動作觀察療法對痙攣型腦性癱瘓偏癱患兒上肢功能的效果

魏亞敏，姜志梅，湯敬華，杜佳音，李雪梅，王亞男，李夢青

1.佳木斯大學，黑龍江佳木斯市154002；2.佳木斯大學附屬第三醫院，黑龍江佳木斯市154002

腦癱是一組持續存在的中樞性運動和姿勢發育障礙、活動受限癥候群，這種癥候群是由于發育中的胎兒或嬰幼兒腦部非進行性損傷所致[1]。痙攣型腦癱偏癱是足月產嬰兒中最常見的腦癱類型，是早產兒中第二常見的腦癱類型[2]。痙攣型腦癱偏癱患兒運動皮層和皮質脊髓束受損，致使運動和感覺功能障礙，大約50%患兒上肢重于下肢[3-4]，而日常生活中患側上肢的廢用加劇患兒的手功能障礙，限制他們的活動參與能力，并影響其生活質量。

動作執行過程激活運動前皮質、輔助運動區和頂葉等運動神經元所在的腦區[5]。有研究發現[6]，觀察他人執行動作可激活上述運動神經元，大腦中具有動作觀察-執行匹配機制的神經元被稱為鏡像神經元。動作觀察療法(action observation therapy,AOT)是一種先進行動作觀察再進行動作模仿的療法，通過激活大腦鏡像神經元提高大腦運動皮質的興奮性和增加皮質的可塑性來改善運動功能。本研究采用AOT改善痙攣型腦癱偏癱患兒上肢運動功能，并探究AOT的最佳治療強度和治療周期。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2017年3月至11月于佳木斯大學附屬第三醫院明確診斷的5～12歲的痙攣型腦癱偏癱患兒50例，均符合2015年中國腦性癱瘓康復指南對痙攣型偏癱的診斷及分型標準[1]。

納入標準：①年齡5～12歲；②粗大運動功能分級系統(Gross Motor Function Classification System,GMFCS)評定為Ⅰ～Ⅱ級；③腦癱患兒手功能分級系統(Manual Ability Classification System,MACS)≤Ⅲ級；④改良Ashworth分級≤Ⅲ級；⑤能聽懂治療師指示；⑥注意力良好。

排除標準：①3個月內接受過肉毒毒素注射或手術治療；②重度癲癇影響康復訓練；③視力或聽力障礙。

脫落標準：因病沒有按計劃完成治療。

最終脫落5例，共45例患兒入選，采用隨機數字表法分為對照組和AOT組，其中對照組又分為A組(n=11)和B組(n=13)，AOT組又分為C組(n=10)和D組(n=11)。四組性別、GMFCS分級、MACS分級和偏癱側無顯著性差異(P＞0.05)。見表1。

本研究已通過佳木斯大學附屬第三醫院倫理委員會批準，患兒家長簽署知情同意書。

1.2 方法

兩組均采用常規康復治療，包括物理治療、作業治療、理療、按摩等。對照組在常規康復治療的基礎上，囑患兒觀看風景視頻，觀看后囑患兒在治療師的指導下進行與AOT組相同的動作執行活動，每天1次，A組每次20 min，B組每次30 min，每周5 d，共12周。

表1 各組一般資料比較

AOT組在常規康復治療基礎上輔以AOT。①囑患兒坐于電腦前0.5 m處，雙手放于桌上。②囑患兒先觀看動作視頻，再進行模仿。③視頻采用第一視角的方式拍攝。④根據MACS將動作視頻分為兩個版本，MACSⅠ～Ⅱ級使用難度提升版本，MACSⅢ級使用容易版本，兩個版本視頻使用的材料相同，但運動類型不同(運動的范圍、抓握的類型)。⑤每一動作視頻約40 s，由3～4個片段組成。⑥本研究所用的動作視頻共計60個，都與日常生活活動相關，分單手和雙手完成，如捏放硬幣、抓放勺子、擰瓶蓋、拉拉鏈等。⑦按動作難易程度，給每個動作視頻編號，1號最易，60號最難。將難易程度相近的3個動作視頻編為1組，如1～3號為第1組、2～4號為第2組，共58組視頻，每組視頻時長約2 min。⑧囑患兒從第1組視頻觀看，單手完成的動作囑患兒用患肢盡力模仿，雙手完成的動作囑患兒用雙手模仿。若患兒能獨立完成該組內動作，則進入難度較大的下一組。⑨任務時間分配：C組每一動作先觀看4 min，再囑患兒模仿2 min，完成一組視頻共20 min；D組每一動作先觀看4 min，再囑患兒模仿2 min，治療師在一旁給予口頭指導后再觀看4 min，共30 min。每天1次，每周5 d，共持續12周。

