低頻重復(fù)經(jīng)顱磁刺激對(duì)缺血性腦卒中后痙攣性運(yùn)動(dòng)障礙患者的影響

程 冉，湯海紅，張 瑩，陳 偉

(1.徐州醫(yī)科大學(xué)第二臨床醫(yī)學(xué)院，江蘇 徐州 221000；2.徐州醫(yī)科大學(xué)附屬沭陽醫(yī)院，江蘇 沭陽 223600；3.徐州市中心醫(yī)院，江蘇 徐州 221009)

缺血性腦卒中致殘率較高，統(tǒng)計(jì)結(jié)果[1]顯示：存活的缺血性腦卒中患者中痙攣性運(yùn)動(dòng)功能障礙的發(fā)生率約為60%，其中上肢痙攣的發(fā)生率高于下肢.亦有研究[2]顯示：痙攣性運(yùn)動(dòng)障礙中肘關(guān)節(jié)最常見，其次為腕關(guān)節(jié)和踝關(guān)節(jié).規(guī)范的康復(fù)訓(xùn)練能夠有效改善缺血性腦卒中所致的運(yùn)動(dòng)障礙，運(yùn)動(dòng)療法、夾板療法、物理療法、中醫(yī)藥療法等是目前常用的康復(fù)手段，但效果仍不夠理想[3].有研究[4]發(fā)現(xiàn)：單一康復(fù)手段對(duì)缺血性腦卒中后痙攣的效果欠佳，應(yīng)采取綜合康復(fù)方法.經(jīng)顱磁刺激是近年來新興的康復(fù)治療手段，是主要通過高強(qiáng)度脈沖磁場對(duì)腦內(nèi)神經(jīng)進(jìn)行調(diào)節(jié)的電生理過程，能夠影響運(yùn)動(dòng)感覺功能[5].重復(fù)經(jīng)顱磁刺激可作用于大腦神經(jīng)元的不應(yīng)期，促使神經(jīng)元興奮，提高大腦皮層的興奮性[6].本研究主要探討缺血性腦卒中后痙攣性運(yùn)動(dòng)障礙患者低頻重復(fù)經(jīng)顱磁刺激的臨床療效及采用任務(wù)態(tài)fMRI檢測腦激活情況，并探討其相關(guān)機(jī)制.

1 對(duì)象與方法

1.1 研究對(duì)象

選取2019年3月—2020年5月徐州醫(yī)科大學(xué)附屬沭陽醫(yī)院收治的缺血性腦卒中后痙攣性運(yùn)動(dòng)障礙患者240例，隨機(jī)分為研究組與對(duì)照組，每組120例.研究組中男81例，女39例；年齡51～73歲，平均(61.58±4.06)歲；病灶位置：左側(cè)58例，右側(cè)62例.對(duì)照組中男83例，女37例；年齡53～72歲，平均(61.75±3.97)歲；病灶位置：左側(cè)56例，右側(cè)64例.性別、年齡、病灶位置在兩組間比較差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，具有可比性.所有患者均簽署知情同意書.

入選標(biāo)準(zhǔn)：經(jīng)CT、MRI診斷為單側(cè)皮層下缺血性腦梗死；首次發(fā)病，病程≥3個(gè)月；生命體征穩(wěn)定，存在上肢痙攣性偏癱.

排除標(biāo)準(zhǔn)：近3周有抗痙攣藥物使用史，近6個(gè)月有上肢肉毒素注射史的患者；合并重要器官功能異常，有癲癇病史或家族史的患者；顱骨缺損或體內(nèi)有金屬植入物的患者.

