高家歡,胡昔權
運動想象在腦卒中上肢功能康復的應用進展①
高家歡,胡昔權
運動想象有多種分類方法,可用多種方法進行評估,并有比較成型的運動想象方案。在常規康復的基礎上加用運動想象,可促進腦卒中患者上肢功能恢復;任務態及靜息態功能磁共振研究顯示,運動想象可激活相關腦區和腦功能網絡連接。
腦卒中;上肢;運動想象;康復;功能磁共振成像;綜述
運動功能損害是腦卒中患者最常見的功能損害,其造成的單側面部、上肢和下肢運動控制障礙影響80%左右腦卒中患者,其中40%~50%遭受長期上肢功能損害,嚴重影響患者日常生活活動能力及社會參與能力[1]。運動想象療法是一種新的康復手段,簡單易行,需材簡單,是一種很有前景的輔助治療方法。
1.1 概念
運動想象(motor imagery,MI)的概念來自于心像(mental imagery)。Hossack[2]在1950年提出心像的概念,即在中樞神經系統參與下,在感官未受到相應刺激時,產生一種類似感受器受刺激所產生的反應。Decety[3]提出,運動想象可被定義為一種特殊的運動狀態,想象者在工作記憶中內在反復模擬特定的活動,卻沒有明顯的運動輸出。
1.2 分類
一般將運動想象分為動覺運動想象(kinesthetic imagery,KI)和視覺運動想象(visual imagery,VI)。KI以感知自身本體感覺為主,想象者感覺到自己實際完成了整個動作,又稱為第一方想象或內在想象。VI是指想象者好像在一定距離外看到了自己或他人完成整個動作,想象者是自身肢體動作或外部運動圖像的旁觀者;VI以視覺感官意向為主,且與空間環境密切相關,又稱第三方想象或外在想象[4]。
根據與其他治療整合的方式,運動想象又可以分為植入型運動想象(embdded motor imagery)和附加型運動想象(added motor imagery)[5]。植入型運動想象即將運動想象訓練整合入康復訓練過程中,而附加型運動想象指在其他訓練任務前或結束后進行完整的運動想象訓練。植入型運動想象方案需要一對一的訓練方式,而附加型運動想象方案可以采用一對多的方式[6]。雖然與植入型運動想象方案相比,附加型運動想象的指導語需要專門錄制,但這種方法在臨床研究中仍較為常用。
1.3 運動想象能力評估
Sirigu等[7]指出,頂葉損傷可能會損傷患者運動想象能力。Oostra等[8]應用腦網絡研究方法指出,額-頂葉網絡損傷會損傷腦卒中患者的想象能力。de Vries等[9]對12例單側腦卒中患者在卒中后第3周及第6周,分別進行3種想象任務評估,結果顯示,第6周時的運動想象能力較第3周時顯著改善,表明病程可能會影響患者的運動想象能力。Schott等[10]研究表明,隨著年齡增長,運動想象能力可能下降。除此之外,目前大量運動想象研究均排除認知水平較低、伴有失語等患者參與運動想象研究。總之,患者的年齡、損傷部位、病程及認知、失語等均可能影響患者運動想象能力,從而影響患者能否進行運動想象訓練。因此有必要對患者進行運動想象能力評估。
問卷法是評估運動想象能力的常見方法。目前可用的問卷包括改良運動想象問卷(Revised-Movement Imagery Questionnaire,MIQ-R)[11]、運動想象清晰度問卷(Vividness of Motor Imagery Questionnaire,VMIM)[12]和運動覺-視覺想象問卷(Kinesthetic and Visual Imagery Questionnaire,KVIQ)。前兩種問卷更多用于健康成年人,但Butler等[13]研究表明,MIQ-R對于評估腦卒中患者的運動想象能力也是一種可靠且有效的工具。KVIQ有KVIQ-20和KVIQ-10兩個版本,Malouin等[14]的研究表明,KVIQ-10和KVIQ-20在健康成人及腦卒中患者中都有良好的信度和效度,KVIQ-10簡便易行,花費時間少,是評估腦卒中患者運動想象能力的良好選擇。
其他可用于運動想象評估的方法包括心理測時法(mental chronometry)和手偏側化判斷任務法(Hand Laterality Judgement Task)[15-16]。
1.4 運動想象方案
在運動想象相關研究的基礎上[17-19],Page等[20]將附加型運動想象方案的實施概括為“PRACTICE”,即部分-整體(Part-whole)、 重 復 (Repetitive)、 活 動 (Activities)、 客 戶 (Client)、訓練(Train)、損傷(Impairment)、挑戰(Challenge)、強調(Emphasize),并進一步提到具體的運動想象訓練方法:讓患者坐在安靜的環境中,聽長約30 min的運動想象錄音;錄音的前3~5 min讓患者想象在一個溫暖、放松的地方,收縮放松身體肌肉;中間20 min想象之前重復任務特異性訓練(repetitive task-specific task)中的訓練項目;最后3~5 min讓患者注意力回到屋子里。胡永新等[21]也采用類似的指導語進行訓練。
