基于fMRI對(duì)視覺反饋平衡儀聯(lián)合腕踝針治療腦卒中后平衡障礙的機(jī)制*

周晶晶, 鄧海鵬, 焦黛妍, 劉思宏, 張建萍

海安市人民醫(yī)院 1康復(fù)科， 2影像科(江蘇海安 226600)

我國已經(jīng)成為全球腦卒中負(fù)擔(dān)最沉重的國家之一，50%～80%的患者因功能障礙造成殘疾，其中平衡功能障礙是最為常見的功能障礙。平衡功能障礙患者對(duì)踝和膝關(guān)節(jié)的控制能力較差，表現(xiàn)為步行能力及轉(zhuǎn)移能力的降低甚至喪失，有跌倒、骨折等風(fēng)險(xiǎn)，嚴(yán)重影響患者的生活質(zhì)量[1]。探索和采用有效的康復(fù)方法，改善腦卒中后患者的平衡功能至關(guān)重要。目前臨床多給予腦卒中后平衡障礙患者綜合治療干預(yù)，視覺反饋平衡訓(xùn)練系統(tǒng)是近年來應(yīng)用較多的一種平衡障礙和偏癱治療新技術(shù)，在改善平衡和運(yùn)動(dòng)功能障礙、提高生活質(zhì)量等方面具有積極作用[2]。針灸也是腦卒中后平衡功能康復(fù)治療中應(yīng)用較多的中醫(yī)手段，通過針灸可以提高痿軟肌群的肌力及降低痙攣肌群的肌張力，以協(xié)調(diào)肌群之間的運(yùn)動(dòng)，同時(shí)能夠增強(qiáng)本體感覺的輸入，促進(jìn)本體感覺恢復(fù)[3]，而本體感覺恢復(fù)后可緩解平衡障礙。目前平衡功能恢復(fù)的效果評(píng)定主要為一些神經(jīng)電生理指標(biāo)和功能評(píng)價(jià)量表，視覺反饋平衡儀和針灸對(duì)腦運(yùn)動(dòng)功能重組的具體作用機(jī)制尚未明確，這也限制了卒中后平衡恢復(fù)的深入發(fā)展。近年來，功能磁共振成像(fMRI)技術(shù)有助于了解卒中后腦結(jié)構(gòu)和功能的塑形改變，為進(jìn)一步深入探討腦卒中后運(yùn)動(dòng)功能損傷和恢復(fù)機(jī)制提供可能[4]。本研究利用靜息態(tài)血氧水平依賴性功能磁共振成像(BOLD-fMRI)和彌散張量成像(DTI)技術(shù)，觀察平衡儀聯(lián)合踝圍刺法治療腦卒中伴平衡障礙患者前后各腦區(qū)fMRI參數(shù)的改變，旨在探討平衡儀聯(lián)合踝圍刺法對(duì)腦卒中平衡功能障礙的影響，及該聯(lián)合療法對(duì)腦卒中后神經(jīng)可塑性和運(yùn)動(dòng)功能重組的作用機(jī)制。

1 資料與方法

1.1 一般資料 采用隨機(jī)數(shù)字表法，將2020年7月至2022年7月在我院康復(fù)科住院的90例腦卒中后平衡障礙患者分為對(duì)照組、平衡組和聯(lián)合組，各30例。3組患者的一般資料比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，具有可比性，見表1。

納入標(biāo)準(zhǔn)：3組患者符合第四屆全國腦血管病會(huì)議制定的腦出血或腦梗死診斷標(biāo)準(zhǔn)[5]，并經(jīng)MRI或CT確診患者，為首次發(fā)病者，年齡介于20～70歲患者，病灶位于一側(cè)大腦半球患者，病程<6個(gè)月的患者，參與本次研究過程中生命體征平穩(wěn)者，既往無其他中樞和周圍神經(jīng)系統(tǒng)病史者，能夠在有或無輔助裝置下睜眼狀態(tài)下維持靜態(tài)站立至少1 min，能完成站立位上肢前伸者。本研究經(jīng)過患者本人及家屬同意，并簽署知情同意書。

排除標(biāo)準(zhǔn)：將合并意識(shí)不清、認(rèn)知功能障礙、明顯言語障礙及視聽覺障礙，偏側(cè)忽略和偏盲，不能配合臨床檢查者，伴下肢關(guān)節(jié)、肌肉病癥者，雙側(cè)大腦半球病變，肢體震顫及共濟(jì)失調(diào)不能配合者，心、肺、肝、腎等重要臟器功能減退或衰竭者，需要長期服用抗眩暈藥、鎮(zhèn)靜安眠藥，不能停藥者以及有MRI檢查禁忌證者排除。

