神經(jīng)調(diào)控技術(shù)在吞咽障礙康復(fù)中的應(yīng)用進(jìn)展

陳柱，陸瑤，陳宜懿

1.上海市第二康復(fù)醫(yī)院，上海市 200441；2.上海中醫(yī)藥大學(xué)康復(fù)醫(yī)學(xué)院，上海市 201203

據(jù)世界衛(wèi)生組織的信息，腦卒中后60%患者得以幸存，其中約57% (37%～78%)會(huì)發(fā)生吞咽障礙[1]。吞咽困難可輕可重，輕者隨著疾病自愈和康復(fù)訓(xùn)練介入，會(huì)有滿意效果。重者即便采用諸如球囊擴(kuò)張術(shù)進(jìn)行干預(yù)，療效也不滿意。腦卒中后，患者腦病變影響吞咽中樞，吞咽反射減弱甚至消失，患者咽期動(dòng)作無(wú)法順利執(zhí)行，極易造成肺炎，治療效果不佳可導(dǎo)致長(zhǎng)期鼻飼甚至胃造瘺[2]。吞咽障礙對(duì)患者的交往、社會(huì)參與造成極大破壞，產(chǎn)生吸入性肺炎甚至抑郁、焦慮等心理問(wèn)題[3]。臨床推薦并應(yīng)用的治療方式不乏中西醫(yī)結(jié)合技術(shù)和神經(jīng)調(diào)控技術(shù)[4-5]。

神經(jīng)調(diào)控技術(shù)的方式和手段不同，會(huì)對(duì)鄰近或遠(yuǎn)隔部位神經(jīng)元產(chǎn)生不同影響，通過(guò)興奮、抑制或調(diào)節(jié)神經(jīng)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)，達(dá)到不同作用效果[6]。經(jīng)顱磁刺激(transcranial magnetic stimulation,TMS)和經(jīng)顱直流電刺激(transcranial direct current stimulation,tDCS)在吞咽障礙治療中的效果得到了肯定。本文綜述國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究，概述吞咽障礙的發(fā)生和恢復(fù)機(jī)制，闡述TMS和tDCS在卒中后吞咽障礙中的臨床應(yīng)用和療效。

1 吞咽障礙的發(fā)生機(jī)制

腦梗死或腦出血后，若損傷涉及調(diào)控吞咽過(guò)程的皮質(zhì)腦干束、延髓網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)或神經(jīng)核團(tuán)，吞咽肌群將無(wú)法正常工作，從而影響患者的吞咽。吞咽過(guò)程包括超過(guò)25 組肌肉的一系列復(fù)雜、定時(shí)收縮，將食物從口運(yùn)送到胃，同時(shí)確保對(duì)呼吸道的保護(hù)，需要大腦皮質(zhì)、皮質(zhì)下區(qū)域、小腦、腦干以及外周神經(jīng)的共同協(xié)調(diào)。大腦不同部位損傷會(huì)導(dǎo)致不同吞咽期功能障礙[7]，吞咽動(dòng)作的有序輸出依靠整個(gè)相關(guān)調(diào)控網(wǎng)絡(luò)的共同調(diào)節(jié)[8]。基于神經(jīng)修復(fù)機(jī)制的干預(yù)手段在臨床被不斷嘗試[9]。

吞咽相關(guān)區(qū)域包括初級(jí)運(yùn)動(dòng)皮質(zhì)、感覺(jué)運(yùn)動(dòng)整合區(qū)、島葉、額葉、島蓋區(qū)、扣帶前回和輔助運(yùn)動(dòng)區(qū)；初級(jí)運(yùn)動(dòng)區(qū)可直接支配吞咽肌的活動(dòng)[10]；前外側(cè)運(yùn)動(dòng)皮質(zhì)、中央前溝的運(yùn)動(dòng)前區(qū)也被認(rèn)為與吞咽相關(guān)[11]。Hamdy 等[12]發(fā)現(xiàn)，大腦雙側(cè)半球均有吞咽代表區(qū)，吞咽動(dòng)作受雙側(cè)神經(jīng)支配并呈不對(duì)稱性；吞咽的優(yōu)勢(shì)半球并不固定，當(dāng)吞咽優(yōu)勢(shì)半球損傷時(shí)，患者多面臨更嚴(yán)重的吞咽功能障礙。皮質(zhì)延髓束連接腦干和吞咽皮質(zhì)，受損后提高其興奮性是康復(fù)的可行策略之一[13]。直接干預(yù)受損的吞咽皮質(zhì)，是吞咽康復(fù)的重要內(nèi)容。

