針康法促進腦卒中后下肢運動功能重建的功能性近紅外光譜研究

唐強，王雪，穆姿辰，張世強，朱路文

1.黑龍江中醫藥大學附屬第二醫院，黑龍江哈爾濱市 150001；2.黑龍江中醫藥大學，黑龍江哈爾濱市 150040；3.黑龍江中醫藥大學附屬第四醫院，黑龍江哈爾濱市 150018

0 引言

腦卒中包括缺血性卒中和出血性卒中兩大類，是指由不同血管性病因導致的腦血管系統功能障礙性疾病[1]。超過70%的腦卒中患者存在不可逆損傷甚至殘疾[2]。偏癱為腦卒中后最常見的運動功能障礙，下肢運動功能障礙的恢復直接影響患者的生活質量。

針康法是在頭穴叢刺長留針期間配合各種常規康復訓練，將整體康復與辨證康復相結合[3]，激發人體臟腑經絡之氣，促進大腦皮質功能重塑，從而改善腦卒中患者的下肢運動功能[4]。

目前腦功能影像學評估主要采用磁共振檢查，但費用昂貴、便攜性差、檢查過程復雜[5]。功能性近紅外光譜（functional near-infrared spectroscopy,fNIRS）是一種非侵入性的腦功能檢測技術，具有安全性高、時空分辨率高、便攜性強、抗運動干擾、允許長時程監測等優點。它通過光學探頭貼附于頭顱表面，發射和接收近紅外光（650～1000 nm），實時監測去氧血紅蛋白（deoxyhemoglobin,DHb）和氧合血紅蛋白（oxyhemoglobin,HbO2）的含量變化，間接反映與血液動力學相關的大腦神經功能活動[6-9]。本研究通過fNIRS 技術觀察針康法治療腦卒中下肢運動功能障礙的臨床療效。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2020 年12 月至2021 年7 月于黑龍江中醫藥大學附屬第二醫院收治的24例腦卒中偏癱患者，均符合中華醫學會第四次腦血管疾病學術會議制訂的腦卒中診斷標準[10]，并經過頭顱CT或MRI確診。

納入標準：①年齡18～75 歲；②首次發病；③病程14 d～2 個月；④單側肢體癱瘓，右利手；⑤生命體征穩定，神志清楚；⑥簡易精神狀態檢查（Mini-Mental State Examination,MMSE）評分≥27[11]；⑦下肢Brunnstrom 分期Ⅲ、Ⅳ期；⑧自愿參與研究，并配合評定和治療。

排除標準：①偏側忽略及嚴重視、聽、智力、注意力、認知障礙；②既往精神病史或其他嚴重神經系統疾病，或并發嚴重心肺肝腎功能損害、惡性腫瘤等；③下肢痙攣嚴重，改良Ashworth量表分級≥3級；④臨床資料不全；⑤酒精或藥物成癮；⑥其他原因導致無法配合訓練或依從性差。

隨機數字表法將其分為康復組（n=12）和針康組（n=12）。對照組納入10 例健康受試者，性別、年齡、認知功能與腦卒中患者無顯著性差異（P＞0.05）。見表1。所有受試者無既往重要臟器疾病史；智力和認知功能無異常；無顱腦外傷或其他腦部疾患；無癡呆、癲癇、精神病史等；未參加其他臨床試驗研究。所有受試者在干預前均簽署知情同意書。

表1 三組一般資料比較

本研究經黑龍江中醫藥大學附屬第二醫院倫理委員會批準（中醫大二院倫[2020]K17號）。

1.2 治療方案

康復組在接受常規藥物治療的基礎上，進行以牽伸訓練為主的康復治療，每次40 min，每天1 次，每周5 d，共4周。

針康組在進行常規康復治療的同時施用頭穴叢刺。采用直徑0.30 mm、長40 mm 華佗牌一次性無菌針灸針（蘇州醫療用品廠有限公司），常規消毒，根據于志順[12]提出的于氏頭穴七區劃分法，取頂區（前頂至百會及其向左、右各l及2 寸的平行線）、頂前區（囟會至前頂及其向左、右各1及2寸的平行線）、額區（神庭透囟會、與其平行的曲差和本神向上透刺）、顳區（頭維、承靈及兩穴之間，向下刺入約40 mm）、項區（風府、風池及二者之間），向前或后透刺，針體與皮膚呈15°至帽狀腱膜下，進針20 mm 左右，捻轉1 min，共200 次，留針6 h。留針初期每隔30 min 捻針1 次，重復2 次；之后每隔2 h 捻針1 次，直至出針[13]。頭穴叢刺留針期間，同步進行常規康復治療，每次40 min，每天1次，每周5 d，共4周。

1.3 康復評定

干預前后分別采用Fugl-Meyer 評定量表下肢部分[14]（Fugl-Meyer Assessment-Lower Extremities,FMALE）進行評定，包括17個項目，總分34分。

所有評定由同一研究人員完成。

1.4 fNIRS

fNIRS 檢測在黑龍江中醫藥大學附屬第二醫院康復中心完成。

采用穿戴式Brite 24 通道fNIRS 成像設備（荷蘭ARTINIS 公司）及配套軟件Oxysoft 3.2.72，采集HbO2和DHb 的濃度。采集頭帽使用10/20 國際標準導聯系統[15]，由10個光源與8個探測器組成24個通道，探頭與光源距離30 mm，包括輔助運動區（supplementary motor area,SMA）、運動前皮質（premotor cortex,PMC）和初級感覺運動皮質（sensory motor cortex,SMC）等。采樣頻率10 Hz，波長760 nm 和850 nm。fNIRS 采集通道與腦區的對應關系見圖1。