表1 3組一般資料對(duì)比

1.2 方法

1.2.1 對(duì)照組 康復(fù)科常規(guī)運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練，方法包括神經(jīng)肌肉促進(jìn)技術(shù)、核心肌群訓(xùn)練、重心轉(zhuǎn)移。由同一名專業(yè)治療師進(jìn)行運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練。訓(xùn)練時(shí)長為1次40 min，1次/d，每周5次，共4周。

1.2.2 平衡組 在對(duì)照組的基礎(chǔ)上采用DK-PHY平衡功能檢測訓(xùn)練儀(石家莊杜康醫(yī)療 中國)進(jìn)行平衡訓(xùn)練。方法：患者脫鞋站在靜態(tài)平臺(tái)上，利用顯示屏提供的視覺反饋，讓患者看到自己的重心位置，隨著顯示屏上的光標(biāo)移動(dòng)進(jìn)行重心調(diào)整，即重心前-后，左-右轉(zhuǎn)移及坐-站。均由同一名專業(yè)治療師對(duì)平衡組和聯(lián)合組患者進(jìn)行平衡功能檢測訓(xùn)練儀的使用指導(dǎo)并講解注意事項(xiàng)，20 min/次，1次/d，每周5 d，共4周。

1.2.3 聯(lián)合組 在常規(guī)運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練的基礎(chǔ)上，先行患側(cè)踝關(guān)節(jié)圍刺法，針刺結(jié)束后立即使用DK-PHY平衡功能檢測訓(xùn)練儀進(jìn)行平衡訓(xùn)練。聯(lián)合治療法1次/d，每周5 d，共4周。選取上絕骨、丘墟、照海、解溪、中封、申脈、昆侖、商丘等穴位?；颊哐雠P位，取患側(cè)肢體穴位，先針刺上絕骨，上絕骨位于絕骨穴與同水平脛骨外緣連線的中點(diǎn)，直刺1.0～1.5寸，采用提插捻轉(zhuǎn)瀉法，使患側(cè)踝關(guān)節(jié)背屈; 接著采用丘墟透照海，用3寸毫針由丘墟穴沿外踝間隙向照海穴透刺，以在照海穴能觸到針尖為度，得氣后將針稍稍退到1寸左右留針，再用1寸半毫針直刺解溪、中封、申脈、昆侖、商丘形成圍刺踝關(guān)節(jié)，行針手法采用輕度小幅度捻轉(zhuǎn)手法，以上穴位均留針30 min。以上操作均由同一名針灸醫(yī)師操作，針灸針均為華佗牌毫針0.25 mm×40 mm 和0.25 mm×75 mm，每次留針10 min。

1.3 觀察指標(biāo) 分別在治療前、治療后2周和治療后4周時(shí)進(jìn)行以下評(píng)價(jià)。

1.3.1 平衡功能 采用DK-PHY平衡功能檢測訓(xùn)練儀(石家莊杜康醫(yī)療 中國)檢測患者重心偏移程度、最大擺動(dòng)幅度。具體檢測項(xiàng)目包括：(1)重心轉(zhuǎn)移軌跡參數(shù)：軌跡長、左右偏離、外周面積、單位面積軌跡長和矩形面積。(2)重心轉(zhuǎn)移距離參數(shù)：包括X軸重心轉(zhuǎn)移距離均值(Mean-X)、Y軸重心轉(zhuǎn)移距離均值(Mean-Y)、X軸重心轉(zhuǎn)移距離最大值(Max-X)、Y軸重心轉(zhuǎn)移距離最大值(Max-Y)、重心轉(zhuǎn)移距離(LSKG)、重心轉(zhuǎn)移面積(SSKG)、重心轉(zhuǎn)移面積比(LFS)。(3)體質(zhì)量分布系數(shù)(WDI)和穩(wěn)定性系數(shù)(SI)。

