高频重复经颅磁刺激联合计算机运动反馈训练对脑卒中患者手功能的影响

孙秋芳 张 芬 刘亚楠 蔡 琛 车文生 张智芳

郑州人民医院，河南 郑州 450003

脑卒中是发病率较高的脑血管疾病，也是导致我国居民致残的主要疾病，脑卒中后患者通常会出现不同程度的、持续性的功能障碍，如手功能[1]、认知功能[2]、运动功能[3]等，其中手功能占上肢功能的90%左右，手部运动涉及的大脑皮质面积非常广泛，神经回路的分布也十分复杂，加之手部运动多为精细的抓握、捏等动作，一旦手部运动功能障碍，几乎整个上肢功能会全部丧失[4-5]。然而手功能受复杂的神经支配，且手神经在大脑皮质内的分布十分精细，使得脑卒中后手功能的康复治疗极为棘手。常规康复疗法如物理疗法、运动疗法等虽可改善脑卒中后患者肩关节及肘关节功能，但对手功能的改善作用却极其有限[6]。

经颅磁刺激(transcranial magnetic stimulation，TMS)属于电生理技术的一种，其是通过预先设定的特定刺激模式刺激调节患者大脑皮质兴奋性，以促进双侧大脑半球皮质兴奋性逐渐恢复至正常状态，恢复受损的神经元，进而恢复患侧各项生理功能[7]。近些年重复经颅磁刺激(repetitive transcranial magnetic stimulation，rTMS)广泛应用于脑卒中后患者的康复治疗，对脑卒中后认知功能障碍的改善效果较为突出[8]。DIONSIO等[9]研究认为尽管缺乏标准的操作程序和协调性，但rTMS已被证明是脑卒中患者康复过程极为有潜力的一种康复工具。HERNANDEZ-PAVON等[10]也曾报道，rTMS在脑卒中及其相关功能障碍的临床治疗中显示出明显的治疗效果，对脑卒中后瘫痪、认知或交流功能障碍等具有很好的改善作用，但该研究指出，如果与药物或特定类型的治疗性锻炼联合使用或许治疗效果更佳。

计算机运动反馈训练是通过计算机及相关设备监测患者肢体运动，可将患者的运动进行实时监控并将其信息反馈在计算机上，由于增加了可视性，患者可根据计算机反馈的信息，纠正患者自己错误的运动模式，同时计算机运动反馈训练还增加了交互式游戏环节，可有效调动患者的参与兴趣，提高依从性[11]。但高频重复经颅磁刺激(high frequency repetitive transcranial magnetic stimulation，HF-rTMS)和计算机运动反馈训练对脑卒中患者手功能的改善效果却并未形成统一意见。本研究主要探讨二者联合对脑卒中患者手功能的影响，并分析其对患者认知功能、下肢运动功能等的改善效果。

1 资料与方法

1．1一般资料将2018-12—2020-04郑州人民医院治疗的120例脑卒中患者随机分为2组，每组60例，其中研究组男34例，女26例；年龄(63.3±4.7)岁；BMI(23.40±2.39)kg/m2；病程(3.2±1.4)月；偏瘫侧：左侧33例，右侧27例；Brunnstrom分期：Ⅰ期12例，Ⅱ期28例，Ⅲ期20例。对照组男28例，女32例；年龄(64.2±5.3)岁；BMI(23.25±3.22)kg/m2；病程(3.3±1.7)月；偏瘫侧：左侧29例，右侧31例；Brunnstrom分期：Ⅰ期10例，Ⅱ期27例，Ⅲ期23例。纳入标准：年龄45～75岁；满足脑卒中诊断标准[12]，且经MRI等检查确诊者；首次脑卒中且病程<6个月者；单侧病灶者；患侧手BrunnstromⅠ～Ⅲ期者；患者或家属签署知情同意书。排除标准：合并脑部其他疾病者，如脑外伤、脑肿瘤、脑出血、癫痫等；昏迷状态者；置入心脏起搏器或颅内有金属置入物者；同时参与其他研究者。本研究经院医学伦理委员会批准。