1.2 方 法

1.2.1 治療方案

對(duì)照組給予常規(guī)康復(fù)治療，包括肌肉牽張訓(xùn)練、關(guān)節(jié)被動(dòng)運(yùn)動(dòng)、良肢位擺放，60 min/次，5次/周，8周為1個(gè)療程.研究組在常規(guī)康復(fù)基礎(chǔ)上加用低頻重復(fù)經(jīng)顱磁刺激，治療前首先測定初級(jí)運(yùn)動(dòng)區(qū)皮層的運(yùn)動(dòng)閾值，之后患者取坐位，在大魚際肌腹側(cè)放置電極，刺激患者健側(cè)初級(jí)運(yùn)動(dòng)區(qū)皮層，找到最佳的刺激點(diǎn)，磁刺激線圈定位于健側(cè)初級(jí)運(yùn)動(dòng)區(qū)皮層，并與頭皮相切，行靶點(diǎn)刺激；刺激頻率1 Hz，磁場強(qiáng)度為90%運(yùn)動(dòng)閾值，每個(gè)序列用10次脈沖，序列間隔2 s，共1 200次脈沖，1次/d，5次/周，8周為1個(gè)療程.

1.2.2 療效評(píng)定

分別于康復(fù)治療前、治療8周后使用磁刺激儀的肌電放大器記錄運(yùn)動(dòng)誘發(fā)電位潛伏期和波幅；使用改良Ashworth量表(MAS)評(píng)估患者的痙攣情況，評(píng)分越高提示痙攣程度越嚴(yán)重；使用Fugl-Meyer量表(FMA-UE)評(píng)估患者上肢運(yùn)動(dòng)功能，評(píng)分越高反映運(yùn)動(dòng)功能越好；使用改良Barthel指數(shù)評(píng)估患者的日常活動(dòng)能力，得分越高反映活動(dòng)能力越強(qiáng).

1.2.3 任務(wù)態(tài)fMRI檢測腦激活情況

掃描前對(duì)患者進(jìn)行培訓(xùn)，掃描期間患者頭部保持靜止?fàn)顟B(tài)，雙手平放于掃描臺(tái)上，在醫(yī)師指示下進(jìn)行手指運(yùn)動(dòng).使用3.0T MRI進(jìn)行掃描，T1WI-3D進(jìn)行全腦結(jié)構(gòu)像掃描，采用單次激發(fā)梯度回波-回波平面成像采集功能像，使用SPM 12.0軟件預(yù)處理數(shù)據(jù)并進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析.全腦激活體素值>20且P<0.01為有效激活，并獲得雙側(cè)運(yùn)動(dòng)相關(guān)腦區(qū)的腦激活圖，包括初級(jí)運(yùn)動(dòng)區(qū)、運(yùn)動(dòng)前區(qū)、輔助運(yùn)動(dòng)區(qū)、感覺運(yùn)動(dòng)區(qū)、小腦.記錄患者患側(cè)手運(yùn)動(dòng)時(shí)的初級(jí)運(yùn)動(dòng)區(qū)激活體素值，計(jì)算偏側(cè)化指數(shù).

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

2 結(jié) 果

2.1 兩組患者運(yùn)動(dòng)誘發(fā)電位及MAS評(píng)分

治療前后運(yùn)動(dòng)誘發(fā)電位潛伏期在兩組患者間比較差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)；治療前，運(yùn)動(dòng)誘發(fā)電位波幅、MAS在兩組患者間比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)；治療8周后，兩組患者運(yùn)動(dòng)誘發(fā)電位波幅明顯高于治療前，MAS明顯低于治療前，其中，研究組改善效果明顯優(yōu)于對(duì)照組，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05).見表1.

表1 治療前后兩組患者運(yùn)動(dòng)誘發(fā)電位及MAS評(píng)分Tab.1 Motor evoked potential and MAS score of the two groups before and after treatment

2.2 兩組患者FMA-UE評(píng)分、改良Barthel指數(shù)

治療前，F(xiàn)MA-UE評(píng)分、改良Barthel指數(shù)在兩組患者間比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)；治療8周后，兩組患者FMA-UE評(píng)分、改良Barthel指數(shù)均明顯高于治療前，其中，研究組升高幅度明顯高于對(duì)照組，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05).見表2.

