tDCS聯合肌電生物反饋改善腦卒中上肢運動功能障礙的療效觀察

肖露, 代菁, 樊巍, 劉茂竹, 肖少華

上肢運動功能障礙是腦卒中患者最常見的運動功能障礙之一，約55%～75%的患者遺留不同程度的上肢功能障礙[1]，嚴重影響著患者日常生活獨立能力和生活質量[2]。如何有效地改善患者的上肢功能依舊是康復醫學界研究探索的熱點、難點。近年來，“中樞-外周-中樞”閉環康復理論為腦卒中上肢功能康復提供了新視角[3]。肌電反饋治療是神經肌肉電刺激和生物反饋有機結合的一種治療方法，屬于外周干預手段，在臨床應用中療效確切、應用成熟[4-5]。經顱直流電刺激(transcranianl direct current stimulation，tDCS)是一種新興的非侵入性腦刺激技術[6]，利用低強度的恒定直流電調節大腦目標區域的興奮性，是一種潛在有效的神經調節技術，屬于中樞干預手段。基于“中樞-外周-中樞”閉環康復的理論，本文探討tDCS與肌電生物反饋同時聯合對腦卒中后上肢功能障礙的療效。

1 資料與方法

1.1 一般資料 本研究納入2019年12月～2020年4月我院康復醫學科收治的患者60例。納入標準：首次發病或既往曾發腔隙性腦梗死但無后遺癥；均經頭顱CT或MRI診斷腦卒中，且符合中國腦血管疾病分類2015診斷標準[7]；單側偏癱，病程1～3個月；肩外展及腕背伸肌力1級以上，3級以下；患者或其授權委托人簽署知情同意書。排除標準：生命體征不穩定；伴有嚴重心、肺、肝、腎等內科疾病者；腦卒中后嚴重認知障礙或嚴重失語，不能配合醫囑者；上肢痙攣嚴重，改良Ashworth分級2級以上；治療區皮膚損傷、痛覺過敏；治療區植入金屬或體內有電子裝置(如心臟起搏器)。采用隨機數字表的方法將60例患者隨機分為對照組和聯合組各30例。2組患者一般資料差異比較差異無統計學意義，見表1。

表1 2組患者一般資料比較

1.2 方法 2組患者均給予常規康復訓練，包括運動療法、物理因子治療、針灸推拿、作業治療等，每次40min，1次/d，6次/周，共治療6周。在此基礎上，對照組給予肌電生物反饋治療，聯合組進行tDCS聯合肌電生物反饋治療。肌電觸發電刺激：采用南京偉思醫療科技有限責任公司提供的生物刺激反饋儀(MyoTrain V4.0.3 SA9800)，使用EMG-Stim治療模式，即肌電生物反饋。治療部位選擇肩外展肌(三角肌中束)和前臂腕伸肌群進行治療。患者端坐于儀器前，露出治療部位，使用75%酒精消毒，然后分別將2個電極片置于治療肌肉的肌腹上，防干擾電極置于治療電極之間。治療時患者根據儀器提示音做肩外展及腕背伸動作，治療儀收集最大收縮狀態下表面肌電值的80%作為肌電反饋閾值，當肌肉收縮達到閾值誘發一次電刺激，頻率50Hz，波寬400s，持續8s，間隔15s，電刺激強度15～40mA，以誘發相應動作而不引起明顯疼痛為原則。治療儀通過音響和顯示屏將提示音、肌電數據反饋給患者，每次治療20min，1次/d，6次/周，共治療6周。當患者在治療時痙攣情況嚴重或加重時，暫停肌電生物反饋治療。tDCS刺激：采用四川省智能電子實業有限公司的IS200型智能電刺激儀，陽極作為治療電極置于患側大腦初級運動區(primary motor area，M1)，陰極作為參考電極置于對側眶上裂。采用腦電圖1020系統定位M1區，即C3或C4點。電極片4cm×5cm，電極襯墊用0.9%生理鹽水浸濕，刺激強度1.0～2.0mA，平均刺激強度1.2±0.47mA，每次治療20min，1次/d，6次/周，治療6周。

1.3 評定標準 治療前及治療6周后對2組患者進行以下評估：①Fugl-Meyer上肢評定量表(the upper extremity portion of the Fugl-Meyer motor assessment， FMA-UE)[8]，通過一系列動作評測患側上肢各關節運動功能情況，共33個動作，總計66分，評分越高表示上肢運動功能越好；②改良Barthel指數(modified barthel index，MBI)評估患者日常生活基本自理能力[9]，共10項，總分100分，分數越高表示日常生活自理能力越好；③表面肌電值(surface electromyography，sEMG)，測定三角肌中束和伸腕肌群最大等長收縮狀態下sEMG均值，值越大，肌肉收縮情況越強。

2 結果

治療過程中2組患者均無肌電生物反饋治療暫停情況。治療前2組患者FMA-UE、MBI評分及sEMG均值比較差異均無統計學意義。治療6周后，2組患者FMA-UE、MBI評分及肩外展和腕背伸時的表面肌電均值較治療前比較均明顯提高(P<0.05，0.01)，且聯合組的上述指標較對照組均更高(均P<0.05)，見表2。

