王子園,郭成根,譚雪峰,王帥帥
(北京師范大學(xué) 體育與運(yùn)動(dòng)學(xué)院,北京 100875)
腦卒中是世界范圍內(nèi)死亡率極高的心血管疾病, 同時(shí)也是導(dǎo)致肢體障礙的主要危險(xiǎn)性因素。 據(jù)了解,腦卒中后出現(xiàn)肢體障礙的患者約占70%, 其中卒中后第一年上肢痙攣患病率高達(dá)19%~38%[1],而上肢痙攣又伴隨著肢體肌腱攣縮、肌群受累以及關(guān)節(jié)活動(dòng)度降低等問題, 在很大程度上降低了腦卒中患者的身體功能恢復(fù)和生活質(zhì)量水平。
現(xiàn)階段, 腦卒中患者上肢功能障礙的恢復(fù)手段主要包括運(yùn)動(dòng)療法、注射藥物療法、物理因子治療、針灸等方式,但這些方式具有一定的局限性,無法取得十分顯著的成效。 經(jīng)顱直流電刺激和重復(fù)經(jīng)顱磁刺激是基礎(chǔ)神經(jīng)科學(xué)和臨床應(yīng)用中最常見的非侵入性腦刺激(Noninvasive Brain Stimulation, NIBS)技術(shù)。 相較于其它治療手段,這種新興的中樞干預(yù)技術(shù)可以調(diào)節(jié)大腦皮質(zhì)的興奮性,促進(jìn)大腦功能重塑,能夠改善腦卒中患者的身體功能[2]。 經(jīng)顱直流電刺激是一種通過頭皮微電流刺激影響神經(jīng)細(xì)胞興奮性的非侵襲性治療方法,由于這種干預(yù)方式不會(huì)誘發(fā)神經(jīng)元產(chǎn)生動(dòng)作電位,能夠降低癲癇等并發(fā)癥的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn),減少短暫性頭痛等不良反應(yīng),在臨床實(shí)踐中要比重復(fù)經(jīng)顱磁刺激更具有優(yōu)勢(shì)。此外,經(jīng)顱直流電刺激還具有便攜的特點(diǎn),且可以有效改善腦卒中患者的情緒障礙、運(yùn)動(dòng)功能障礙、認(rèn)知及言語(yǔ)障礙等,因而近年來在臨床應(yīng)用中受到廣泛關(guān)注[3]。
基于此,本文旨在通過全面檢索經(jīng)顱直流電刺激干預(yù)腦卒中患者上肢功能的相關(guān)文獻(xiàn),對(duì)符合納入要求的多個(gè)研究進(jìn)行二次整合匯總,運(yùn)用meta 統(tǒng)計(jì)工具進(jìn)行系統(tǒng)綜述,為腦卒中患者上肢運(yùn)動(dòng)功能障礙的有效預(yù)防和治療提供參考依據(jù)。
1.1.1 數(shù)據(jù)庫(kù)選擇
計(jì)算機(jī)檢索 Web of Science、PubMed、中國(guó)知網(wǎng)、維普、萬方等數(shù)據(jù)庫(kù),并對(duì)納入研究的文獻(xiàn)進(jìn)行手動(dòng)二次檢索。 文獻(xiàn)檢索起止均為 2000 年 1 月至 2022 年 2 月。 語(yǔ)種為中、英文,研究類型為隨機(jī)對(duì)照實(shí)驗(yàn)研究。
1.1.2 檢索策略
中文數(shù)據(jù)庫(kù)檢索主題詞為: 經(jīng)顱直流電刺激OR 無創(chuàng)腦刺激OR 非侵襲性腦刺激;腦卒中OR 腦血管病OR 腦血管意外 OR 腦出血 OR 腦梗死 OR 腦梗塞 OR 中風(fēng) OR 偏癱; 隨機(jī)對(duì)照實(shí)驗(yàn)OR 意向性分析OR 臨床試驗(yàn)。
外文數(shù)據(jù)庫(kù)檢索主題詞為:“transcranial direct current stimulation”O(jiān)R “tDCS”O(jiān)R “noninvasive brain DC stimulation”;“Stroke”O(jiān)R“cerebrovascular disease”O(jiān)R“cerebrovascular accident”O(jiān)R“cerebral hemorrhage”O(jiān)R“cerebral infarction”O(jiān)R“cerebral infarction”O(jiān)R “hemiplegia;Randomized controlled trial”O(jiān)R intentional analysis”O(jiān)R“clinical trial”。