1.3.2 MRI指標(biāo) 采用美國GE公司Discovery 750型3.0T MRI系統(tǒng)首先進(jìn)行常規(guī)磁共振T1WI、T2WI、DWI掃描，明確病變部位者，進(jìn)行靜息態(tài)BOLD-fMR和DTI掃描。(1)雙側(cè)感覺運(yùn)動(dòng)區(qū)(SMC區(qū))、主運(yùn)動(dòng)區(qū)(M1區(qū))、輔助運(yùn)動(dòng)區(qū)(SMA區(qū))、小腦的比率低頻振幅(fALFF)：結(jié)構(gòu)成像序列參數(shù)為TR=2 000 ms，TE=2.27 ms，矩陣=256×256，體素=1 mm×1 mm×1 mm，層厚=1 mm，層間距=1.5 mm，F(xiàn)OV=250 mm×250 mm，反轉(zhuǎn)角8，共176層。BOLD-fMRI通過回波平面成像(EPI)序列掃描：TR=3 300 ms，TE=30 ms，矩陣為70×70，層厚=3 mm，層間距=0 mm，反轉(zhuǎn)角 90°，層數(shù)為48層。(2)皮質(zhì)脊髓束(CST)的各向異性分?jǐn)?shù)(FA)：DTI采用平面回波序列，具體參數(shù)為：TR=7 000 ms，TE=100 ms，翻轉(zhuǎn)角度=90°，矩陣=82×82，F(xiàn)OV=250 mm×250 mm，層厚=3 mm，層間距=0 mm，體素為 3 mm×3 mm×3 mm，擴(kuò)散敏感梯度方向30個(gè)，擴(kuò)散敏感系數(shù)：1 000 s/mm2，軸位掃描得到未加梯度彌散加權(quán)成像(b=0)，每個(gè)梯度方向掃描50個(gè)連續(xù)層面。

2 結(jié)果

2.1 3組患者重心轉(zhuǎn)移軌跡參數(shù)比較 3組患者治療前重心轉(zhuǎn)移軌跡參數(shù)比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。治療后2周和4周時(shí)，3組患者軌跡長、左右偏離、外周面積和矩形面積等參數(shù)均顯著降低，單位面積軌跡長均顯著增加(P<0.05)。聯(lián)合組患者治療后2周和4周時(shí)的軌跡長、左右偏離、外周面積和矩形面積等參數(shù)均顯著小于對(duì)照組和平衡組，單位面積軌跡長顯著大于對(duì)照組和平衡組(P<0.05)。見表2。

表2 3組患者治療前后重心轉(zhuǎn)移軌跡參數(shù)比較

2.2 3組患者重心轉(zhuǎn)移距離參數(shù)比較 3組患者治療前重心轉(zhuǎn)移距離參數(shù)比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。治療后2周和4周時(shí)3組患者各項(xiàng)重心轉(zhuǎn)移距離參數(shù)均呈顯著降低趨勢，對(duì)照組患者治療后2周和4周時(shí)的各項(xiàng)參數(shù)均顯著大于平衡組和聯(lián)合組(P<0.05)。聯(lián)合組患者治療后2周和4周時(shí)各項(xiàng)重心轉(zhuǎn)移距離參數(shù)均顯著小于對(duì)照組和平衡組(P<0.05)。見表3。

表3 3組患者治療前后重心轉(zhuǎn)移距離參數(shù)比較

2.3 3組患者WDI和SI比較 3組患者治療前WDI和SI比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，治療后2周和4周時(shí)的WDI和SI均呈顯著降低趨勢(P<0.05)。平衡組和聯(lián)合組患者治療后2周和4周時(shí)的WDI和SI均顯著低于對(duì)照組，聯(lián)合組患者治療后2周和4周時(shí)的WDI和SI均顯著低于平衡組(P<0.05)。見表4。

表4 3組患者治療前后WDI和SI比較

2.4 3組患者fALFF比較 3組患者治療前SMC區(qū)、M1區(qū)、SMA區(qū)和小腦等fALFF比較，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。經(jīng)過治療，3組患者SMC區(qū)、M1區(qū)、SMA區(qū)和小腦等fALFF均呈顯著增加趨勢(P<0.05)。聯(lián)合組患者治療后2周和4周時(shí)SMC區(qū)、M1區(qū)、SMA區(qū)和小腦等fALFF均顯著大于對(duì)照組和平衡組，平衡組顯著大于對(duì)照組(P<0.05)。見表5。

表5 3組患者治療前后fALFF比較

2.5 3組患者皮質(zhì)脊髓束FA比較 3組患者患側(cè)皮質(zhì)脊髓束FA均顯著低于健側(cè)(P<0.05)。經(jīng)過治療，3組患者患側(cè)皮質(zhì)脊髓束FA均顯著增加(P<0.05)。聯(lián)合組患者治療后2周和4周時(shí)的患側(cè)皮質(zhì)脊髓束FA均顯著大于對(duì)照組和平衡組，平衡組患者顯著大于對(duì)照組(P<0.05)。見表6。