Braun等[22]提出一個植入型運動想象框架,主要包括評估患者運動想象能力、確定治療性質、教授運動想象方法、使患者將運動想象植入到主動訓練中并監督進展、進行自發的運動想象治療。附加型運動想象使用更方便,目前應用較多。
運動想象目前沒有具體的運動處方。Kho等[23]的Meta分析顯示,運動想象療法為時3~12周,每周2~5 d,每次10~60 min,共計180~1800 min。
1.5 運動想象療法與運動再學習方案
運動再學習方案是臨床常用的康復治療手段,強調早期訓練;以生理學、生物力學、運動科學、神經科學及心理學為理論基礎,以作業或功能為導向,強調患者的主動參與和認知的重要性;按運動發生的先后順序,對患者進行訓練,讓患者不斷思考和學習正常的運動模式[24]。在運動再學習臨床實踐中,治療師可能會要求患者在治療前、治療中及治療后感受運動,并將這種方法運用到其他活動中。這與植入型運動想象方案十分相似。歸根到底,它們都是運動技能學習的一個部分,都與運動技能的準備及鞏固有關[25-26]。區別在于,運動想象的實施過程中并不要求患者進行任務活動;運動想象的實施以附加型想象任務多見;運動想象還有視覺想象的方法,而運動再學習主要限于運動覺想象。
運動想象可提高患者患肢使用量和運動質量。Page等[18]對11例病程1年以上的腦卒中患者進行每次30 min、每周2次、持續6周的運動想象訓練,5例對照組進行放松訓練,結果發現運動想象可以提高患側肢體功能和使用量。Santos-Couto-Paz等[27]采用植入型運動想象法將功能性任務導向型運動想象訓練運用到9例符合條件的患者中,發現4周的運動想象訓練不僅能提高偏癱上肢的使用量和運動質量,還能提高患者運動覺和視覺運動想象能力。Page等[17]進一步將32例平均病程3.6年的患者隨機分為實驗組和對照組,實驗組進行每次30 min、每周2次、持續6周的運動想象訓練,對照組進行放松訓練,發現實驗組上肢損害程度下降,功能增加,且只有實驗組發展出能夠進行新的重要活動的能力。提示運動想象不僅可以改善上肢功能,增加患肢使用量,還能提高新技能的學習能力。
Muller等[28]將17例初發腦卒中患者分成3組,6例進行連續性手指運動想象訓練,6例進行與運動想象組相同動作的重復性動作訓練,5例進行常規訓練,發現運動想象訓練組與重復性訓練組結果相似,手的捏握力峰值以及Jebsen手功能測試的總體手功能都有提高,并優于常規訓練組。Grabherr等[29]將25例腦卒中患者隨機分為運動想象組和運動執行組,進行6個訓練周期訓練,結果發現運動想象組比運動執行組上肢動作的準確性更高。
Ietswaart等[30]將131例病程6個月內的腦卒中患者隨機分為3組,在常規治療基礎上,實驗組予運動想象治療4周,一個對照組給予相同時間的非運動相關想象訓練,另一個沒有額外訓練,上肢動作研究量表評估顯示,三組間無顯著性差異。
國內符俏等[31]將39例腦卒中患者隨機分為實驗組和對照組,結果發現運動想象療法8周可明顯促進腦卒中偏癱患者上肢運動功能和日常生活活動能力。胡永新等[21]將30例腦卒中患者隨機分為實驗組和對照組,結果發現在常規康復治療基礎上輔以運動想象8周,可進一步提高患者上肢的運動功能。
功能磁共振成像(functional magnetic resonance imaging,fMRI)是腦科學的重要研究方法之一。對健康人的研究表明[32-33],運動想象激活的腦區與實際運動執行相似,包括皮質運動前區(premotor cortex,PMC)、輔助運動區(supplementary motor area,SMA)、頂葉皮質(parietal cortex)和扣帶回(callosal convolution)等。近年來,fMRI和靜息態fMRI(resting-state fMRI,rs-fMRI)在探索運動想象改善上肢功能的可能機制上也得到很多關注。
3.1 相關腦區
Kimberley等[34]對10例手嚴重受損的患者和10例健康人行fMRI,研究患者想象腕部運動時大腦皮質激活過程,結果健康人和患者健手運動時都激活對側腦區;健康人想象手腕運動時仍激活對側腦區,而患者想象患手運動時則有顯著的同側激活,主要是同側第一運動區(M1)、SMA和對側第一感覺區(S1)。Sharma等[35]對12例恢復良好的腦卒中患者和13例健康人行fMRI,發現主動對指運動和想象對指運動都涉及M1區激活;與健康人相比,腦卒中患者M1區前部(BA4a)和背側運動前區的激活不降低,損傷同側M1區后部(BA4p)激活與患者運動表現正相關。Page等[36]對10例平均病程36.7個月的患者進行運動想象訓練10周,訓練前后行fMRI,發現隨著患者肢體功能的改善,做腕屈伸想象任務時,雙側運動前區、主要運動區和同側頂葉皮質激活增加。
3.2 腦激活模式及網絡連接
