较（± s，n=48）

注：与治疗前比较，①P＜0.05；与对照组比较，②P＜0.05

治疗后1.78±0.26①②2.25±0.42①组别研究组对照组治疗前3.74±0.86 3.68±0.67

2.4 日常生活活动能力 治疗前，两组患者BI 指数差异无统计学意义（P＞0.05）。治疗后，两组患者BI 指数均较治疗前升高，组间对比显示研究组BI 指数高于对照组，差异有统计学意义（P＜0.05），见表4。

表4 两组患者治疗前后BI指数比较（± s，n=48）

表4 两组患者治疗前后BI指数比较（± s，n=48）

注：与治疗前比较，①P＜0.05；与对照组比较，②P＜0.05

治疗后84.63±8.42①②78.47±7.85①组别研究组对照组治疗前55.32±8.11 54.64±7.60

2.5 躯干屈伸肌群肌力 治疗前，两组患者健侧/患侧腹直肌、竖脊肌表面肌电信号均方根值差异无统计学意义（P＞0.05）。与治疗前相比，两组患者治疗后健侧腹直肌、竖脊肌表面肌电信号均方根值均无明显变化（P＞0.05），且组间比较显示两组差异亦无统计学意义（P＞0.05）。与治疗前相比，两组患者治疗后患侧两个部位电信号值显著升高，组间比较显示研究组均高于对照组（P＜0.05），见表5。

表5 两组患者治疗前后健侧/患侧腹直肌、竖直肌电信号比较（± s，n=48）

表5 两组患者治疗前后健侧/患侧腹直肌、竖直肌电信号比较（± s，n=48）

注：与治疗前比较，①P＜0.05；与对照组比较，②P＜0.05

患侧竖脊肌14.35±2.64 22.53±3.25①②13.90±2.09 17.46±3.82①组别研究组对照组时间治疗前治疗后治疗前治疗后健侧腹直肌23.20±2.26 22.56±2.65 23.54±2.41 22.98±2.73健侧竖脊肌24.32±3.41 23.45±3.02 24.82±3.27 23.63±3.78患侧腹直肌12.26±2.53 21.73±3.71①②12.44±2.25 16.82±2.46①

2.6 大脑皮质运动区μ 波抑制指数 治疗前，两组患者大脑皮质运动区μ波抑制指数差异无统计学意义（P＞0.05）。治疗后，两组患者Cz/CPz/CP3 处的皮质μ波抑制指数均较治疗前减小，且研究组3个电极处皮质μ波抑制指数均小于对照组（P＜0.05），见表6。

表6 两组患者治疗前后大脑皮质运动区μ波抑制指数比较（± s，n=48）

表6 两组患者治疗前后大脑皮质运动区μ波抑制指数比较（± s，n=48）

注：与治疗前比较，①P＜0.05；与对照组比较，②P＜0.05

组别研究组对照组CP3-0.12±0.03-0.34±0.09①②-0.13±0.05-0.22±0.11①时间治疗前治疗后治疗前治疗后Cz-0.14±0.06-0.29±0.10①②-0.15±0.04-0.18±0.09①CPz-0.16±0.09-0.33±0.12①②-0.14±0.07-0.23±0.08①

3 讨论

权威资料显示，脑卒中患者生存率仅为66%，且存活的患者中有一半以上伴有不同程度的肢体功能障碍[11]。脑卒中后由于高位中枢神经系统损伤造成低位中枢神经控制力不足，引发肌肉紧张反射、肌群协调功能下降，从而出现感觉功能衰退，肢体运动能力、肌力下降及肌群协调障碍等临床表现。脑卒中恢复早期进行科学、规范的康复训练对纠正步态异常、提升生活质量等非常重要，但常规康复训练多由于配合度低、耐受性差等原因导致效果不甚理想。因此，科学的训练理念和技术一直以来都是康复师研究热点。MOTOmed 智能运动训练系统是一种能够实现主被动运动的康复训练设备，先通过被动训练刺激运动模式逐渐形成，在肌力恢复后再行上下肢环转、踩踏等助力训练可以持续给予患者进行本体感觉输入，长时间的感觉体验能够有效缓解肌张力[12]；抗阻训练的个体化方案是按照每个患者恢复情况来调整其训练中阻力参数，确保患者在可耐受的状态下开展肢体锻炼，且循序渐进地实现双侧肢体运动协调与平衡[13]。