1.3 評定方法

由不了解分組情況和治療內容的治療師在治療前、治療8周和12周時對所有觀察對象實施握力評定、Carroll上肢功能評定(Upper Extremities Functions Test,UEFT)和兒童功能獨立性評定(Wee Functional Independence Measure,WeeFIM)。

采用Jamar握力計進行握力評定，具體評定方法如下。采取坐位，雙足自然置于地面，屈膝屈髖90°，肩關節內收中立位，肘關節屈曲90°，前臂腕關節呈0～30°背伸，采用握力計第二把手位置，患手以最大力量抓握握力計3次，取平均值。兩次評定時間間隔60 s。

UEFT在痙攣型腦癱偏癱患兒中信度較高，評定時健肢和患肢分別進行，33項操作中即便有4項需雙手配合操作，也須以一手為主，另一手為輔，該量表能充分體現健肢和患肢的功能差異，尤其適用于痙攣型腦癱偏癱患兒上肢功能的評定。

WeeFIM量表是由成人的FIM量表演變而來，包括18個項目，3個區，6個版塊，能全面體現患兒功能障礙程度及看護者對患兒進行輔助的種類及數量。

1.4 統計學分析

應用統計軟件SPSS 19.0進行數據分析。計數資料進行χ2檢驗；計量資料首先進行正態性檢驗，符合正態分布的以)表示，兩組間比較采用獨立樣本t檢驗，組內比較采用配對樣本t檢驗。顯著性水平α=0.05。

2 結果

治療前，A組與C組，B組與D組，C組與D組間患肢握力、患肢UEFT評分和WeeFIM量表評分無顯著性差異(P＞0.05)。治療8周后，各組各項評定均優于治療前(P＜0.05)，12周后各項評定均優于治療8周后(P＜0.05)。治療8周、12周后，除WeeFIM量表評分外，C組各項評定均優于A組(P＜0.05)，D組各項評定均明顯優于B組和C組(P＜0.05)。見表2、表3、表4。

表2 各組治療前后患肢握力比較(kg)

表3 四組治療前后患肢UEFT評分比較

表4 各組治療前后WeeFIM量表評分比較

3 討論

目前對痙攣型腦癱偏癱患兒上肢功能的康復治療主要集中于神經發育療法、手臂雙側強化訓練、限制性誘導療法和肉毒毒素注射等。AOT是直接由鏡像神經元理論衍生出的康復療法，本研究發現AOT能明顯改善痙攣型腦癱偏癱患兒的上肢運動功能。

鏡像神經元是一組具有映射功能的視覺運動神經元，它能在大腦中映射出他人的動作意圖，直接參與動作的理解、模仿等，在運動功能恢復方面具有重要作用[7]。研究者最初在恒河猴的前運動皮層(F5區)發現了鏡像神經元[8]，鏡像神經元所在腦區形成鏡像神經元系統(mirror neuron system,MNS)。近年來，一系列腦成像和神經生理學研究報道，人腦中存在兩個鏡像神經系統，一個是頂額鏡像系統，一個是邊緣鏡像系統，前者涉及運動意圖的理解，后者涉及情感行為的識別[9]。

