重復經顱磁刺激與肌電生物反饋電刺激療法聯(lián)合治療腦卒中后足下垂的療效觀察

王艷雪，曹海杰，孫樂鵬，李順銘，王亞楠，楊琪，代新年

近年來，腦卒中的死亡率逐年下降，但其發(fā)生率和致殘率依然居高不下，每年大約新增200萬例腦卒中患者[1]。腦卒中后大腦皮質運動神經元受到損傷，其支配的隨意運動被抑制，表現(xiàn)為下肢屈肌收縮無力，伸肌張力過高，極易產生足下垂與足內翻的后遺癥，其恢復過程艱難而緩慢,嚴重降低患者的生活質量。因此，如何有效地改善患者的下肢步行能力一直是康復醫(yī)學領域的熱點話題。近年來，肌電生物反饋電刺激(肌電觸發(fā)電刺激，electromyography triggered stimulation，EMG-stim)療法治療卒中后足下垂的療效已被普遍認同，重復經顱磁刺激(repetitive transcranial magnetic stimulation，rTMS)能促進受損大腦皮質實現(xiàn)功能重建, 平衡半球間抑制，提高卒中后康復治療效果, 具有廣闊的應用前景和臨床價值[2]，在康復醫(yī)學領域占據(jù)越來越重要的地位。對此，筆者將rTMS與EMG-stim療法聯(lián)合應用治療卒中后足下垂，重點觀察聯(lián)合療法的療效是否優(yōu)于單純應用EMG-stim療法。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取2017年5月～2018年5月在陽光融和醫(yī)院康復醫(yī)學科及腦科中心住院進行功能康復治療的卒中后足下垂患者120例。納入標準：首次、單側腦血管病變，影像學檢查證實為腦出血或腦梗死存在；患者單側出現(xiàn)足下垂的癥狀；患者病情穩(wěn)定，無失語、認知功能障礙等影響試驗的因素；患側下肢痙攣狀態(tài)控制在改良Ashworth評分II 級及以下，患側下肢MMT肌力分級在1級及以上，Brunnstrom 分期Ⅲ期及以上；病史1～28 周，年齡18～75歲；患者血壓正常，無心臟病變，無癲癇發(fā)作，體內無金屬植入物；自愿簽署知情同意書。排除標準：有其它原因如外周神經病變、顱腦外傷或腫瘤導致足下垂的患者；神志不清、嚴重失語、認知功能損害者或者合并其他系統(tǒng)嚴重疾病，影響康復訓練的患者；下肢外傷或疾病不能步行者；皮膚敏感者。120例患者按隨機數(shù)表法隨機分為A、B、C 3組各40例，3組一般資料比較差異無統(tǒng)計學意義，見表1。

1.2 方法 3組患者均接受常規(guī)藥物治療和康復訓練，藥物治療包括腦卒中二級預防、營養(yǎng)神經藥物、改善腦代謝的藥物；康復訓練包括：良肢位擺放、Bobath療法、運動再學習療法等。每次40min，每周5d，每天1次，共8周。治療前跟患者耐心講解治療步驟和意義。治療室干凈整潔，空氣清新，光線稍暗，室溫保持在20℃左右，患者周邊保持安靜，盡量減少人員走動。治療安排在餐后30min后進行，囑患者穿戴舒適衣物，排空二便，安靜休息10～15min，全神貫注，排除雜念。A組患者給予EMG-stim治療：采用AM1000A生物反饋神經功能重建治療系統(tǒng)，囑患者全身放松坐于舒適的椅子或者床邊，雙手置于大腿上，兩足落地平放。用75%的酒精棉球消毒局部皮膚，將正負電極片放置在脛骨前肌兩端，將地電極放置在兩個電極附近任意位置。進入 “EMG-stim反饋刺激治療”模式，閾值選擇“自動調整”，治療時間20min，頻率50Hz，脈寬200us，上升時間1s，下降時間1s，刺激波形單面，工作時間4s，休息時間10s，刺激延時0.5s。進入治療后，手動調節(jié)通道的刺激強度，控制在患者的耐受范圍之內，以能引起患者患肢脛骨前肌明顯收縮、踝部出現(xiàn)背屈動作為準。囑患者集中注意力于治療儀屏幕的肌電曲線和提示語音，按照提示語收縮或放松脛骨前肌。當提示語為“努力”時，囑患者用力踝背屈，達到儀器的刺激閾值后，儀器會主動輸出一組電流，進入“刺激”階段，脛骨前肌在電流的刺激下被動收縮，出現(xiàn)明顯的踝背屈動作。第三階段為“休息”階段，患者放松脛骨前肌，等待下一個循環(huán)。治療1次/d，每周5d，連續(xù)8周。B組患者在A組的基礎上施加rTMS治療。采用經顱磁刺激儀(依瑞德醫(yī)療設備新技術有限公司；型號：依星CCY-Ⅳ型磁電刺激系統(tǒng))囑患者平躺在治療床上，戴好磁刺激帽，調節(jié)線圈位置和方向(“8”字線圈，最大強度3.0 T)，與手柄朝后與人體中線呈45°夾角，與頭皮相切放置在健側大腦皮質M1區(qū)，刺激頻率1 Hz，刺激強度為患者靜息運動閾值的110%，每個序列刺激時間1s，間歇時間3s，重復次數(shù)300次，總刺激個數(shù)300個，治療時間20min，1次/d。每周治療5d，連續(xù)治療8周。C組在A組的基礎上施加假rTMS，將線圈垂直于顱骨放置，其余參數(shù)設置與B組rTMS一致，使患者能聽到儀器的“噠噠”聲，而不會在大腦皮層形成有效的磁場。