近年來從腦激活模式和腦連接的角度研究運動想象越來越多。孫莉敏等[37]對嚴重運動功能損害的腦卒中患者分別進行常規治療加病情宣教、常規治療加運動想象治療4周,治療前后行fMRI,發現兩組都存在募集激活和集中激活兩種皮質重組模式,且對側感覺運動皮層的募集激活增加越多,患者的功能進步越大。
Kraft等[38]用fMRI研究17例亞急性期缺血性腦卒中患者和12例健康人在實際執行和想象進行5 N等長握力時,大腦皮質運動網絡的平衡情況,結果發現與運動執行相比,進行運動想象時,PMC有更加平衡的皮質活動,且偏側指數(lateral index)有向損傷對側移動的趨勢。Bajaj等[39]將10例腦卒中患者隨機分為兩組,治療60 h,一組接受運動想象治療,一組進行運動想象結合物理治療,評估訓練前后兩組M1區、PMC和SMA有效連接情況,結果發現在運動想象過程中,SMA對M1有抑制作用,而實際運動中則沒有;兩種干預都會引起受損側和健側大腦半球腦網絡重組,PMC和M1在運動想象和運動執行過程中都發揮重要作用。Zhang等[40]對17例腦卒中患者在1個月運動想象前后進行兩次rs-fMRI掃描,并與15例健康人進行比較,發現運動想象治療后,損傷側M1與對側M1區的功能連接增加,而損傷側M1與損傷側SMA及旁小葉的功能連接減弱。雙側M1區功能連接的變化與患者Fugl-Meyer評定量表評分相關。
運動想象不需要特殊場地和器材,可應用于不同階段腦卒中患者。目前運動想象缺乏統一的方案、有效的監督手段,要求患者有較好的認知功能配合進行想象活動;同時研究的異質性較大,應用效果仍沒有確切結論,未來還需設計更加規范的方案確認其效果。Ang等[41]、張桃等[42]已在探索基于運動想象腦電的腦機接口在上肢康復中的應用。
在“中國腦計劃”啟動的大背景下,未來運動想象fMRI研究也應更多從腦功能網絡機制方面進行探討。更進一步研究需要多學科合作,探索能夠監測及進行運動想象反饋的方法,盡可能闡明運動想象的腦功能網絡,更好地使運動想象與其他療法,如經顱磁刺激、腦機接口等技術融合,使其能夠發揮更大作用。
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Advance of Motor Imagery for Upper Limbs Rehabilitation in Patients after Stroke(review)
GAO Jia-huan,HU Xi-quan
The ThirdAffiliated Hospital of Sun Yat-Sen University,Guangzhou,Guangdong 510630,China
HU Xi-quan.E-mail:xiquhu@hotmail.com
Motor imagery can be classified in several ways,and assessed with various measures.There is a set of program to perform the motor imagery therapy.There are many reasearches about the effects of motor imagery for upper limbs rehabilitation in patients after stroke.Task-based and resting-state functional MRI explore the activation of various areas and functional linkages in cerebral network.
stroke;upper limb;motor imagery;rehabilitation;functional magnetic resonance imaging;review
R743.3
A
1006-9771(2017)09-1060-04
2017-01-31
2017-04-10)
10.3969/j.issn.1006-9771.2017.09.014
[本文著錄格式] 高家歡,胡昔權.運動想象在腦卒中上肢功能康復的應用進展[J].中國康復理論與實踐,2017,23(9):1060-1063.
CITED AS:Gao JH,Hu XQ.Advance of motor imagery for upper limbs rehabilitation in patients after stroke(review)[J].Zhongguo Kangfu Lilun Yu Shijian,2017,23(9):1060-1063.
廣州市科技計劃項目(No.2011Y2-00017-2)。
中山大學附屬第三醫院康復科,廣東廣州市510630。作者簡介:高家歡(1991-),男,漢族,河南葉縣人,碩士研究生,主要研究方向:神經康復。通訊作者:胡昔權,男,安徽人,博士,教授,博士研究生導師,主要研究方向:神經康復。E-mail:xiquhu@hotmail.com。