經(jīng)顱直流電刺激對腦卒中患者上肢運(yùn)動功能康復(fù)的效果

王偉，宋為群，張艷明，胡潔，嚴(yán)莉，張大華

1.首都醫(yī)科大學(xué)宣武醫(yī)院康復(fù)醫(yī)學(xué)科，北京市 100053；2.首都醫(yī)科大學(xué)，北京市 100069

近年來，腦卒中發(fā)病率日趨增長，并呈年輕化趨勢，是成年人致殘的主要原因；其中約65%的患者遺留上肢功能障礙，而手功能障礙的康復(fù)尤其困難，對患者的日常生活造成嚴(yán)重影響，盡快恢復(fù)患者上肢功能至關(guān)重要[1]。發(fā)病前幾個月上肢功能恢復(fù)相對較快[2]。非侵入性腦刺激技術(shù)與外周康復(fù)訓(xùn)練相結(jié)合，可通過中樞刺激調(diào)節(jié)大腦皮質(zhì)興奮性，結(jié)合外周干預(yù)增加感覺信息反饋，進(jìn)而促進(jìn)突觸可塑性和運(yùn)動功能的習(xí)得，很大程度改善腦卒中患者康復(fù)療效[3]。經(jīng)顱直流電刺激(transcranial direct current stimulation,tDCS)作為一種非侵入性腦刺激技術(shù)，通過1～2 mA 恒定且微弱的直流電調(diào)節(jié)大腦皮質(zhì)神經(jīng)元的興奮性，是神經(jīng)康復(fù)領(lǐng)域有效的治療方法[4]。上肢康復(fù)機(jī)器人一方面可提供大量重復(fù)性的運(yùn)動訓(xùn)練，另一方面可提供客觀的訓(xùn)練數(shù)據(jù)和評估數(shù)據(jù)[5]。本研究采用“中樞-外周”的康復(fù)模式，探討在上肢康復(fù)機(jī)器人訓(xùn)練的基礎(chǔ)上增加tDCS 治療聯(lián)合療法對腦卒中后上肢功能的康復(fù)效果。

1 資料與方法

1.1 一般資料

2017 年12 月至2019 年12 月，選取在首都醫(yī)科大學(xué)宣武醫(yī)院康復(fù)醫(yī)學(xué)科住院的腦卒中患者50例，均符合中華醫(yī)學(xué)會神經(jīng)病學(xué)分會腦血管病學(xué)組制定的《中國急性缺血性腦卒中防治指南2010》[6]和《中國腦出血防治指南(2014)》[7]的腦卒中診斷標(biāo)準(zhǔn)，并經(jīng)頭顱CT或MRI確診。

納入標(biāo)準(zhǔn)：①初發(fā)腦卒中；②年齡25～80 歲；③病程1～6個月；④病情穩(wěn)定，意識清醒，無認(rèn)知障礙；⑤能配合完成所有訓(xùn)練和評估；⑥治療前均未接受過tDCS和上肢康復(fù)機(jī)器人訓(xùn)練；⑦簽署知情同意書。

排除標(biāo)準(zhǔn)：①雙側(cè)大腦病變；②腦外傷史及顱部腫瘤；③嚴(yán)重抑郁癥；④顱內(nèi)金屬置物；⑤嚴(yán)重的內(nèi)科疾病(心臟起搏器、肝腎功能不全、傳染性疾病等)；⑥聽力、視力障礙；⑦患者或其家屬不配合。

