特定任務訓練在腦卒中后上肢功能障礙中的應用現狀

肖堯，孫秀麗，耿超，胡國金

腦卒中是目前導致全球范圍內成年人死亡和殘疾的主要原因，具有發病率高、致殘率高、死亡率高和復發率高的特點，2016年全球疾病負擔（Global Burden of Disease，GBD）數據顯示，腦卒中是造成我國壽命年損失的第一位病因［1］。腦卒中急性期和恢復期約80%以上的患者存在運動功能障礙，后遺癥期約有50%以上的患者獨立生活能力受限［2］。近年隨著基礎神經科學的深入研究，臨床醫生對腦卒中后運動再學習技術、神經可塑性等方面有了進一步的認識，腦卒中后及時、有效的康復訓練可使中樞神經功能重組，進而促進神經功能恢復［3］。

研究表明，特定任務訓練（task-specific training，TST）對腦卒中偏癱患者運動功能的恢復具有積極作用［4］，且該訓練已得到澳大利亞、加拿大、英國和美國等國家腦卒中康復指南的推薦［5-6］。有動物學研究證實，在制作大鼠腦卒中康復模型時，常用的以簡單任務為導向的重復訓練（如抓取食物為目的的重復性伸展和抓握動作）可以促進大鼠上肢功能恢復，具有特定任務的訓練方案可產生皮質重組及患側肢體運動功能改善［4］。近年來，以TST為核心開展的康復訓練在臨床中應用廣泛，相關研究也越來越多。本文就TST的神經分子機制、訓練效果遷移及其在腦卒中后上肢功能障礙中的應用進行綜述，以期提高臨床醫生對TST的認識及推動TST的發展。

1 TST的概述

在康復醫學領域，TST廣義的概念為“練習特定情境的運動任務并接受某種形式的反饋”，旨在通過反復目標導向的練習來提高功能性任務的效率，也曾被學者稱為“重復功能性任務訓練”“重復性任務訓練”［7］。TST過程需圍繞有現實意義的日常生活活動展開，參與者需借助實際物體進行以任務導向為基礎的重復動作訓練，旨在通過豐富多彩的訓練來促進患者受損功能的恢復。以TST概念為基礎的訓練需具備以下核心要素，即任務相關、隨機有序、重復、全面；操作者在進行訓練前需完成以下4個步驟：（1）將任務活動分解為不同的組成部分；（2）評估患者在整個任務及其不同任務組成部分中的表現；（3）觀察患者哪些技能和/或任務組成部分的完成存在困難并分析原因；（4）針對患者“可以做”和“需要/想要做”之間的不匹配制定治療計劃［8］。在具體實施過程中，治療師可根據患者功能改善情況調整治療方案，使治療效果最大化［9］。

目前，強調或弱化TST的部分核心要素的具象化干預措施被提出并廣泛用于神經康復領域，如強制性運動療法（constraint-induced movement therapy，CIMT）、小組循環訓練（circuit class therapy，CCT）、任務導向性訓練（task-orientated therapy，TOT）等，均可用以改善患者認知、感覺、運動及平衡功能，并取得較滿意的效果［4，10-11］。

2 TST利于腦卒中后運動功能康復的神經分子機制

GBD數據顯示，2016年我國缺血性腦卒中發病率為276.75/10萬，出血性腦卒中發病率為126.34/10萬［1］。缺血性腦卒中發生后，缺血部位和周圍半暗帶出現一系列神經毒性、炎癥和細胞變性、凋亡，對腦梗死周圍區域和連接區域的神經元和突觸存活產生影響，且缺血部位不同表現出的功能障礙不同。腦卒中后運動障礙可以通過恢復和補償兩種不同的機制得到改善，這些機制與大腦可塑性和功能重組密切相關，涉及多種分子蛋白及基因表達的改變、興奮/抑制平衡的改變、受損后突觸再生修復等多個方面［12］。因此，腦卒中后康復訓練可通過使病灶周圍殘損神經功能重組、雙側初級運動皮質（primary motor cortex，M1）再激活、皮質脊髓束（corticospinal tract，CTS）功能重建、次要運動皮質〔如背側前運動皮質（dorsal premotor cortex，dPMC）、腹側前運動皮質（ventral premotor cortex，vPMC）、輔助運動區（supplementary motor area，SMA）、扣帶運動區（cingulated motor areas，CMA）等〕參與的權重改變而誘導大腦可塑性改變及功能重組［13-15］。