表2 治療前后兩組患者FMA-UE評(píng)分、改良Barthel指數(shù)Tab.2 FMA-UE scores and modified Barthel index of the two groups before and after treatment

2.3 對(duì)照組患者患側(cè)手運(yùn)動(dòng)時(shí)fMRI檢測腦激活情況

治療前，對(duì)照組患者激活腦區(qū)包括雙側(cè)初級(jí)運(yùn)動(dòng)區(qū)、感覺及輔助運(yùn)動(dòng)區(qū)、楔前葉、額中回、左側(cè)扣帶回、雙側(cè)中央旁小葉、雙側(cè)枕中回；治療8周后，激活腦區(qū)包括雙側(cè)初級(jí)運(yùn)動(dòng)區(qū)、感覺及輔助運(yùn)動(dòng)區(qū)、額中回、雙側(cè)扣帶回、丘腦、頂下小葉、右側(cè)中央旁小葉、左側(cè)枕中回.治療8周后與治療前比較，激活腦區(qū)由雙側(cè)激活轉(zhuǎn)變?yōu)橐曰紓?cè)激活為主，但激活區(qū)域不集中.見圖1.

a 治療前 b 治療8周后圖1 治療前后對(duì)照組患者患側(cè)手運(yùn)動(dòng)時(shí)fMRI分析結(jié)果Fig.1 fMRI analysis results of affected hand movement in control group before and after treatment

2.4 研究組患者患側(cè)手運(yùn)動(dòng)時(shí)fMRI檢測腦激活情況

治療前，研究組患者激活腦區(qū)包括雙側(cè)初級(jí)運(yùn)動(dòng)區(qū)、感覺及輔助運(yùn)動(dòng)區(qū)、額下回、扣帶回、左側(cè)楔前葉、雙側(cè)中央旁小葉、右側(cè)角回；治療8周后，激活腦區(qū)包括雙側(cè)初級(jí)運(yùn)動(dòng)區(qū)、輔助運(yùn)動(dòng)區(qū)、左側(cè)額下回、頂上小葉.治療8周后與治療前比較，激活腦區(qū)由雙側(cè)激活轉(zhuǎn)變?yōu)榛紓?cè)激活為主，但活動(dòng)區(qū)域激活集中.見圖2.

a 治療前 b 治療8周后圖2 治療前后研究組患者患側(cè)手運(yùn)動(dòng)時(shí)fMRI分析結(jié)果Fig.2 fMRI analysis results of affected hand movement in study group before and after treatment

2.5 兩組患者患側(cè)手運(yùn)動(dòng)時(shí)初級(jí)運(yùn)動(dòng)區(qū)偏側(cè)化指數(shù)

以初級(jí)運(yùn)動(dòng)區(qū)為感興趣區(qū)計(jì)算偏側(cè)化指數(shù)，結(jié)果顯示：治療前，M1區(qū)偏側(cè)化指數(shù)在兩組患者之間比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)；治療8周后，兩組患者M(jìn)1區(qū)偏側(cè)化指數(shù)均明顯高于治療前，其中研究組明顯高于對(duì)照組，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05).見表3.

表3 治療前后兩組患者患側(cè)手運(yùn)動(dòng)時(shí)初級(jí)運(yùn)動(dòng)區(qū)偏側(cè)化指數(shù)

3 討 論

缺血性腦卒中后患者運(yùn)動(dòng)相關(guān)腦區(qū)功能受損，影響其運(yùn)動(dòng)功能，大腦皮層能夠通過功能重組和結(jié)構(gòu)修復(fù)來恢復(fù)神經(jīng)運(yùn)動(dòng)功能[7].在大腦皮層重塑過程中存在去抑制狀態(tài)，導(dǎo)致網(wǎng)狀脊髓束過度興奮，脊髓反射控制平衡被破壞，出現(xiàn)痙攣[8].半球間相互作用模型顯示：缺血性腦卒中后會(huì)破壞大腦半球間的相互抑制平衡狀態(tài)，出現(xiàn)健側(cè)半球?qū)紓?cè)的交互性抑制作用增強(qiáng)，影響運(yùn)動(dòng)功能的恢復(fù)[9].理論上恢復(fù)缺血性腦卒中患者半球間平衡狀態(tài)可通過增強(qiáng)患側(cè)半球的興奮性或降低健側(cè)半球的興奮性來實(shí)現(xiàn).