1.2.1 納入標(biāo)準(zhǔn)
1)研究設(shè)計(jì):隨機(jī)對(duì)照實(shí)驗(yàn);2)研究對(duì)象:腦卒中患者;3)干預(yù)措施:tDCS 或 tDCS 聯(lián)合運(yùn)動(dòng)治療;4)對(duì)照組:假刺激或常規(guī)康復(fù)治療;5) 結(jié)局指標(biāo):Fugl-Meyer 運(yùn)動(dòng)功能量表;6)文獻(xiàn)語(yǔ)種:中文和英文。
1.2.2 排除標(biāo)準(zhǔn)
1)非 RCT(綜述、自身對(duì)照實(shí)驗(yàn)、個(gè)案報(bào)告等);2)未能提取有效數(shù)據(jù)的文獻(xiàn);3)重復(fù)發(fā)表的文獻(xiàn)。
1.2.3 文獻(xiàn)篩選與信息提取
由兩名獨(dú)立的研究員通過閱讀檢索文獻(xiàn)的題目和摘要進(jìn)行初步篩選,選擇符合納入標(biāo)準(zhǔn)的文獻(xiàn)并下載全文;嚴(yán)格按照排除標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行第一輪剔除。 接下來對(duì)下載文獻(xiàn)進(jìn)行詳細(xì)閱讀,采用標(biāo)準(zhǔn)化流程提取有效數(shù)據(jù), 建立表格以整理文獻(xiàn)基本信息和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù), 反復(fù)進(jìn)行數(shù)據(jù)核對(duì), 如遇不同意見則討論解決,或由第3 位研究員參與解決,最后達(dá)成共識(shí)。 提取內(nèi)容包括:①一般資料:作者、發(fā)文年限、樣本量、受試者年齡、病程;②研究特征:干預(yù)方案(電流強(qiáng)度、刺激部位、周期、頻率、時(shí)間等各項(xiàng)參數(shù))、結(jié)局指標(biāo)等,并對(duì)上肢功能效應(yīng)量的均值、標(biāo)準(zhǔn)差及樣本量單獨(dú)提取,方便后續(xù)數(shù)據(jù)處理;③隨機(jī)化方案的實(shí)施、盲法等。
圖1 文獻(xiàn)篩選示意圖
文獻(xiàn)質(zhì)量的高低與納入研究的偏倚風(fēng)險(xiǎn)密切相關(guān), 根據(jù)Cochrane 協(xié)作網(wǎng)推薦的偏倚風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法對(duì)納入文獻(xiàn)進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。 評(píng)估內(nèi)容包括:①分配方法滿足隨機(jī)性;②分配方案隱藏;③是否盲法;④結(jié)果數(shù)據(jù)的完整性;⑤選擇性報(bào)告研究結(jié)果;⑥其他偏倚來源。
由兩名研究員采用Stata13.0(meta 模板)軟件對(duì)所提取的資料進(jìn)行定量分析。 納入文獻(xiàn)的結(jié)局指標(biāo)為連續(xù)型變量,測(cè)量單位一致,采用加權(quán)均數(shù)差(WMD)進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),并計(jì)算95%置信區(qū)間。 采用RevMan5.3 軟件對(duì)納入研究進(jìn)行發(fā)表偏倚分析。本研究通過計(jì)算I2值檢測(cè)研究間的異質(zhì)性,若I2=0,認(rèn)為納入研究間不存在異質(zhì)性;若0<I2<50%,認(rèn)為納入研究間異質(zhì)性較小,采用固定效應(yīng)模型進(jìn)行分析。 若I2≥50%,認(rèn)為納入研究間異質(zhì)性較大,則采用隨機(jī)效應(yīng)模型進(jìn)行分析,并對(duì)納入文獻(xiàn)調(diào)節(jié)變量進(jìn)行亞組分析、meta 回歸,以探究異質(zhì)性的來源。