TOMAZIN［16］在大鼠腦卒中模型中發現，TST后大鼠出現誤用等異常運動情況減少。進一步研究表明，TST促進腦卒中后功能障礙恢復的機制可能與誘導神經元突觸軸突再生、增加對側CST功能重建、減少vPMC中介導功能恢復的抑制性標志物等有關［17-19］。REHME等［20］進行的一項大型Meta分析結果顯示，與健康成年人相比，腦卒中患者對側M1、雙側vPMC和SMA更為活躍；同側M1激活增加通常發生在腦卒中后6個月以上，且其激活程度與運動功能的恢復程度呈正相關；以任務為導向的運動有利于腦卒中后肢體運動功能的恢復，且主動任務訓練較被動任務訓練對同側初級運動皮質的激活程度更高。

國內外多項基礎研究證實，多種分子機制參與腦卒中后腦功能重塑［21］，其中Eph/ephrin是相鄰細胞之間互相通訊的雙向信號通路，在調控細胞增殖、分化、凋亡等方面均具有重要作用，神經元損傷后該信號通路可抑制損傷修復［22］。腦卒中后，受損神經元周圍星形膠質細胞中ephrin-A5表達上調，可阻斷梗死周圍皮質的軸突再生并限制運動功能恢復［23］。CHOI等［24］通過動物實驗發現，TST可通過抑制缺血性腦卒中大鼠CST中星形膠質細胞表達ephrin-A1和ephrin-A5而促進運動功能恢復。王艷等［25］研究報道，任務導向性訓練可促進局灶性腦缺血大鼠前肢運動功能恢復，治療效果優于動物跑臺訓練，分析其機制可能與上調腦缺血區周圍皮質突觸素和生長相關蛋白43（growth associated protein 43，GAP-43）表達有關。上述研究表明，TST主要通過恢復機制而不是補償機制來改善腦卒中后患肢運動功能。

3 TST效果的遷移

腦卒中后個體通常會喪失較多執行任務的能力，不同個體之間能力缺損存在較大異質性。在康復進程中，康復治療時間、空間及患者意愿、治療師資源限制等多種因素均會導致無法針對所有需要訓練的功能任務制定計劃。因此，TST能夠改善多少相似任務活動及不同任務活動的能力就顯得至關重要。

運動學習理論認為，動作得到訓練后機體執行動作所需要的注意力就會減少，動作更加自如；具有相似運動目標的一類動作因神經肌肉支配相近，故理論上訓練一種動作可使這一類動作得到改善。對健康個體而言，一項功能性任務的重復訓練效果可以遷移到另一項功能性任務上［8］。EL AMKI等［26］研究發現，TST可以改善腦卒中大鼠模型不同任務的運動功能，這與COMBS等［27］研究結果相似。HORNBY等［28］對腦卒中慢性期患者進行為期6周的高強度TST，結果發現未經訓練的運動任務也得到改善，這可能與肢體肌力增加或協調性改善有關。有學者對慢性期腦卒中患者進行為期5 d的高強度單一任務訓練（攝食任務，平均450次/d），結果發現另外兩項未接受訓練的排序、穿衣任務也得到了改善，究其原因主要為短時間內高強度訓練不足以形成“肌肉記憶”，但其潛在的轉移機制可能與神經功能重組有關［29］。但目前的研究樣本量較小，尚不足以支持“腦卒中后有限的TST可廣泛改善患者相似的任務功能”的結論。

完成任務時注意力的減少可以從側面反映與此項任務相關的功能改善程度。SCHAEFER等［30］通過雙重任務訓練發現，在健康成年人中已訓練和未訓練任務在單次訓練后均顯示出注意力減少，認為雙重任務訓練可用于檢測兩種運動之間是否發生遷移。但上述評價體系在TST效果遷移評估中的應用較少，期待未來能展開更多的相關研究。

4 TST在腦卒中后上肢功能障礙中的應用

腦卒中后約85%的患者存在不同程度的上肢功能障礙，后遺癥期仍有約50%的患者因上肢功能障礙而影響日常生活活動，因此上肢功能的恢復被公認為是腦卒中后的十大研究重點之一［31］。目前，TST被廣泛用于腦卒中后偏癱側上肢及手功能的康復治療中。在臨床實踐過程中，有諸多學者展開不同強度的TST，以期找到可推廣使用的最佳證據。