Zaytseva等[10-11]發現，在觀察他人執行一項動作和模仿該動作時，大腦運動前皮層腹側、中央前回下部、額下回后部等頂額鏡像系統所在的腦區興奮性顯著增加。鏡像神經元系統是一個動作觀察與執行匹配系統，反復觀察與模仿同類執行相同的動作，可多次激活該系統，從而引起支配該動作的大腦皮層重塑和功能重組，有利于建立新的運動模式，促進受損的運動功能恢復。迄今為止，AOT已成功應用于腦卒中患者上肢運動功能的康復、帕金森病患者冷凍步態的康復、矯形外科術后下肢運動功能康復以及腦癱患兒上肢功能的康復等[12-16]。

鏡像神經元發育的過程尚不明確。Bleyenheuft等[17]對痙攣型腦癱偏癱患兒進行fMRI研究發現，患兒進行動作觀察時，前輔助運動區、前運動皮層腹側和頂葉區域被激活。Ferrari等[18-19]發現，嬰幼兒和新生恒河猴可模仿人類的面部表情和手勢，在觀察他人執行相同的動作后，模仿行為發生的頻率增加。此外，運動技能的獲得與認知功能的獲得是同步的，甚至先于認知功能[20-21]。因此可以認為，動作觀察與模仿既可激活成年人又可激活兒童的鏡像神經元系統，這是AOT應用于學齡期腦癱患兒的神經生理基礎。

Buccino等[22]首次將AOT應用于腦癱患兒上肢功能的康復，每次20 min，每天1次，連續3周，AOT組患兒的上肢功能經墨爾本單側上肢功能評定顯示明顯改善。Kim等[23]讓痙攣型腦癱偏癱患兒每天接受30 min的AOT，每周3 d，連續4周，使用Abilhand-Kids問卷調查表評定患肢功能、WeeFIM量表評定活動與參與能力，結果AOT組患兒患肢運動功能提高，功能獨立性改善，療效持續至治療結束后2周。

本研究應用握力計評定握力的改善情況，發現AOT組患兒抓握力量的改善明顯優于對照組。當受試者進行動作觀察時，經顱磁刺激誘導的運動誘發電位升高，實際執行該動作的皮質脊髓束的興奮性增加[24]，肌肉活動顯示出與實際執行該動作時相似的肌肉收縮模式[25]；皮質脊髓束的興奮性決定了肌肉的收縮程度，AOT通過激活鏡像神經元系統促進肌肉收縮，從而增加上肢肌力。

本研究使用WeeFIM量表評定患兒功能獨立性的改善情況，發現患兒功能獨立性有所改善，但組間無顯著性差異。這與Kim等[23]的研究結果一致。分析原因可能為：WeeFIM量表使用的是采訪和問卷調查的形式，患兒及其監護人對評定項目的敏感性低且帶有主觀感受，因此，即使身體結構與功能發生改變，也不能客觀評定患兒日常生活能力和生活質量的改善情況。

AOT是鏡像神經元療法中應用最廣泛、患者依從性最高的一種療法。目前，AOT應用于痙攣型腦癱偏癱患兒尚無統一的治療強度和周期。本研究綜合國外研究，并結合我國國情，將治療強度設置為20 min和30 min，并分別于治療8周、12周后進行評定，結果發現每天治療時間越長、療程越長，治療效果越佳，為AOT應用于我國腦癱患兒上肢運動功能的康復提供了參考。

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[1]唐久來,李曉捷,馬丙祥.中國腦性癱瘓康復指南(2015)：第一部分[J].中國康復醫學雜志,2015,30(07):747-754.

[2]Senst S.Unilateral spastic cerebral palsy(hemiparesis)[J].Orthopade,2014,43(7):649-655.

[3]Wallen M,Stewart K.Upper limb function in everyday life of children with cerebral palsy:description and review of parent report measures[J].Disabil Rehabil,2015,37(15):1353-1361.

[4]Pfeifer LI,Santos TR,Silva DB,et al.Hand function in the play behavior of children with cerebral palsy[J].Scand J Occup Ther,2014,21(4):241-250.