1．2方法2组均接受脑卒中常规治疗，如改善脑循环、营养神经等。对照组给予高频rTMS，设备为经颅磁刺激仪(上海寰熙医疗器械有限公司，型号：SD-5000，原产地：中国)，患者取坐位，依据国际脑电10～20定位法，定位刺激靶点，以C3点为中心，四周1 cm为刺激点，寻找刺激靶点，以手拇短展肌检测到50 μV的运动诱发电位为刺激靶点。然后患者平卧，让刺激靶点与线圈中点平面成45°角，设置刺激参数：频率3 Hz，脉冲900，每间隔5 s反复刺激1次，刺激持续时间1 s，共持续30 min，1次/d，5次/周，连续治疗4周。

研究组联合计算机运动反馈训练，让患者坐在手部计算机辅助运动反馈训练系统座椅上，给患者穿戴好手部相关部件，测试前首先让患者手指抓握、侧捏、腕部屈伸等，以便设定训练的范围，训练中通过手指抓握、侧捏等完成抓球、滚雪球、小行星袭击等游戏，通过电脑画面中的显示纠正患者动作，以此控制患者手部精细运动及控制能力。每次30 min，1次/d，5次/周，连续治疗4周。

1．3观察指标(1)手功能：采用手部精细化动作测评量表[13]评估，包括对指(10分)、对掌(10分)、手指内收/外展(10分)、手指屈伸(20分)、腕关节旋转(5分)、腕关节屈伸(5分)，分值越高，提示各项功能越好。(2)上肢运动功能：采用Fugl-Meyer评定量表(FMA)[14]评估，包括肩、肘、腕、手等关节的协调能力、稳定性等33项，共66分，分值越高，上肢运动功能越好。(3)上肢感觉功能：采用Aesthesto感觉阈值测定工具测定触觉阈值[15]，通过单丝刺激患侧食指，测其感觉域上、下界，取两次测试的平均值；采用Mackinnon两点辨别觉测试工具测定两点辨别觉[16]，让患者闭上眼睛感受食指指尖单、双指针，当患者感受间距刺激的准确度在50%时的间距视为两点辨别觉阈值，取两次测试的平均值。(4)步行功能：采用功能性步行量表(FAC)[17]评估步行能力，共6分，6分表示患者可独立行走，1分表示不能行走或在两人搀扶下方可行走；采用Gaitwatch步态分析系统测定患者步态，记录步幅、步速、步频。(5)腕屈肌肌张力采用改良Ashworth分级评价量表(MAS)[18]评估，共6分，0分表示肌张力正常，6分表示被动屈伸时呈现僵直状态，不能活动。(6)认知功能：采用蒙特利尔认知评估量表(MoCA)[19]评估，共30分，MoCA评分<26分，提示伴认知功能障碍，MoCA评分<15分，提示伴痴呆。(7)生活质量采用脑卒中专用生活质量量表(SS-QOL)[20]评估，包括语言、体能、活动能力、上肢功能等12个方面78个条目，共390分，分值越高，生活质量越好。

2 结果

2．1手功能治疗后2组患侧手指各项功能评分均增加，研究组增加更明显(P<0.05)。见表1。

表1 2组患者治疗后患侧手功能比较 (分，

2．2上肢运动功能及腕屈肌肌张力评分治疗后2组FMA评分均升高，腕屈肌MAS评分均降低，研究组变化更明显(P<0.05)。见表2。

2．3上肢感觉功能治疗后2组患者触觉阈值及两点辨别觉均减小，研究组小于对照组(P<0.05)。见表3。

2．4步行功能治疗后2组患者FAC评分及步幅、步速、步频均增加，研究组增加更明显(P<0.05)。见表4。

2．5认知功能和生活质量治疗后2组患者MoCA、SS-QOL评分均增加，研究组变化更明显(P<0.05)。见表5。

表2 2组患者治疗前后上肢运动功能及腕屈肌肌张力评分比较 (分，

表3 2组患者治疗前后上肢感觉功能比较

3 讨论

脑卒中后患者双侧大脑半球间的整合作用失衡，并认为这也是导致患者多项生理功能，如肢体运动功能[21]、认知功能[22]、感觉功能，障碍[23]的主要机制之一，因大脑半球间是存在明显的交互抑制作用的，一侧脑损伤后其大脑半球运动皮质对健侧运动皮质的抑制作用明显减弱，导致健侧大脑半球活动过度活跃，进而引起患侧大脑半球皮质运动区功能障碍[24]。手部运动涉及的大脑皮质面积非常广泛，神经回路的分布也十分复杂，加之手部运动多为精细的抓握、捏等动作，故一旦手部运动功能障碍，治疗相对困难[25]。