相關(guān)研究[10]顯示：重復(fù)經(jīng)顱磁刺激通過對(duì)不同腦區(qū)的刺激調(diào)節(jié)遠(yuǎn)隔區(qū)域和刺激區(qū)域的神經(jīng)功能興奮性，發(fā)揮治療作用.本研究結(jié)果顯示：低頻重復(fù)經(jīng)顱磁刺激能夠明顯升高運(yùn)動(dòng)誘發(fā)電位波幅以及FMA-UE評(píng)分、改良Barthel指數(shù)，降低MAS評(píng)分.運(yùn)動(dòng)誘發(fā)電位波幅能夠反映大腦皮層和錐體束的興奮性；FMA-UE評(píng)分在肢體運(yùn)動(dòng)功能評(píng)價(jià)中具有較高的應(yīng)用價(jià)值；改良Barthel指數(shù)主要用于評(píng)估患者的日常活動(dòng)水平；MAS是臨床評(píng)估患者痙攣嚴(yán)重程度的常用指標(biāo).本研究結(jié)果提示：低頻重復(fù)經(jīng)顱磁刺激能夠有效改善缺血性腦卒中患者上肢痙攣引起的運(yùn)動(dòng)功能障礙.進(jìn)一步采用fMRI分析低頻重復(fù)經(jīng)顱磁刺激改善缺血性腦卒中后痙攣性運(yùn)動(dòng)障礙的機(jī)制顯示：治療前兩組患者大腦運(yùn)動(dòng)功能區(qū)表現(xiàn)為雙側(cè)廣泛激活，健側(cè)激活明顯，患側(cè)激活少，提示缺血性腦卒中患者早期患側(cè)大腦對(duì)運(yùn)動(dòng)功能的控制可由健側(cè)大腦代償來實(shí)現(xiàn)，也能夠從激活具體腦區(qū)(感覺及輔助運(yùn)動(dòng)區(qū)、額中回、健側(cè)大腦楔前葉、額中回、扣帶回等)與運(yùn)動(dòng)功能相關(guān)的腦區(qū)來進(jìn)一步證實(shí).治療后兩組患者的激活腦區(qū)和強(qiáng)度均出現(xiàn)改變，不同點(diǎn)出現(xiàn)在研究組患者運(yùn)動(dòng)區(qū)激活更集中，主要集中在初級(jí)運(yùn)動(dòng)區(qū)、輔助運(yùn)動(dòng)區(qū)、左側(cè)額下回、頂上小葉，均與控制四肢肌肉運(yùn)動(dòng)和協(xié)調(diào)性有關(guān)，其中對(duì)照組患者激活區(qū)域不集中，研究組患者活動(dòng)區(qū)域激活集中.

初級(jí)運(yùn)動(dòng)區(qū)能夠調(diào)控人體肌肉的精細(xì)運(yùn)動(dòng)，作為隨意運(yùn)動(dòng)的起始點(diǎn)，通過運(yùn)動(dòng)通路傳至腦干和脊髓運(yùn)動(dòng)區(qū)，控制四肢骨骼肌、軀干的運(yùn)動(dòng).初級(jí)運(yùn)動(dòng)區(qū)是低頻重復(fù)經(jīng)顱磁刺激治療的作用區(qū)域，已得到相關(guān)研究[11]證實(shí).本研究結(jié)果顯示：治療8周后，兩組患者M(jìn)1區(qū)偏側(cè)化指數(shù)均明顯高于治療前，其中，研究組明顯高于對(duì)照組，提示低頻重復(fù)經(jīng)顱磁刺激治療后缺血性腦卒中患者初級(jí)運(yùn)動(dòng)區(qū)激活明顯增強(qiáng)，有助于提高肌張力的控制程度，緩解肌肉痙攣狀態(tài)，改善運(yùn)動(dòng)功能障礙.