入組患者按照隨機(jī)數(shù)字法分為兩組，共納入50例。兩組性別、年齡、病程等無顯著性差異(P＞0.05)。見表1。

表1 兩組一般資料比較

本研究經(jīng)首都醫(yī)科大學(xué)宣武醫(yī)院醫(yī)學(xué)倫理委員會審核批準(zhǔn)(No.臨研審【2020】046號)。

1.2 方法

兩組均接受常規(guī)康復(fù)治療和上肢康復(fù)機(jī)器人訓(xùn)練，試驗(yàn)組在對照組治療基礎(chǔ)上增加tDCS。

1.2.1常規(guī)康復(fù)治療

臨床物理治療30 min/次和臨床作業(yè)治療30 min/次。①臥位下，采取正確抗痙攣體位，進(jìn)行肩胛帶、肩、肘、前臂、腕、指關(guān)節(jié)的運(yùn)動訓(xùn)練，著重訓(xùn)練手指的抓握和精細(xì)運(yùn)動。②坐位下，Bobath 握手在桌面上推動滾筒進(jìn)行肩肘關(guān)節(jié)運(yùn)動訓(xùn)練；通過調(diào)整木釘盤的高度、肢體擺放、不同動作，綜合訓(xùn)練患者肩、肘、前臂、腕，手指抓握；在治療師的保護(hù)下進(jìn)行雙手拋接球訓(xùn)練、傳遞物體訓(xùn)練等。③站立位下，患側(cè)上肢在健側(cè)上肢輔助下進(jìn)行推墻訓(xùn)練，患側(cè)上肢行手指階梯訓(xùn)練，穿衣、洗漱等日常生活動作訓(xùn)練。④其他：患者出現(xiàn)肩關(guān)節(jié)半脫位或在站立位訓(xùn)練時，可佩戴肩帶、手夾板；中頻電治療，根據(jù)病情，制定適合的處方，1 h/次，2次/d，5 d/周。連續(xù)訓(xùn)練2周。

1.2.2上肢康復(fù)機(jī)器人訓(xùn)練

采用ReConn 上肢康復(fù)系統(tǒng)(北京蝶禾誼安信息技術(shù)有限公司)，包括被動運(yùn)動、助動-單點(diǎn)觸發(fā)運(yùn)動、助動-多點(diǎn)觸發(fā)運(yùn)動、助動-連續(xù)觸發(fā)運(yùn)動、主動運(yùn)動、抗阻運(yùn)動、擾動運(yùn)動模式7 種模式。患者一般從較簡單的單關(guān)節(jié)訓(xùn)練開始，包括肩關(guān)節(jié)、肘關(guān)節(jié)訓(xùn)練軌跡；隨后進(jìn)行二維訓(xùn)練，包括多個關(guān)節(jié)相互協(xié)調(diào)訓(xùn)練；較難的三維訓(xùn)練和升降訓(xùn)練多需要治療師輔助；最后增加游戲訓(xùn)練，如取物、射擊、左右上下彈球訓(xùn)練等。訓(xùn)練循序漸進(jìn)、由簡到難，隨著患者功能改善及時調(diào)整運(yùn)動模式，每次20 min，每天1 次，每周5 d，連續(xù)訓(xùn)練2周。

1.2.3tDCS

采用IS200 型智能電刺激儀(四川智能電子實(shí)業(yè)有限公司)，在上肢康復(fù)機(jī)器人訓(xùn)練前行tDCS 治療。5×7 cm 等滲鹽水明膠海綿電極，陽極置于病灶側(cè)C3/C4頭皮，即初級運(yùn)動區(qū)(primary motor area,M1)，陰極置于對側(cè)眶上區(qū)；電流密度0.057 A/m2，電流強(qiáng)度2 mA，2 次/d，20 min/次，每周5 d，連續(xù)治療2周。

1.3 評定標(biāo)準(zhǔn)

由同一治療師在治療前后采用ReConn 上肢康復(fù)機(jī)器人評價體系、簡式Fugl-Meyer 運(yùn)動功能評分-上肢部分(simplified Fugl-Meyer Assessment-Upper Extremities,FMA-UE)、Carroll 手功能評定(Upper Extremity Function Test,UEFT)、改良Barthel 指數(shù)(modified Barthel Index,MBI)進(jìn)行評估。