治療過程中，3組患者均未出現(xiàn)明顯的不良反應，僅B組一例患者rTMS過程中出現(xiàn)輕微的頭暈癥狀，暫停一段時間并下調刺激強度后不適消失。

1.3 評定標準 3組患者均接受同一名治療師的評定，評定前未告知該治療師每位患者的具體分組。①采用肌力測定儀OE-210測踝關節(jié)背伸肌力，肌力單位設置為N。根據(jù)測定儀操作指南，患者仰臥位，髖膝關節(jié)伸展位，踝關節(jié)0°位，壓力感應探頭選中等型號，貼合腳背放置于中跖骨近位，施加阻力，囑患者用最大力做踝關節(jié)背伸運動，使踝背伸肌群做等長收縮運動，測量3次，取平均值。②采用表面肌電分析MyoSystem1400A處理表面肌電圖信號，記錄最大踝關節(jié)背屈時，脛骨前肌等長收縮狀態(tài)下相關肌群的肌電積分值(integrated electromygram,iEMG)。③采用Gaitwatch三維步態(tài)分析與訓練系統(tǒng)(章和電氣)測量行走時的步態(tài)參數(shù)和踝關節(jié)活動情況，主要評定指標：步速、患側支撐相百分比、踝關節(jié)最大背伸角度。治療前、治療8周后對各項指標進行評定。手持肌力測定儀時，治療師上肢力量差異、施加于患者足背的阻力大小不同及評測過程中對肌力測定儀的掌控能力都會對評定數(shù)值產生影響，因此試驗所有數(shù)據(jù)的測量者必須為同一治療師[3-4]。

表1 3組患者一般資料比較

2 結果

2.1 踝背伸肌力比較 治療8周后，A、B、C 3組踝背伸肌力均較治療前明顯增強(P<0.05)，B組明顯高于A組與C組(P<0.05)，A組與C組治療后組間差異無統(tǒng)計學意義。見表2。

2.2 脛骨前肌表面肌電值iEMG比較 經過8周的治療，A、B、C 3組患者脛骨前肌最大肌電積分值均較治療前顯著增大(P<0.05)，B組明顯高于A組與C組(P<0.05)，A組與C組治療后組間差異無統(tǒng)計學意義。見表2。

表2 3組踝背伸肌力及脛骨前肌表面肌電值iEMG治療前后比較

與治療前比較，aP<0.05； 與A組、C組比較，bP<0.05

2.3 步態(tài)參數(shù)比較 與治療前相比，3組患者的步速、患側支撐相、踝關節(jié)背伸角度均較治療前明顯提高(P<0.05)，B組3項評分明顯高于A組與C組(P<0.05)，A組與C組治療后組間差異無統(tǒng)計學意義。見表3。