2 神經(jīng)調(diào)控技術(shù)在吞咽障礙中的作用機(jī)制

2.1 應(yīng)用策略

通過(guò)調(diào)節(jié)(增強(qiáng)或減弱)目標(biāo)吞咽皮質(zhì)的興奮性，重塑大腦半球間的平衡，可從根本上促進(jìn)患者吞咽功能恢復(fù)[14]。神經(jīng)調(diào)控技術(shù)在“調(diào)控腦-康復(fù)腦”中的應(yīng)用策略多基于神經(jīng)環(huán)路機(jī)制，有選擇性地影響大腦皮質(zhì)興奮性，從而改善患者功能。其中涉及兩種模型。①半球間競(jìng)爭(zhēng)抑制模型：健康時(shí)左右大腦半球保持平衡，一側(cè)損傷后，平衡被打破。臨床多選擇增強(qiáng)和興奮患側(cè)大腦皮質(zhì)，減弱和抑制健側(cè)半球，促進(jìn)平衡狀態(tài)的恢復(fù)[15]。②代償模型：認(rèn)為病變側(cè)皮質(zhì)網(wǎng)絡(luò)連接減少，可通過(guò)進(jìn)一步促進(jìn)和激活健側(cè)大腦皮質(zhì)來(lái)代償[12]。隨著神經(jīng)影像學(xué)和電生理學(xué)的發(fā)展，衍生出“雙相平衡”模型：通過(guò)評(píng)估卒中后神經(jīng)通路和連接的保留程度，決定使用哪種策略；結(jié)構(gòu)保留高則選擇競(jìng)爭(zhēng)抑制模型策略，結(jié)構(gòu)保留低則選擇代償模型策略[16]。

2.2 TMS

TMS 可經(jīng)完整的顱骨無(wú)痛刺激大腦。當(dāng)作用部位較深時(shí)，由于顱骨阻抗高，無(wú)法直接使用電流實(shí)現(xiàn)刺激。TMS 通過(guò)“8”字線圈疊加2 個(gè)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)在交點(diǎn)處聚焦，最終通過(guò)產(chǎn)生的微電流影響腦內(nèi)代謝和神經(jīng)電活動(dòng)，直接改變大腦皮質(zhì)興奮性，達(dá)到治療目的。不同的作用方式產(chǎn)生不同的生物學(xué)效應(yīng)[17]。重復(fù)經(jīng)顱磁刺激(repetitive transcranial magnetic stimulation,rTMS)是TMS的一種，它在特定頻率下使用強(qiáng)度相同的多個(gè)脈沖干預(yù)大腦，在肢體功能、精神心理、言語(yǔ)認(rèn)知等眾多康復(fù)領(lǐng)域均有應(yīng)用。低頻rTMS(＜1 Hz)能減低皮質(zhì)興奮性，而高頻rTMS(≥3 Hz)則能增強(qiáng)皮質(zhì)興奮性[18]。rTMS刺激運(yùn)動(dòng)皮質(zhì)，雙邊投射到吞咽肌，可更好地控制吞咽[19]。

選擇高頻還是低頻取決于患者的損傷部位、損傷面積和康復(fù)策略。選擇不同的線圈可進(jìn)行不同深度的刺激?！?”字型線圈一般與頭皮相切，作用深度2～3 cm；而“H”型線圈刺激深度最多可達(dá)到頭皮下6 cm 的深部核團(tuán)[20]。Robertson 等[21]的研究表明，rTMS 治療有后續(xù)效應(yīng)，即使刺激結(jié)束，對(duì)皮質(zhì)興奮性仍有持續(xù)的影響。