1.3.1ReConn上肢康復(fù)機(jī)器人評定

根據(jù)患者的訓(xùn)練軌跡，評估肩、肘運(yùn)動，7 種模式對應(yīng)不同的評定項(xiàng)目，主要包括運(yùn)動平滑性(主動模式、抗阻模式、擾動模式)、主動參與能力(連續(xù)觸發(fā)、主動模式、抗阻模式、擾動模式)、活動范圍(被動模式、主動模式、抗阻模式、擾動模式)、主動參與能力(所有模式)、反應(yīng)能力(單點(diǎn)觸發(fā)、階段觸發(fā))、主動參與力量(所有模式)，主要選取主動參與能力和主動參與力量兩個指標(biāo)。主動參與能力為患者主動參與距離與訓(xùn)練點(diǎn)之間距離的比值乘以100%；主動參與力量為每次訓(xùn)練過程中患者主動用力的比值。為方便比較，我們將7 種模式按難易記為10～70 分，將主動參與能力和主動參與力量百分比＜25%記為2 分，25%～75%記為4 分，＞75%記為6 分，以可完成最難模式下兩項(xiàng)評分相加為最終評分。

1.3.2FMA-UE

主要評定內(nèi)容包括有無反射活動、屈肌共同運(yùn)動、伸肌共同運(yùn)動、伴有共同運(yùn)動的活動、分離運(yùn)動、反射亢進(jìn)、腕穩(wěn)定性、肘伸直肩前屈30°、手協(xié)調(diào)性與速度，每項(xiàng)0～2 分，總分66 分，評分越高，說明上肢功能越好[8]。

1.3.3UEFT

該評定將與日常生活活動相關(guān)的上肢動作分為6類，共33 項(xiàng)，1～4 類主要評定手的抓握和對指捏功能，5～6 類主要評定上肢的整體功能和協(xié)調(diào)性。每項(xiàng)0～3分，評分越高，說明上肢功能越好[9]。

1.3.4MBI

評定患者日常生活活動能力。包括10項(xiàng)內(nèi)容，總分100 分，評分越高，獨(dú)立性越強(qiáng)，日常生活能力越強(qiáng)[10]。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

采用SPSS 23.0 統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，計(jì)量資料符合正態(tài)分布，以()表示，采用t檢驗(yàn)；計(jì)數(shù)資料采用頻數(shù)表示，采用χ2檢驗(yàn)。顯著性水平α=0.05。

2 結(jié)果

治療前，兩組ReConn、FMA-UE、UEFT 和MBI評分均無顯著性差異(P＞0.05)；治療后，兩組各項(xiàng)評分均顯著提高(P＜0.001)，試驗(yàn)組各項(xiàng)評分均高于對照組(P＜0.05)。見表2～表5。

表2 兩組治療前后ReConn評分比較

表3 兩組治療前后FMA-UE評分比較

表4 兩組治療前后UEFT評分比較

表5 兩組治療前后MBI評分比較

3 討論

近年來，不同形式的非侵入性腦刺激技術(shù)已廣泛應(yīng)用于腦卒中后運(yùn)動康復(fù)[11]。tDCS是促進(jìn)神經(jīng)可塑性的潛在有效方式之一，可能的作用機(jī)制是改變皮質(zhì)興奮性，其中陽極刺激增加皮質(zhì)興奮性、陰極刺激抑制皮質(zhì)興奮性[12]；tDCS 促使鈉-鉀泵的運(yùn)轉(zhuǎn)和局部跨膜離子濃度變化，參與突觸可塑性調(diào)節(jié)，形成突觸重塑和功能連接[13]；tDCS 還可引起Ca2+在突觸前、后神經(jīng)細(xì)胞胞體和末梢積聚，突觸后神經(jīng)細(xì)胞內(nèi)Ca2+濃度顯著增高，啟動胞內(nèi)第二信使反應(yīng)，募集更多受體進(jìn)入突觸后膜并增加其敏感性，從而引起長時程增強(qiáng)現(xiàn)象[14]。腦卒中后上肢功能障礙康復(fù)中應(yīng)用tDCS 主要基于兩半球間不平衡理論[15]。腦卒中患者患手運(yùn)動時，對側(cè)M1、對側(cè)運(yùn)動前皮質(zhì)、同側(cè)小腦、雙側(cè)輔助運(yùn)動區(qū)和頂葉皮質(zhì)任務(wù)相關(guān)神經(jīng)激活增強(qiáng)；運(yùn)動障礙的恢復(fù)通常與靜息狀態(tài)連接平衡恢復(fù)有關(guān)，特別是在同側(cè)M1 和對側(cè)區(qū)域之間[16]。同側(cè)M1 和對側(cè)M1 之間的功能連通性降低，與運(yùn)動損傷嚴(yán)重程度相關(guān)[17]。功能磁共振成像證明[18]，tDCS 可以提高M(jìn)1 興奮性，且可強(qiáng)化運(yùn)動表現(xiàn)，如反應(yīng)時間、運(yùn)動準(zhǔn)確性和速度。Dumel 等[19]研究表明，健康老年人行M1 區(qū)陽極電刺激5 d，同時進(jìn)行運(yùn)動訓(xùn)練，可改善手部運(yùn)動功能，療效在訓(xùn)練結(jié)束后持續(xù)3個月。Mahmoudi等[20]研究發(fā)現(xiàn)，無論是雙側(cè)tDCS、單側(cè)陽極或單側(cè)陰極tDCS，均可提高腦卒中患者JebSen 手功能測試成績。專家共識指出[21]，陽極tDCS 治療腦卒中后運(yùn)動功能障礙的證據(jù)等級為中級。我們認(rèn)為，陽極tDCS 對腦卒中后上肢功能恢復(fù)有一定療效，但還需聯(lián)合其他外周訓(xùn)練，進(jìn)一步改善腦卒中患者上肢運(yùn)動功能。