WADDELL等［32］研究發現，腦卒中患者住院期間接受60 min/d、4 d/周的TST后手臂動作調查測試（action research arm test，ARAT）、功能獨立性評分（functional independence measure，FIM）均有所改善，進一步分析發現患者治療期間每天主動參與訓練的時間平均約47 min，平均重復次數可達289次，盡管疲勞評分很高，但很少有患者因疲勞而缺席訓練。在另一項研究中，每次治療時TST平均重復次數可達322次［33］。臨床上普遍認為，在單次治療期間進行高頻訓練可能更容易引起疲勞和疼痛等不良反應，最終影響康復訓練效果。而上述兩項研究中的TST頻次均低于腦卒中動物模型和人類運動學習研究中的頻次，故理論上引起疲勞和疼痛等不良反應的風險較低。

目前，循證醫學證據所推薦的康復訓練方案指出，康復效果與訓練過程中患者主動參與訓練時長有關，與治療過程中的重復次數無關。基于上述理念，DALY等［9］研究發現，總時長超過150 h的TST可以有效改善腦卒中后慢性恢復期中重度上肢功能障礙患者患側上肢的協調能力，且在訓練結束后3個月仍能發現患側上肢功能改善的證據。此外，還有學者嘗試尋找相對低強度的TST改善腦卒中后上肢功能的證據：LANG等［34］對312例在住院部和門診參與腦卒中后康復治療的腦卒中患者分析發現，每次治療時上肢TST的平均重復次數約為32次。POLLOCK等［31］對納入的24例慢性期腦卒中患者采用腕部/手指支具聯合TST治療，5 d/周、5組/d、10次/組，持續訓練16周，并在訓練結束后1個月進行隨訪，結果發現受試者9孔插板時間、Fugl-Meyer運動功能評定上肢和手部評分及手腕關節活動度均明顯改善，這與VILLENEUVE等［35］報道的結果相一致，即任務特定、集中和重復訓練可改善腦卒中慢性期患者偏癱側上肢功能、手指的靈活性及協調性，且該效果可在干預后持續至少3周。

同時，TST前的準備也對訓練效果產生影響，如KHALLAF等［36］進行的病例報道顯示，在TST前進行30 min有氧訓練可有效改善亞急性期和慢性期腦卒中患者上肢功能；之后VALKENBORGHS等［37］又開展了一項納入42名受試者的隨機對照試驗，結果證實TST前進行為期30 min的連續有氧訓練可提高患者的參與度及上肢功能改善效果。

目前臨床上普遍認為，非侵入性刺激與康復治療相結合較單獨使用任何一種治療方法能更有效地促進功能障礙的恢復。CAMONA等［38］研究報道，以肌電驅動-功能性電刺激為基礎的肌-手穿戴裝置配合TST可改善腦卒中后慢性期重度功能障礙患者的手部感覺及運動功能。一項納入118項臨床研究共4 461名參與者的Meta分析結果顯示，周圍神經刺激（peripheral nerve stimulation，PNS）聯合TST比單獨進行TST能更有效地改善腦卒中后偏癱患者患側上肢功能［39］。但還有很多熱門輔助技術聯合TST的治療效果尚不清楚，期待未來有更多大樣本量的臨床隨機對照試驗為最佳治療方案的選擇提供證據。

5 小結與展望

目前，腦卒中康復面臨有效改善患者長期預后結局及制定個性化康復治療方案的雙重挑戰［40］。TST操作便捷、安全有效，可依據患者功能障礙評估結果及自身需求設計治療方案，患者接受度較高，對腦卒中后慢性期患者的上肢功能恢復具有較高的應用價值，值得在社區和家庭康復中推廣。同時，TST的概念也為康復機器人的研發提供了相關理論基礎［41］，康復機器人的普及又提高了TST的趣味性和患者的參與度，在節約人力成本的同時可達到較優的康復效果［42］。但未來仍需大樣本量、多中心的臨床研究探索TST后是否發生有效遷移、如何制定最佳方案以增強康復效果及如何確定針對腦卒中后不同恢復時期、不同部位所需的TST強度和頻率等問題。此外，也應展開TST對腦卒中后下肢功能、平衡功能等改善效果的研究，以為臨床康復策略提供更多選擇。

作者貢獻：肖堯進行文章的構思與設計，文獻/資料收集，撰寫、修訂論文；孫秀麗進行文章的可行性分析，并對文章整體負責、監督管理；耿超進行文獻/資料整理；孫秀麗、胡國金負責文章的質量控制及審校。

本文無利益沖突。