2.3 tDCS

tDCS 是一種無(wú)創(chuàng)的直接腦刺激技術(shù)。電流發(fā)生器產(chǎn)生恒定直流電(通常＜2 mA)；電流通過(guò)兩個(gè)浸在鹽水中的合成海綿覆蓋的導(dǎo)電橡膠電極傳遞。為了保持低電流密度，電極須保持20～35 cm2的較大面積，否則受試者可能會(huì)感覺(jué)刺痛或刺癢[22]。大腦相應(yīng)皮質(zhì)興奮性的改變會(huì)隨著電極的位置、刺激的持續(xù)時(shí)間不同而發(fā)生改變。tDCS 產(chǎn)生的微弱電流激活離子通道，影響神經(jīng)元活性。陽(yáng)極刺激通過(guò)增加神經(jīng)元自發(fā)放電速率增強(qiáng)興奮性，陰極刺激效果相反[23]。Yang 等[24]報(bào)道，tDCS 刺激范圍成片、廣泛，缺乏聚焦性和單一性，可激活與吞咽功能有關(guān)的大片區(qū)域。張廷碧等[25]報(bào)道，陽(yáng)極tDCS 刺激健側(cè)半球，能激活雙側(cè)吞咽皮質(zhì)-腦干通路，促進(jìn)吞咽功能恢復(fù)。tDCS 刺激結(jié)束后，患者的神經(jīng)活動(dòng)在一段時(shí)間內(nèi)仍能保持一定的優(yōu)勢(shì)水平，具有后續(xù)效應(yīng)[26]。

3 神經(jīng)調(diào)控技術(shù)的臨床應(yīng)用

3.1 tDCS

tDCS 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，臨床通常在刺激皮質(zhì)區(qū)域?qū)?yīng)的顱骨表面和對(duì)側(cè)眶上區(qū)或肩上各放置1 個(gè)電極。咽運(yùn)動(dòng)皮質(zhì)和吞咽感覺(jué)運(yùn)動(dòng)皮質(zhì)是選用較多的位置[27]。tDCS 電極的放置可參照國(guó)際10-20 腦電圖電極系統(tǒng)，也可在患者頭皮進(jìn)行測(cè)量，確定咽運(yùn)動(dòng)皮質(zhì)后進(jìn)行治療[28]。tDCS 電流密度一般采用0.04 mA/cm2或0.06 mA/cm2。陽(yáng)極一般置于左側(cè)C3 和T3，或右側(cè)C4 和T4中間，參照電極對(duì)應(yīng)放好后用束縛帶固定[29]。多數(shù)研究者采用1.5 mA/10 min 或1.0 mA/20 min 陽(yáng)極刺激健側(cè)或患側(cè)吞咽感覺(jué)運(yùn)動(dòng)皮質(zhì)，均能有效誘導(dǎo)咽部運(yùn)動(dòng)皮質(zhì)興奮，達(dá)到治療目的[30-31]。

tDCS 作用于吞咽皮質(zhì)，可增加健康人皮質(zhì)核束對(duì)口咽部肌肉的驅(qū)動(dòng)[32]。Yuan 等[33]采用tDCS 刺激吞咽運(yùn)動(dòng)皮質(zhì)，發(fā)現(xiàn)可增強(qiáng)咽部興奮性，調(diào)節(jié)皮質(zhì)抑制對(duì)吞咽神經(jīng)生理和行為影響，并增強(qiáng)與吞咽相關(guān)的雙邊皮質(zhì)網(wǎng)絡(luò)激活。Zhao 等[34]報(bào)道，tDCS 陽(yáng)極刺激不僅能調(diào)節(jié)皮質(zhì)可塑性，而且能通過(guò)刺激不同皮質(zhì)，相應(yīng)改變所支配的吞咽相關(guān)肌群(如舌骨上肌群)的運(yùn)動(dòng)激發(fā)電位，從而促進(jìn)運(yùn)動(dòng)恢復(fù)。tDCS 陽(yáng)極刺激還可用于治療腦干損傷導(dǎo)致的吞咽障礙[30]。Restivo 等[35]發(fā)現(xiàn)，2 mA 陽(yáng)極tDCS 刺激咽運(yùn)動(dòng)皮質(zhì)，可改善多發(fā)性硬化癥患者吞咽功能。Cosentino等[36]發(fā)現(xiàn)，應(yīng)用陽(yáng)極tDCS刺激右側(cè)吞咽運(yùn)動(dòng)皮質(zhì)，5次治療后吞咽功能改善可持續(xù)1個(gè)月。Sánchez-Kuhn等[37]發(fā)現(xiàn)，1 mA 陽(yáng)極tDCS 刺激左側(cè)初級(jí)運(yùn)動(dòng)區(qū)20 min，結(jié)合常規(guī)吞咽康復(fù)治療4 周，左小腦內(nèi)側(cè)梗死患者臨床癥狀減輕，生活質(zhì)量提高，梗死區(qū)神經(jīng)纖維連接性增強(qiáng)。