上肢康復(fù)機(jī)器人利用重復(fù)性運(yùn)動刺激，幫助患者進(jìn)行上肢功能訓(xùn)練；游戲訓(xùn)練設(shè)計(jì)能激發(fā)患者主動參與訓(xùn)練；同時，目標(biāo)導(dǎo)向軌跡訓(xùn)練的實(shí)時反饋，能根據(jù)患者的恢復(fù)情況，隨時調(diào)整訓(xùn)練模式，讓患者更直觀感受到上肢功能的恢復(fù)[22]。機(jī)器人輔助康復(fù)的效果已經(jīng)研究證實(shí)[23]。此外，機(jī)器人系統(tǒng)中的傳感器可定量評估患者在治療期間的表現(xiàn)[24]。

本研究顯示，常規(guī)機(jī)器人訓(xùn)練有助于腦卒中患者上肢功能改善，而tDCS 聯(lián)合康復(fù)機(jī)器人訓(xùn)練效果更佳。在常規(guī)上肢機(jī)器人訓(xùn)練前應(yīng)用陽極tDCS 興奮患側(cè)M1區(qū)，增加患側(cè)皮質(zhì)興奮性，預(yù)先激活病變腦區(qū)；上肢康復(fù)機(jī)器人對患側(cè)肩肘關(guān)節(jié)進(jìn)行大量重復(fù)刺激訓(xùn)練。Kim等[25]發(fā)現(xiàn)，陽極tDCS對腦卒中后亞急性期患者的手功能療效顯著。本研究顯示，試驗(yàn)組UEFT 中涉及抓握、捏、側(cè)捏的評分改善明顯，說明tDCS 可以彌補(bǔ)機(jī)器人欠缺的手功能訓(xùn)練，進(jìn)一步改善運(yùn)動表現(xiàn)。tDCS 刺激患側(cè)M1 區(qū)不僅能改善患者上肢功能，對下肢功能也有一定程度改善[26]?；凇爸袠?外周”的訓(xùn)練模式相對于傳統(tǒng)康復(fù)訓(xùn)練和機(jī)器人訓(xùn)練，能夠進(jìn)一步改善腦卒中患者的運(yùn)動功能，進(jìn)而提高患者的日常生活活動能力。

本研究不足之處在于UEFT 中涉及的上肢協(xié)調(diào)性的評分改善不明顯，可能由于治療時間較短，今后將進(jìn)行更長周期的治療和隨訪。本研究樣本量較小，沒有針對不同部位和病程進(jìn)行更細(xì)化的研究，今后將開展大樣本多中心研究，探討tDCS 在腦卒中治療中的刺激方式、靶點(diǎn)和參數(shù)等。

利益沖突聲明：所有作者聲明不存在利益沖突。