[5]Filimon F,Nelson JD,Hagler DJ,et al.Human cortical representations for reaching:mirror neurons for execution,observation and imagery[J].Neuroimage,2007,37(4):1315-1328.

[6]Oztop E,Kawato M,Arbib M.Mirror neurons and imitation:a computationlly guided review[J].Neural Netw,2006,19(3):254-271.

[7]Small SL,Buccino G,Solodkin A,et al.The mirron neuron system and treatment of stroke[J].Dev Psychobiol,2012,54(3):293-310.

[8]Gallese V,Fadiga L,Fogassi L,et al.Action recognition in the premotor cortex[J].Brain,1996,119(2):593-609.

[9]Cook R,Bird G,Catmur C,et al.Mirror neurons:from origin to function[J].Behav Brain Sci,2014,37(2):177-192.

[10]Zaytseva Y,Bendova M,Garakh Z,et al.In search of neural mechanisms of mirror neuron dysfunction in schizophrenia:resting state functional connectivity approach[J].Psychiatr Danub,2015,1(2):269-272.

[11]Reynolds JE,Licari MK,Billington J,et al.Mirror neuron activation in children with developmental coordination disorder:a functional MRI study[J].Int J Dev Neurosci,2015,47(2):309-319.

[12]Giovanni Buccino.Action observation treatment:a novel tool in neurorehabilitation[J].Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci,2014,369(1644):2013-2017.

[13]王晶,曾明,金敏敏,等.動作觀察療法對亞急性期腦卒中患者上肢運動功能的影響[J].中國康復醫學雜志,2015,30(9):888-893.

[14]田麗,朱慧敏,劉莉,等.基于鏡像神經元理論的動作觀察療法對腦卒中后非流暢性失語的影響[J].中國康復醫學雜志,2017,32(10):1152-1154.

[15]Saeed U,Compagnone J,Aviv RI,et al.Imaging biomarkers in Parkinson's disease and Parkinsonian syndromes:current and emerging concepts[J].Transl Neurodegener,2017,6(8):88-93.

[16]Villafa?e JH,Pirali C,Isgrò M,et al.Effects of action observation therapy in patients recovering from total hip arthroplasty arthroplasty:a prospective clinical trial[J].J Chiropr Med,2016,15(4):229-234.

[17]Bleyenheuft Y,Dricot L,Gilis N,et al.Capturing neuroplastic changes after bimanual intensive rehabilitation in children with unilateral spastic cerebral palsy:a combined DTI,TMS and fMRI pilot study[J].Res Dev Disabil,2015,43(44):136-149.

[18]Ferrari PF,PauknerA,RuggieroA,et al.Interindividual differences in neonatal imitation and the development of action chains in rhesus macaques[J].Child Dev,2009,80(4):1057-1068.

[19]Ferrari PF,Visalberghi E,Fogassi L,et al.Neonatal imitation in rhesus macaques[J].PLoS Biol,2006,4(9):302-315.

[20]Lacreuse A,Russell JL,Hopkins WD,et al.Cognitive and motor aging in female chimpanzees[J].Neurobiol Aging,2014,35(3):623-632.

[21]Tankus A,Fried I,Shoham S.Cognitive-motor brain-machine interfaces[J].J Physiol Paris,2014,108(1):38-44.

[22]Buccino G,Arisi D,Gough P,et al.Improving upper limb motor functions through action observation treatment:a pilot study in children with cerebral palsy[J].Dev Med Child Neurol,2012,54(9):822-828.

[23]Kim JY,Kim JM,Ko EY.The effect of the action observation physical training on the upper extremity function in children with cerebral palsy[J].J Exerc Rehabil,2014,10(3):176-183.

[24]Hétu S,Taschereau-Dumouchel V,Meziane HB,et al.Behavioral and TMS markers of action observation might reflect distinct neuronal processes[J].Front Hum Neurosci,2016,10(3):458-462.

[25]Betti S,Castiello U,Guerra S,et al.Overt orienting of spatial attention and corticospinal excitability during action observation are unrelated[J].PLoS One,2017,12(3):173-184.