諸多證據(jù)支持tDCS是吞咽康復(fù)的重要輔助工具。

3.2 TMS

隨著康復(fù)和神經(jīng)心理學(xué)的不斷交互發(fā)展，rTMS 已不再單純用于治療精神疾病和肢體障礙，在言語(yǔ)、認(rèn)知、吞咽等眾多領(lǐng)域也備受歡迎。腦功能成像技術(shù)的進(jìn)步徹底改變我們對(duì)大腦皮質(zhì)處理信息的理解。Hamdy等[8]聯(lián)合應(yīng)用TMS和正電子發(fā)射斷層掃描探索吞咽的大腦皮質(zhì)位點(diǎn)。TMS 療效也被大量臨床案例證實(shí)[38-46]。見(jiàn)表1。

總結(jié)以上研究可以看出，卒中后吞咽障礙的rTMS 治療多選用3 Hz 或5 Hz 高頻刺激，研究對(duì)象多為單側(cè)半球損傷患者，無(wú)論健側(cè)、患側(cè)還是雙側(cè)刺激均能達(dá)到較好療效。低頻rTMS治療吞咽障礙的臨床研究相對(duì)較少，可選用1 Hz抑制健側(cè)皮質(zhì)興奮性，使雙側(cè)大腦半球重建平衡，從而促進(jìn)吞咽功能恢復(fù)[47]?？梢钥闯?，無(wú)論高頻還是低頻刺激，只要有針對(duì)性地選擇部位和方式，都能取得不錯(cuò)療效。

表1 rTMS刺激吞咽皮質(zhì)改善患者吞咽功能的相關(guān)研究

4 TMS與tDCS的比較

由于吞咽的支配為雙側(cè)支配，理論上刺激任何一側(cè)都可以使患者吞咽功能進(jìn)步。Yang 等[48]的Meta 分析顯示，尚不能確定同側(cè)刺激還是對(duì)側(cè)刺激更有效。TMS 和tDCS 已在包括吞咽障礙在內(nèi)的多種運(yùn)動(dòng)疾病治療中表現(xiàn)出積極作用，安全性高，且有后續(xù)效應(yīng)。但兩種技術(shù)對(duì)顱內(nèi)有金屬植入物者均不適宜。

rTMS 的磁信號(hào)可無(wú)衰減地通過(guò)顱骨，直接誘導(dǎo)動(dòng)作電位刺激靶皮質(zhì)，刺激深度和精度均高于tDCS。但儀器不易移動(dòng)，價(jià)格昂貴。tDCS 小巧、易攜帶，可在任務(wù)態(tài)下進(jìn)行治療，費(fèi)用相對(duì)較低，偽刺激較易實(shí)施，可用于隨機(jī)對(duì)照研究。tDCS陰極刺激可減少癲癇發(fā)作[7]。TMS 可能引起局部短暫疼痛、刺痛等[49]。tDCS 在大范圍刺激大腦時(shí)，產(chǎn)生的副作用和不適感較少[50]。Pisegna 等[51]的一項(xiàng)Meta 分析表明，目前很難明確TMS和tDCS哪種方法對(duì)吞咽障礙治療的效果更顯著。

5 展望

熟悉病變后潛在的大腦結(jié)構(gòu)改變，采取有針對(duì)性的干預(yù)措施，對(duì)實(shí)現(xiàn)預(yù)期的康復(fù)效果非常重要。通過(guò)磁共振成像和擴(kuò)散張量成像等神經(jīng)影像學(xué)技術(shù)與吞咽神經(jīng)調(diào)節(jié)技術(shù)相結(jié)合，使得行為學(xué)指標(biāo)和微觀結(jié)構(gòu)變化更具有說(shuō)服力，為T(mén)MS 和tDCS 的臨床使用提供了更多機(jī)會(huì)。

今后可運(yùn)用肌電生物反饋技術(shù)、表面肌電圖技術(shù)、近紅外腦成像等技術(shù)，選擇性、個(gè)體化進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，分析不同神經(jīng)調(diào)控技術(shù)對(duì)吞咽障礙患者吞咽肌群和大腦皮質(zhì)的影響，以更好了解任務(wù)狀態(tài)下患者的情況?？祻?fù)需要我們更多地關(guān)注患者本身，不單純治愈疾病，而是選擇最適合患者的個(gè)體化治療方案，幫助其盡快回歸家庭和社會(huì)。

利益沖突聲明：所有作者聲明不存在利益沖突。