表6 3組患者治療前后皮質(zhì)脊髓束FA比較

3 討論

腦卒中已經(jīng)成為嚴(yán)重影響我國居民生命健康的重要疾病，且發(fā)病率呈逐年升高趨勢，也呈現(xiàn)年輕化發(fā)病趨勢。卒中后平衡障礙是造成身體功能恢復(fù)不良以及殘疾的最重要因素，平衡功能障礙能夠造成運(yùn)動(dòng)控制障礙、步態(tài)異常居家康復(fù)后步行跌倒風(fēng)險(xiǎn)增加[6]。目前大量研究均發(fā)現(xiàn)超過70%的卒中患者在住院及出院后6個(gè)月內(nèi)出現(xiàn)過跌倒，其中近1/3的患者發(fā)生骨折，因此造成半數(shù)以上患者平衡信心不足，對(duì)康復(fù)鍛煉產(chǎn)生恐懼，進(jìn)一步減少了活動(dòng)鍛煉，其獨(dú)立性喪失、社會(huì)交流減少，產(chǎn)生抑郁情緒，嚴(yán)重影響患者生活質(zhì)量，因此對(duì)于卒中患者尤其是卒中后平衡障礙患者需進(jìn)行平衡功能訓(xùn)練[7]。

本研究采用的平衡功能檢測訓(xùn)練儀是一種視覺反饋訓(xùn)練系統(tǒng)，能夠?qū)⒒颊哂?xùn)練過程中的重心擺動(dòng)情況實(shí)時(shí)顯示在顯示屏上，視覺信號(hào)經(jīng)過視覺傳導(dǎo)通路傳遞至大腦皮層視覺中樞，經(jīng)思維意識(shí)中樞進(jìn)行分析處理做出決策后向運(yùn)動(dòng)區(qū)傳遞信號(hào)，經(jīng)皮質(zhì)-脊髓束將指令傳遞至脊髓α運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元，控制身體肌肉群做出重心移動(dòng)動(dòng)作[8]。王曉春等[9]進(jìn)行的一項(xiàng)薈萃分析結(jié)果表明，與常規(guī)平衡訓(xùn)練比較，采用視覺反饋平衡系統(tǒng)訓(xùn)練的腦卒中患者平衡能力和日常生活活動(dòng)能力提升更高。本研究也發(fā)現(xiàn)，平衡組患者治療后2周和4周時(shí)的重心轉(zhuǎn)移軌跡參數(shù)、重心轉(zhuǎn)移距離參數(shù)以及WDI和SI均顯著優(yōu)于對(duì)照組，說明視覺反饋平衡儀能夠提升卒中后平衡障礙改善效果。

腦卒中偏癱足下垂、內(nèi)翻嚴(yán)重影響患者的步態(tài)功能，中醫(yī)上辨證取穴、循經(jīng)取穴是針灸取穴的主要理論依據(jù)，大多數(shù)治療中風(fēng)偏癱足下垂、內(nèi)翻主要取足三陽經(jīng)穴，從經(jīng)絡(luò)循行路線來看，足三陽經(jīng)均經(jīng)過小腿及足部，本研究所選用的穴位包括上絕骨、丘墟、照海、解溪、中封、申脈、昆侖、商丘等，均位于人體踝部與足部，分布有皮神經(jīng)、脛神經(jīng)、腓腸神經(jīng)等與運(yùn)動(dòng)相關(guān)的重要神經(jīng)?，F(xiàn)代醫(yī)學(xué)表明，丘墟穴在改善腦組織功能、增強(qiáng)偏癱患者患側(cè)下肢肌力等方面具有十分重要的作用，刺激丘墟穴時(shí)可明顯增加軟癱肌群的肌電運(yùn)動(dòng)電位，中醫(yī)上也認(rèn)為刺激丘墟穴時(shí)可明顯改善腦卒中患者的踝關(guān)節(jié)背屈功能[10]。絕骨穴又名懸鐘穴，屬于足少陽膽經(jīng)，淺層布有腓腸外側(cè)皮神經(jīng)，深層有腓深神經(jīng)的分支，針刺上懸鐘穴有填精益髓、舒筋通絡(luò)之功；解溪位于足背踝關(guān)節(jié)橫紋的中央，拇長伸肌腱與趾長伸肌腱之間，布有腓淺神經(jīng)，腓深神經(jīng)和脛前動(dòng)、靜脈，配商丘、丘墟、昆侖、太溪，有舒筋活絡(luò)的作用。因此，諸穴相合共奏調(diào)和氣血、濡養(yǎng)宗筋、疏經(jīng)通絡(luò)之功。腕踝針能夠刺激皮下淺表的神經(jīng)外周和中樞感受器，興奮信號(hào)通過神經(jīng)末梢傳導(dǎo)至中樞神經(jīng)，從而調(diào)節(jié)人體相關(guān)功能。腦卒中主要表現(xiàn)為局灶性神經(jīng)功能缺損，通過腕踝針能夠改善顱腦損傷中發(fā)生的微血管灌流，保護(hù)神經(jīng)元，促進(jìn)神經(jīng)元修復(fù)和功能重建，進(jìn)而改善功能障礙癥狀。方美鳳等[11]發(fā)現(xiàn)通過腕踝針能夠明顯改善腦卒中偏身感覺障礙患者生活質(zhì)量、生活自理能力、運(yùn)動(dòng)功能，減輕偏身感覺障礙程度。本研究聯(lián)合組在常規(guī)康復(fù)和視覺反饋平衡儀干預(yù)基礎(chǔ)上給予患者腕踝針治療，結(jié)果表明，聯(lián)合組患者治療后2周和4周時(shí)的重心轉(zhuǎn)移軌跡參數(shù)、重心轉(zhuǎn)移距離參數(shù)以及WDI和SI均顯著優(yōu)于對(duì)照組和平衡組，說明視覺反饋平衡儀聯(lián)合腕踝針提升卒中后平衡障礙改善效果更佳。