镜像神经元所处的初级运动皮层背侧部就是偏瘫患者需要激活的运动区域，其映射功能在映射视觉信息的转换模仿活动后被激活，且在观测自身或他人运动的影像时均能够募集更多神经元。有研究发现，人的机体在感知到内外部环境变化时，神经系统的超强可塑性可以诱导个体发生行为改变[14]。镜像视觉反馈疗法便是基于镜像神经元理论发展而来的新型康复治疗方案。刘旭东等[15]的研究指出，视觉反馈不仅能通过不断刺激来恢复主动运动能力，还可以刺激大脑的运动模式。

本临床试验为期4 周，研究结果显示，治疗前后两组患者上肢FMA 评分、下肢FMA 评分均发生改变，组间比较显示研究组FMA 评分均显著高于对照组，且研究组BBS 评分、MAS 评分及BI 指数均优于对照组（P＜0.05），提示基于镜像神经元理论的MOTOmed运动训练可更好地改善脑卒中后患者的肢体平衡能力、肌力水平、患肢运动功能及日常生活功能。常规训练同样也是针对肢体（良肢位摆放、体位转移训练、单/双桥训练、坐立位平衡训练、步态训练）、肌力（肌力训练）和神经（神经生理疗法）进行训练治疗，但只能够单纯满足病态恢复的基本需求，无法满足不同患者的个性化训练需求。

田建等[16]的研究也表明，镜像疗法联合MOTOmed训练能够有效提升肌力和日常生活功能。原因可能有两个方面：其一，镜像神经元理论中借助平面镜反射现象进行情景模拟及视觉反馈，让患者通过观察健侧的活动状态并将其代入到患侧，刺激运动模式的形成；其二，MOTOmed 智能训练系统的被动、助力和抗阻训练3 种训练模式，通过重复且持续的训练挖掘脑卒中患者肢体残余肌力，恢复血液循环、缓解肢体痉挛及肌力过低等病状。研究中对比了治疗前后躯干屈伸肌群肌力变化，结果显示健侧治疗前后躯干屈伸肌群电信号无明显变化，而患侧腹直肌、竖脊肌表面肌电信号均发生明显改变；组间对比发现，研究组腹直肌、竖脊肌表面肌电信号均方根值均高于对照组，进一步说明镜像神经元理论指导的MOTOmed 运动训练可以有效改善肢体肌力水平。MOTOmed 运动训练系统是一种新型智能化肢体康复设备，其通过主动训练、电机驱动的被动训练及电机协助的助力训练3种模式，能让肢体功能障碍患者在运动“参与”过程中重新发现肌肉力量，从而改善患者肢体功能、调整机体的协调性。

研究中对比了两组患者治疗前后Cz/CPz/CP3电极处皮质μ波抑制指数的变化，发现两组患者治疗后μ 波抑制指数均呈下降趋势，且研究组降幅更为显著。μ 节律是Rolandicl区生理性脑电活动，了解μ 波节律能了解镜像神经元活动状态。μ 波发生抑制则表示是动作和知觉联觉火星出现异常，在检测时若患者对动作做出相应的反应后μ 波振幅也会顺应性改变，具体反映镜像神经元激活[17]。基于镜像神经元理论的MOTOmed 训练能够改变运动前区皮质、顶叶区等区域μ 波抑制以进行中枢神经重构。镜像疗法联合MOTOmed 训练可更好地发挥动作观察与动作执行之间的纽带作用，通过系统的训练来与内部模仿机制重塑脑功能环路，恢复脑神经组织和肢体功能。由此表明，联合训练方案在脑卒中后肢体功能障碍康复训练中具有可行性和临床实际意义。

综上所述，镜像神经元理论的MOTOmed 训练应用于脑卒中后肢体功能障碍康复训练，可以显著改善患者的躯体平衡能力和患肢运动功能，提升躯体肌群肌力，恢复日常生活功能；此外，该康复训练方式能够抑制皮质运动μ 波，促进神经功能重塑，值得临床推广。