表2 2組治療前后FMA-UE、MBI評分及sEMG均值比較

3 討論

腦卒中后上肢功能障礙本質原因是由于相應的大腦區域中樞功能受到抑制所致，其主要的康復治療方法包括間接的“外周干預”和直接的“中樞干預”。“外周干預”以腦的可塑性理論為基礎，通過運動和感覺刺激反饋于中樞，促進腦功能重塑和神經再支配，包括運動療法、作業治療、物理因子治療、生物反饋技術等。“中樞干預”則直接對相關腦區進行刺激，激活腦區功能，從而提高康復治療的效率，包括tDCS、經顱磁刺激、鏡像治療、運動想象療法等。二者聯合可以實現功能上的促進，形成“中樞-外周-中樞”的閉環康復理念[3]，即在特定腦區功能激活的狀態下，給予相應的外周干預，能提高外周對中樞的正性反饋作用，從而有效針對腦損傷后皮質功能改變的本質問題。已有聯合治療的研究顯示“中樞干預”與“外周干預”的聯合治療比單一干預手段療效更佳[5,10]。目前，tDCS作為一種新興的大腦調節技術，臨床應用中常應用于聯合治療，且具有操作簡便、無創無痛、不良反應少等優勢，在中樞神經康復領域應用潛力極大。而肌電生物反饋相比于其他“外周干預”手段擁有主動運動、神經肌肉電刺激、生物反饋的綜合優勢，多因素的應用，使更多的感覺的、運動的刺激反饋于中樞，更好的促進腦功能重塑和神經再支配，在臨床康復中已廣泛應用。因此，筆者猜測tDCS聯合肌電生物反饋可作為治療腦卒中后上肢功能障礙的一種潛在有效的方法。本研究結果發現，治療6周后，對照組和聯合組FMA-UE、MBI評分及sEMG均值均得到明顯提高，且聯合組優于對照組。表明肌電生物反饋對早期腦卒中患者上肢功能恢復具有積極意義，與tDCS同時聯合治療療效更佳，證實了以上論述及猜測。

tDCS是近年來新興的一種非侵入性腦刺激技術，利用低強度的恒定直流電作用于大腦皮質，通過tDCS陽極刺激使神經細胞膜產生去極化從而提高大腦皮層興奮性，通過tDCS陰極刺激使神經細胞膜產生超極化從而抑制大腦皮層興奮性[6]。Polania等[11]利用fMRI發現，tDCS對初級運動區M1的刺激可增強運動前皮質、頂葉、丘腦、尾狀核運動神經網的連接活性。另一項腦電圖研究亦發現[12]，tDCS陽極刺激初級運動皮質M1區，目標半球的運動前區、運動區、感覺運動區的功能性連接明顯加強。既往有研究顯示[13]，腦卒中患者上肢功能恢復與患側M1區及其周圍腦區神經功能息息相關。因此，筆者認為通過tDCS陽極刺激患側大腦M1區可能有助于腦卒中患者上肢功能恢復。諸多臨床研究和一項Meta分析證實了這一觀點[6,10,14]。

肌電生物反饋治療通過治療儀收集患者主動收縮時的肌電信號，當肌電值達到特定閾值時釋放一次神經肌肉電刺激，輔助患者運動，向中樞系統輸入大量的本體感覺和運動刺激，誘導運動皮層功能重塑，同時將肌電信號轉化為可視聽信號反饋于患者，不僅能指導患者運動，更能將運動功能的改善實時反饋給患者，充分調動患者的主觀能動性和依從性。既往已有大量的學者研究顯示[4-5,15-16]，肌電生物反饋對于腦卒中患者，能明顯緩解痙攣、提高肌力、改善患者運動功能，從而提高患者日常生活自理能力和生活質量。在本研究中，經過6周的肌電生物反饋治療，對照組FMA-UE、MBI評分均得到明顯提高，表明肌電生物反饋對改善腦卒中早期患者上肢運動功能及日常生活自理能力有積極作用。這與柯明慧等[5]和許林海等[17]的研究結果一致，肌電生物反饋應用于腦卒中上肢功能障礙，能提高目標肌肉收縮能力，改善上肢運動功能，提高Brunnstrom分期和日常生活自理能力。

綜合以上論述及“中樞-外周-中樞”的閉環康復理念，筆者推測聯合組療效更佳的可能機制是：通過tDCS陽極刺激提高了患側M1興奮性，改善了與M1區及其功能相關的局部皮質和大腦網絡的活動，使這些大腦區域處于易激活狀態，在此狀態下，通過聯合肌電生物反饋刺激上肢運動，向M1區及其功能連接相關區輸入大量的感覺的、運動的刺激，使得這些腦區激活度更高，易于這些腦區功能重塑或重組，從而得到更好的療效。

但值得注意的是，tDCS治療方式包括陽極治療、陰極治療、雙極治療，本研究實驗組僅探討了tDCS陽極聯合狀態下治療腦卒中后上肢運動功能的療效。目前，已有研究發現[18-19]，tDCS陰極刺激可以抑制病灶側 M1區的過度激活，通過緩解肢體痙攣以改善上肢運動功能。Bolognini等[20]的研究發現，tDCS雙極能改善腦卒中后期上肢運動功能，其機制與雙側大腦半球網絡調節有關。因此，在今后的研究中，如何根據患者病情及功能狀態發展個體化的最佳聯合治療模式需要臨床更廣泛的深入研究。

綜上所述，tDCS聯合肌電生物反饋可有效改善腦卒中后早期患者的上肢功能，值得在臨床進行推廣和進一步研究。本研究的不足是評價指標多是半定量的康復量表，在今后的研究中應多加入功能影像學、電生理學等客觀方法進行評價；其次是樣本量較小，其長期治療效果尚需多中心、大樣本的隨訪研究進一步加以證實。