本研究以MRI技術(shù)探討了視覺反饋平衡儀聯(lián)合腕踝針治療腦卒中后平衡障礙的機(jī)制，結(jié)果發(fā)現(xiàn)聯(lián)合組患者治療后2周和4周時(shí)SMC區(qū)、M1區(qū)、SMA區(qū)和小腦等fALFF以及患側(cè)皮質(zhì)脊髓束FA均顯著大于對(duì)照組和平衡組，平衡組顯著大于對(duì)照組(P<0.05)。BOLD-fMRI可以通過檢測組織中脫氧血紅蛋白含量的變化來間接測量腦神經(jīng)元的活動(dòng)改變。低頻振幅(ALFF)是血氧水平依賴功能磁共振成像技術(shù)的一種研究方法，為靜息態(tài)下直接觀測人腦局部腦活動(dòng)的常用方法，能夠直接觀察腦部功能活動(dòng)血氧依賴水平信號(hào)基線變化的幅度，可提示腦部神經(jīng)元的自發(fā)活動(dòng)。fALFF是低頻振幅與全腦頻率之比，旨在去除腦脊液噪聲信號(hào)對(duì)低頻振幅的影響，是對(duì)ALFF標(biāo)準(zhǔn)化的一種分析措施[12]。研究發(fā)現(xiàn)，腦卒中上肢功能患者靜息態(tài)fALFF降低，通過治療該指標(biāo)提高[13]。皮質(zhì)脊髓束是機(jī)體運(yùn)動(dòng)功能最重要的纖維束，通過DTI能夠可視化檢查，F(xiàn)A取決于大腦白質(zhì)組織水平和完整性[14]，魏彧等[15]研究發(fā)現(xiàn)，腦卒中患者病灶側(cè)皮質(zhì)脊髓束FA顯著降低，F(xiàn)A與上肢運(yùn)動(dòng)功能評(píng)分呈顯著正相關(guān)性，提示可通過各腦區(qū)fALFF及皮質(zhì)脊髓束FA評(píng)估腦卒中后平衡障礙和功能障礙的指標(biāo)。本研究納入研究對(duì)象較少，未進(jìn)行長期隨訪，對(duì)于fMRI在腦卒中后平衡障礙患者長期療效評(píng)估中的價(jià)值仍有待進(jìn)一步驗(yàn)證。

綜上所述，視覺反饋平衡儀聯(lián)合腕踝針能夠改善腦卒中后平衡障礙患者平衡功能，這與腦卒中后神經(jīng)可塑和運(yùn)動(dòng)功能重組有關(guān)，可將fALFF和FA作為平衡障礙康復(fù)指標(biāo)使用。

利益相關(guān)聲明：所有作者聲明不存在任何利益沖突。

作者貢獻(xiàn)說明：周晶晶：醞釀和設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，實(shí)施研究，采集、分析數(shù)據(jù)，統(tǒng)計(jì)分析，起草論文；鄧海鵬、焦黛妍、劉思宏、張建萍：實(shí)施研究，采集、分析數(shù)據(jù)，統(tǒng)計(jì)分析，對(duì)論文的知識(shí)性內(nèi)容作批評(píng)性審閱。