表1 WOS 數(shù)據(jù)庫(kù)的檢索策略
表2 文獻(xiàn)質(zhì)量評(píng)價(jià)表
本研究共納入13 篇文獻(xiàn), 樣本總量為602 例;10 篇文獻(xiàn)受試者平均年齡均在52 歲以上; 納入文獻(xiàn)發(fā)表年份位于近5年的共有5 篇。 9 篇研究對(duì)照組的受試者采用假刺激;1 篇研究對(duì)照組的受試者采用康復(fù)機(jī)器人結(jié)合假刺激;1 篇研究對(duì)照組的受試者采用限制性誘導(dǎo)運(yùn)動(dòng)療法;1 篇研究對(duì)照組的受試者采用上肢機(jī)器人輔助治療結(jié)合假刺激;1 篇研究對(duì)照組的受試者采用常規(guī)運(yùn)動(dòng)治療結(jié)合肌肉能量技術(shù)。
在評(píng)價(jià)上肢功能恢復(fù)情況測(cè)量指標(biāo)上, 有13 篇文獻(xiàn)采用Fugl-Meyer(Fugl-Meyer Assessment, FMA)評(píng)定法評(píng)定,F(xiàn)MA是評(píng)估腦卒中患者上肢運(yùn)動(dòng)功能時(shí)最常用的結(jié)局指標(biāo)[4]。 FMA中的上肢功能評(píng)定總分為66 分,共有33 項(xiàng),每項(xiàng)分為3 個(gè)等級(jí):0 分表示不能做,1 分表示部分能做,2 分表示充分完成[5]。
本研究納入文獻(xiàn)13 篇,可以進(jìn)行偏倚性檢驗(yàn)。 如下圖所示:散點(diǎn)圖分布較均勻,左右基本對(duì)稱,提示不存在明顯的發(fā)表偏倚。
圖2 上肢運(yùn)動(dòng)功能(Upper Fugl-Meyer)評(píng)分散點(diǎn)圖
2.3.1 經(jīng)顱直流電刺激對(duì)腦卒中患者Fugl-Meyer運(yùn)動(dòng)功能量表指標(biāo)的影響
共13 篇文獻(xiàn),16 項(xiàng)研究的結(jié)局指標(biāo)涉及到了上肢運(yùn)動(dòng)功能(Upper Fugl-Meyer)評(píng)分,受試對(duì)象總計(jì) 602 名。 各項(xiàng)研究均在實(shí)驗(yàn)前對(duì)受試對(duì)象的各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行了基線測(cè)試, 且差異不具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。 如下圖所示,合并效應(yīng)量后,異質(zhì)性檢驗(yàn)顯示:所納入的各項(xiàng)研究之間存在較大的異質(zhì)性(p<0.01,I2=83.4%),因此采用隨機(jī)效應(yīng)模型進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。 Meta 分析結(jié)果提示:合并效應(yīng)量MD=2.96,95%CI[-0.68,6.61],結(jié)果表明經(jīng)顱直流電刺激實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照組在上肢運(yùn)動(dòng)功能方面差異不具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
圖3 Fugl-Meyer 運(yùn)動(dòng)功能量表指標(biāo)森林圖