重复TMS是在TMS的基础上延伸的一种新型电生理技术，是给予大脑半球间交互抑制理论而开发的非侵入性脑刺激治疗技术[26]。近些年rTMS在脑卒中后的康复治疗方面应用十分广泛[27]，通过预先设定的特定刺激模式刺激调节患者大脑皮质兴奋性，以促进双侧大脑半球皮质兴奋性逐渐恢复至平湖状态，恢复受损的神经元，进而恢复患侧各项生理功能[28]。不同刺激频率对大脑皮质的调节作用存在很大差别，如<1 Hz的低频rTMS(LF-rTMS)对大脑皮质的兴奋性有明显的抑制作用[29]，而≥1 Hz的HF-rTMS则对大脑皮质的兴奋性有明显的促进作用[30]。DU等[31]研究发现HF-TMS和LF-rTMS均可通过调节脑卒中早期的运动皮质改善运动功能，但HF-rTMS组患者运动区皮质兴奋性和运动诱发的功能性明显高于LF-rTMS。

表4 2组患者治疗前后步行功能比较

表5 2组患者治疗前后认知功能和生活质量评分比较 (分，

计算机运动反馈训练是通过计算机监测患者肢体运动，由于增加了可视性，故可对患者的运动进行实时监控，根据计算机反馈的信息，纠正患者自己的运动模式[32]；此外，计算机运动反馈训练还增加了交互式游戏环节，可有效调动患者的参与兴趣，提高依从性。本研究将HF-rTMS和计算机运动反馈训练联合起来应用于脑卒中患者的治疗中，结果发现治疗后研究组患侧FMA评分及对指、对掌、手指内收/外展、手指屈伸、腕关节旋转、屈伸等各项手功能评分均高于对照组，而腕屈肌MAS评分及上肢触觉阈值、两点辨别觉均小于对照组，提示HF-rTMS联合计算机运动反馈训练对脑卒中患者上肢运动功能、上肢感觉功能及手功能的改善效果更明显，优于HF-rTMS单独治疗。MUGLER等[11]报道计算机运动反馈训练是一种耐受良好的新型康复工具，对于严重脑损伤后康复过程的患者而言，其可有效减少损伤和痉挛，有助于改善上肢及手臂功能。有研究[33]对比了传统常规康复手段与基于游戏的运动反馈训练对脑卒中后偏瘫患者上肢运动功能的影响，结果发现，在常规康复手段的基础上，联合基于游戏的运动反馈训练后，对脑卒中后偏瘫患者上肢运动功能、腕关节背伸活动度等均具有明显的改善作用。这是因HF-rTMS通过感应电流激发受损神经突起的再生，建立神经可塑性机制，促进大脑皮质的兴奋性，进而对患侧上肢运动功能及手功能障碍起到一定程度的改善效果，然配合计算机运动反馈训练后，可将患者的上肢或手部运动实时呈现在计算机上，通过可视化的荧屏呈现，有助于让患者自己纠正其错误的运动模式，进而强化HF-rTMS的治疗效果[32]。

本研究对比了两种治疗方法对患者步行功能的影响，采用FAC量表及步态参数可更客观地评估患者步行功能，结果显示，治疗后研究组患者FAC评分及步幅、步速、步频均大于对照组，提示HF-rTMS联合计算机运动反馈训练可更有效地促进脑卒中患者步行功能的改善。PHONGAMWONG等[34]也认为在常规治疗康复的基础上，结合计算机运动反馈训练后对脑卒中患者的步行功能及步态的改善效果更明显。推测是因HF-rTMS通过刺激超敏感性的去神经支配神经元，有效降低了突触传导阈值，促使神经突触的可塑性被迫增强，形成新的传导通路，作用于胫骨前肌进而改善踝关节运动[35]，而计算机运动反馈训练则可进一步强化HF-rTMS的作用。本研究还发现，治疗后研究组MoCA及SS-QOL评分均高于对照组，提示HF-rTMS联合计算机运动反馈训练可更有效改善脑卒中患者认知功能，提升生活质量。但本研究仅考察了HF-rTMS与HF-rTMS联合计算机运动反馈训练两种治疗方法治疗前后(治疗周期4周)脑卒中患者各项生理功能的改善，治疗后的数据是以治疗4周结束为时间点进行观察的，未进行随访研究，不能确定二者联合对脑卒中患者长期各项生理功能的影响，这也是需要进行补充研究的方向。