3 討論

腦卒中后大腦皮質運動神經元自身受損，患側對健側半球皮質的經胼胝體抑制解除，健側皮質對受損皮質的反向抑制增強，兩側大腦皮質間的平衡抑制被打破，表現(xiàn)小腿三頭肌肌張力過高，脛骨前肌和腓骨長短肌收縮無力。對于其功能的恢復，目前公認兩大模型：代償模型(病灶周圍殘留腦區(qū)及健側半球對受損區(qū)域的代償)和半球間競爭模型(患側神經元自身的損傷及健側半球對患側半球興奮性的過度抑制)[5]。

rTMS依據(jù)法拉第電磁感應定律，在大腦皮層一定區(qū)域(一般首選M1)放置通電線圈，線圈與頭皮相切，時變電流產生時變磁場，磁場穿透顱骨，在腦內誘發(fā)感應電場。已有研究證實rTMS能增強皮質重組，改善皮質興奮性，平衡大腦半球的經經胼胝體抑制[6]，高頻rT-MS作用于患側可以提高受損大腦皮質的興奮性，低頻rTMS作用于健側可以降低未受損半球皮質的興奮性，緩解其對受損區(qū)域的過度抑制[7]。rTMS還能增強神經元軸突再生能力[8]，下調突觸傳導的閾值[9]，促使紋狀體中多巴胺釋放[10]，促進神經營養(yǎng)因子合成[11]，影響局部腦血流水平和神經遞質水平[12-13]，促進卒中患者攝取葡萄糖，提高腦代謝水平[14]等。目前還有動物實驗顯示rTMS能增加大鼠脛骨前肌運動終板表達，通過神經興奮性調節(jié)改變遠端肌肉的可塑性[15]，促進腦缺血大鼠大腦內源性神經干細胞增殖、加速受損神經元修復，上調受損皮質周圍區(qū)域腦源性神經因子的陽性表達，減小梗死后腦損傷體積[16-17]。本研究采用健側低頻rTMS，相對于患側高頻刺激更安全有效，風險低，患者的耐受性好，其操作方便無創(chuàng)，磁場穩(wěn)定，穿透力強，適合廣泛應用于臨床。

表3 3組步態(tài)分析參數(shù)治療前后比較

與治療前比較，aP<0.05； 與A組、C組比較，bP<0.05

EMG-stim具有神經肌肉電刺激和肌電生物反饋的雙重作用，治療過程使患者自覺發(fā)揮主觀能動性，主動參與治療過程，通過主動與被動相結合的訓練方法，改善患者卒中后足下垂。當電刺激作用下肌肉收縮，機體運動時，能反向對中樞神經系統(tǒng)產生運動覺或本體感覺的刺激，促使脛骨前肌與腓腸肌形成意識可以控制的協(xié)調性動作，將趨近正常的動作模式反饋給受損的大腦皮質神經元。目前臨床已證實EMG-stim能明顯緩解卒中后患者的足背伸障礙，改善足下垂的異常步態(tài)[18-20]。

本研究的理論基礎是中樞神經系統(tǒng)的可塑性，依據(jù)腦卒中后神經功能恢復的兩大模型設計3組試驗，采用rTMS與EMG-stim聯(lián)合療法改善卒中后足下垂。聯(lián)合療法機制可能為低頻磁刺激作用于中樞神經，抑制健側大腦皮質神經元的興奮性，解除健側對患側受損皮質興奮性的過度抑制，降低其突觸傳導閾值。EMG-stim直接刺激周圍神經及支配的相關肌群，通過主動被動結合的方式增強下運動神經元的興奮性，增強脛骨前肌肌力，同時激活中樞神經潛在性突觸，或代償性形成新的突觸接觸，兩種治療方式結合，增強興奮痕跡和神經傳導通路，進一步放大和增強突觸可塑性及神經元的興奮性。

本研究結果顯示rTMS 與EMG-stim均能提高脛骨前肌肌力，改善踝關節(jié)主動背屈運動，提高腦卒中后足下垂患者的步行能力，但聯(lián)合組療效明顯優(yōu)于另外兩組；因此，建議rTMS 與EMG-stim聯(lián)合療法作為腦卒中后足下垂患者運動功能康復的常規(guī)治療手段廣泛應用于臨床。試驗由于時間所限只研究了1Hz的rTMS的低頻健側刺激，未設定不同的刺激頻率和刺激部位間對比，對于健側和患側rTMS刺激參數(shù)，缺乏最優(yōu)治療方案的選擇；因此，關于rTMS 結合EMG-stim改善卒中后足下垂的相關研究還待進一步研究。