由于納入研究間存在較高異質(zhì)性, 為了解釋異質(zhì)性的來源, 對(duì)可能引起異質(zhì)性的研究特征進(jìn)行單因素meta 回歸分析。 以樣本量為協(xié)變量進(jìn)行單因素meta 回歸分析可知,樣本量不同能夠解釋研究間變異量的81.59%,該模型的擬合度為Tau2=0.539,p=0.142>0.05,不具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,說明樣本量不是導(dǎo)致異質(zhì)性較高的來源; 以年份為協(xié)變量進(jìn)行單因素meta回歸分析可知, 年份不同能夠解釋研究間變異量的76.99%,該模型的擬合度為0.384,p=0.016<0.05, 具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,說明發(fā)表時(shí)間是引起異質(zhì)性的主要來源; 以周期為協(xié)變量進(jìn)行單因素meta 回歸分析可知,周期不同能夠解釋研究間變異量的84.04%,該模型的擬合度為0.629,p=0.593,不具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,說明周期不是引起異質(zhì)性的主要來源;以頻率為協(xié)變量進(jìn)行單因素meta 回歸分析可知,頻率不同能夠解釋研究間變異量的80.17%,該模型的擬合度Tau2=0.478,p=0.07,不具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,但據(jù)meta 回歸所得關(guān)系圖可知,隨著干預(yù)次數(shù)的增多,效應(yīng)量出現(xiàn)明顯變化,說明頻率也是引起異質(zhì)性的因素之一。 如表 4、圖 4 所示。
圖4 不同研究特征對(duì)研究間異質(zhì)性影響的單因素meta 回歸分析
表4 不同研究特征對(duì)研究間異質(zhì)性影響的單因素meta 回歸分析
表3 納入文獻(xiàn)基本特征一覽表
亞組分析也是meta 分析中處理異質(zhì)性的方法之一。 由于異質(zhì)性較大,為了探究各研究間異質(zhì)性的來源,對(duì)納入的16 項(xiàng)研究進(jìn)行了亞組分析。 通過對(duì)納入文獻(xiàn)的逐篇瀏覽分析,發(fā)現(xiàn)各項(xiàng)研究間經(jīng)顱直流電刺激組的干預(yù)周期、干預(yù)頻率、干預(yù)時(shí)間存在較大差異。因此發(fā)表年份按照近5 年內(nèi)和非近5 年發(fā)表分組, 周期按照 2~6w、8~12w 分組, 頻率按照周、5~7 次/w 分組,時(shí)間按照 20min/次、30min/次分組。 由于 Allman 等[10]研究的干預(yù)周期僅9d,考慮到可能影響分析結(jié)果,固本次亞組分析將其剔除。 采用隨機(jī)效應(yīng)模型合并效應(yīng)量,結(jié)果發(fā)現(xiàn)近5 年發(fā)表的 7 項(xiàng)研究,合并效應(yīng)具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(MD=6.50,95%CI:1.76~11.24,p<0.01),提示近 5 年發(fā)表的相關(guān)研究,實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組的康復(fù)效果具有顯著性差異。 這可能是由于醫(yī)療手段的進(jìn)步以及更加科學(xué)的治療方案, 促使經(jīng)顱直流電刺激的干預(yù)效果明顯提升。 此外,干預(yù)頻率為每周5 次以上的13 個(gè)研究,合并效應(yīng)具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(MD=4.05,95%CI:0.09~8.00,p<0.05), 提示經(jīng)顱直流電刺激作為腦卒中患者上肢運(yùn)動(dòng)功能的主要康復(fù)手段時(shí),采用每周至少進(jìn)行5 次的干預(yù)頻率,才可能會(huì)取得比較顯著的恢復(fù)效果。
本研究所納入的13 篇文獻(xiàn)中尚未發(fā)現(xiàn)經(jīng)顱直流電刺激對(duì)受試者誘發(fā)的任何不良反應(yīng)的相關(guān)報(bào)道。
本研究旨在探討經(jīng)顱直流電刺激對(duì)腦卒中患者上肢運(yùn)動(dòng)功能的治療效果。 通過全面檢索數(shù)據(jù)庫(kù)相關(guān)文獻(xiàn),最終納入文獻(xiàn)13 篇,共16 項(xiàng)臨床隨機(jī)對(duì)照實(shí)驗(yàn)研究。 提取結(jié)局指標(biāo)相關(guān)數(shù)據(jù)合并效應(yīng)量,根據(jù)異質(zhì)性結(jié)果,分別采用固定效應(yīng)模型或隨機(jī)效應(yīng)模型進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析, 對(duì)經(jīng)顱直流電刺激影響腦卒中患者Fugl-Meyer(上肢)運(yùn)動(dòng)量表評(píng)分進(jìn)行系統(tǒng)評(píng)價(jià)。
據(jù)現(xiàn)有研究顯示, 經(jīng)顱直流電刺激改善腦卒中患者上肢運(yùn)動(dòng)功能還未得到充分證實(shí)。 由于異質(zhì)性較高,通過meta 回歸分析、亞組分析探究異質(zhì)性的來源。 結(jié)果發(fā)現(xiàn)發(fā)表年份和干預(yù)頻率是導(dǎo)致異質(zhì)性較高的主要因素,究其原因,可能是由于經(jīng)顱直流電刺激干預(yù)方案的科學(xué)性變化, 影響腦卒中患者上肢運(yùn)動(dòng)功能的康復(fù)效果。 此外,經(jīng)顱直流電刺激作為腦卒中患者上肢運(yùn)動(dòng)功能康復(fù)手段的主要方式時(shí),采用每周至少進(jìn)行5次的干預(yù)頻率,會(huì)取得較為顯著的恢復(fù)效果。
這 一 結(jié) 果 符 合 前 人 的 研 究 結(jié) 論[18]。 Natalia 等[19]研 究 通過 Fugl-Meyer 上肢運(yùn)動(dòng)評(píng)估(FM/ue)和下肢 10m 步行測(cè)試(10MWT)進(jìn)行腦卒中患者功能評(píng)估,共10 項(xiàng)研究納入分析,結(jié)果顯示經(jīng)顱直流電刺激聯(lián)合機(jī)器人對(duì)上肢功能改善效果不顯著,但發(fā)現(xiàn)在下肢功能方面可能存在一定的積極效果。 由于經(jīng)顱直流電刺激作為干預(yù)手段的臨床試驗(yàn)較少, 以及檢索文獻(xiàn)存在不全面的可能性, 因此仍需進(jìn)一步展開有關(guān)于經(jīng)顱直流電刺激對(duì)腦卒中患者上肢運(yùn)動(dòng)功能的大樣本量、高質(zhì)量、長(zhǎng)期觀察、 干預(yù)頻率和時(shí)間都較為科學(xué)合理的臨床雙盲隨機(jī)對(duì)照實(shí)驗(yàn)。
經(jīng)顱直流電刺激是一種利用恒定、低強(qiáng)度直流電,通過調(diào)節(jié)大腦皮質(zhì)活動(dòng)狀態(tài), 從而促進(jìn)腦卒中患者功能障礙恢復(fù)的非侵入性治療技術(shù)。 經(jīng)顱直流電刺激對(duì)腦卒中患者神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的影響大都基于半球間競(jìng)爭(zhēng)模型和代償模型兩種理論。 半球間競(jìng)爭(zhēng)模型指腦卒中后局灶性腦損傷, 降低患側(cè)神經(jīng)元的興奮性,因半球間相互作用失衡,健側(cè)神經(jīng)元的興奮性升高。 因此通過經(jīng)顱直流電刺激的方式, 調(diào)節(jié)患側(cè)和健側(cè)的皮質(zhì)興奮性, 使之達(dá)到一種平衡, 促進(jìn)腦卒中患者上肢運(yùn)動(dòng)功能的恢復(fù)。 代償模型則主要是指腦卒中患者健側(cè)皮質(zhì)興奮性升高是由于患側(cè)受損后的一種補(bǔ)償。 雖然以上兩種模型的可行性還未達(dá)成共識(shí), 但目前大部分研究還是以經(jīng)典的半球間競(jìng)爭(zhēng)模型為基礎(chǔ)[20]。 在通常情況下,陽(yáng)極刺激能夠增強(qiáng)患側(cè)刺激部位神經(jīng)元的興奮性, 而陰極刺激則能夠降低健側(cè)刺激部位神經(jīng)元的興奮性,從而達(dá)到恢復(fù)腦卒中患者運(yùn)動(dòng)功能的效果[21]。 通過調(diào)節(jié)電流強(qiáng)度、刺激參數(shù)、刺激部位、電極片大小、極性等因素,經(jīng)顱直流電刺激的作用效果存在較大差異[22]。
相關(guān)研究表明,隨著電流密度的增大,經(jīng)顱直流電刺激的作用效果也會(huì)更好[23]。 即經(jīng)顱直流電刺激的功效在一定程度上取決于電流密度和刺激持續(xù)時(shí)間[24]。 并且發(fā)現(xiàn)電流密度高于0.029mA/cm2的效果要比低于0.029mA/cm2的影響更顯著。但有研究證實(shí)0.013mA/cm2的電流密度會(huì)引起更大的皮質(zhì)脊髓興奮性變化。0.013mA/cm2的電流密度足以激活鈣通道并增加細(xì)胞內(nèi)鈣含量,導(dǎo)致神經(jīng)元去極化。 但還發(fā)現(xiàn),當(dāng)電流密度高于0.029mA/cm2時(shí), 電流密度和皮質(zhì)脊髓興奮性變化之間存在直接關(guān)系[25]。 此外,電流密度設(shè)置不恰當(dāng)也會(huì)帶來一定的副作用, 海綿電極中累積的有毒物質(zhì)也可能導(dǎo)致陽(yáng)極皮膚損傷。 因此,可能存在一個(gè)最適宜但不是最大的電流密度,能夠?qū)δX卒中患者產(chǎn)生最大化的治療效益。
表5 亞組分析
本研究的局限性之一是僅選取了一個(gè)可以衡量上肢運(yùn)動(dòng)功能的結(jié)局指標(biāo), 后續(xù)可以通過增添結(jié)局指標(biāo)的方式進(jìn)一步佐證經(jīng)顱直流電刺激對(duì)腦卒中患者上肢運(yùn)動(dòng)功能的恢復(fù)效果。 其次,納入的16 項(xiàng)研究中,受試者特征、干預(yù)周期、頻次、時(shí)間以及刺激參數(shù)存在較大差異, 因而可能導(dǎo)致各研究間的異質(zhì)性較大,降低可信度;雖然納入的11 篇英文文獻(xiàn)中有10篇文獻(xiàn)實(shí)施盲法,但納入的兩篇中文文獻(xiàn)均未實(shí)施盲法,且未詳細(xì)闡述隨機(jī)序列的產(chǎn)生,可能存在一定程度的主觀偏倚,影響所得結(jié)果的可靠性,還需進(jìn)一步深入探討。
目前國(guó)內(nèi)相關(guān)經(jīng)顱直流電刺激的文獻(xiàn)中, 較少研究了其作用機(jī)制,未來需要增加這方面的關(guān)注。 據(jù)了解,經(jīng)顱直流電刺激與其它治療手段相結(jié)合,能夠取得較為理想的效果,需進(jìn)一步探討其康復(fù)效果的程度以及聯(lián)合治療的可能機(jī)制; 在臨床應(yīng)用中,還需要進(jìn)一步探索經(jīng)顱直流電刺激的電流強(qiáng)度、電極片的規(guī)格、電流密度、刺激部位等刺激參數(shù),在保證安全的前提下,使治療效果最大化。 除此之外,還需要通過更多高質(zhì)量的臨床試驗(yàn)得到經(jīng)顱直流電刺激的療程、干預(yù)頻率和時(shí)間。有研究表明,處于不同時(shí)期的腦卒中患者,其身體狀況存在差異性,因此經(jīng)顱直流電刺激在腦卒中患者急性期、恢復(fù)期、后遺癥期等不同時(shí)期的治療效果存在較大差異。 今后也需進(jìn)一步探討經(jīng)顱直流電刺激的應(yīng)用時(shí)期。