圖1 fNIRS采集通道與腦區的對應關系

受試者在跑步機上完成30 s 步行任務，站立休息30 s，交替進行，共4 次。患者在任務與休息期間可用健手握住扶手。跑步機速度1 km/h，以減少由于任務新穎、受試者狀態不適及對安全的焦慮而引起的皮質功能激活。

采用MatLab（R2013a）nirsLAB2016、Homer2 等功能包處理數據。樣條插值去運動偽跡，0.01～0.1 Hz帶通濾波濾除生理干擾等噪聲成分，根據修正Beer-Lambert 定律計 算HbO2和DHb 濃度改 變（ΔHbO2、ΔDHb）。選擇任務周期后20 s 和休息周期中間20 s 的數據。ΔHbO2與血氧水平依賴功能磁共振成像（BOLD-fMRI）信號的相關性更好，對步行任務的刺激也更敏感[18]，用于功能連接分析。

采用偏側化指數（laterality index,LI）衡量各區域功能連接的對稱性。

LI值-1～1，1表示僅受累半球皮質激活，-1表示僅病變對側皮質激活，0表示雙側對稱[19]。

1.5 統計學分析

采用SPSS 25.0 統計學軟件進行統計分析，符合正態分布的計量資料以（）表示，組間比較采用t檢驗或單因素方差分析；ΔHbO2和LI進行兩因素重復測量方差分析，以時間（干預前、后）為被試內因子，區域（SMC、PMC 和SMA）為被試間因素。計數資料比較采用χ2檢驗；非正態分布的計量資料用箱線圖描述；兩連續型變量采用Pearson 相關性分析。顯著性水平α=0.05。

2 結果

2.1 運動功能

干預前，針康組FMA-LE 評分與康復組無顯著性差異（P＞0.05）；干預4周后，兩組FMA-LE 評分均顯著提高（P＜0.001），針康組高于康復組（P＜0.05）。見表2。

表2 各組FMA-LE評分比較

2.2 功能連接

干預前，針康組相關區域功能連接強度與康復組無顯著性差異（P＞0.05），對照組連接強度（0.61±0.21），高于康復組和針康組（P＜0.05）；干預后，兩組連接強度均提高，兩組間無顯著性差異（P ＞0.05）。見表3。

表3 各組平均功能連接強度的比較

干預前，患者受累側SMC 激活少于健側，對照組SMC 激活相對對稱。干預前、后各組完成步行任務時基于HbO2的功能連接強度在各腦區之間的差異見圖2。

圖2 各腦區功能連接強度

2.3 對稱性

康復組（F=6.68,P=0.03）和針康組（F=10.44,P=0.01）ΔHbO2的時間和區域交互作用顯著。其中針康組患側PMC ΔHbO2顯著（F=5.48,P=0.04）。見圖3。

圖3 針康組步行任務中區域激活的變化

針康組LI時間和區域交互作用顯著（F=4.16,P=0.04），其中，SMC顯著（F=6.29,P=0.04）。見圖4。

圖4 針康組干預前、后各區域LI的分布

2.4 相關性分析

針康組干預前后患側PMC 連接強度的變化量與FMA-LE 評分變化量呈正相關（r=0.579,P=0.048）。干預前后LI的變化量與LE-FMA 評分變化量之間未發現顯著相關性（P＞0.05）。

3 討論

腦卒中后偏癱患者運動功能受損或缺失，導致日常生活能力下降，給患者、家庭和社會造成沉重負擔[20]。針刺與常規康復訓練結合可提高臨床療效，減少后遺癥并提高患者生活質量，可通過疏通經脈氣血，改善人體微循環，增強局部肌肉反射，提高患者肢體運動功能[21-22]；刺激外周感覺、增強腦細胞刺激性、促進神經功能重塑、提高腦皮質活動，改善腦卒中患者的運動功能[23]。本研究發現，與單純康復訓練相比，針康法改善下肢運動功能障礙效果更加顯著。

fNIRS 是一個安全、可靠的檢測方法，可評價大腦功能重塑[24]。本研究發現，針康法可顯著提高受累半球PMC 功能激活，SMC 的非對稱性激活也得到改善。Lin等[25]通過fNIRS技術監測腦卒中患者在主動和輔助騎行過程中的皮質激活，證實速度反饋增強與PMC 激活相關。Miyai 等[26]基于任務態fNIRS 監測腦卒中患者步行任務時皮質激活情況，發現腦卒中后下肢運動功能的恢復與SMC 激活的非對稱性改善和患側PMC 激活的增強有較大關聯。PMC 和SMA 通過與腦干、基底神經節及小腦等連接，參與有目的地改變和啟動運動功能的過程，這些區域的激活增強與步態表現的改善有關[27]。SMA 的激活增強見于與平衡控制相關的患者康復過程中[28]。

與功能磁共振成像相比，fNIRS 價格更低廉，過程更簡便[29]，兼容性強，具有無噪聲干擾、采集難度較低、患者耐受性良好等優勢。fNIRS 配合特定設計的功能任務范式可以實時、動態、連續監測大腦皮質HbO2、DHb的濃度變化，反映受試者執行任務時的腦功能活動，以顯示受試者的神經重塑情況[30]。

本研究通過fNIRS 技術探討針康法治療腦卒中患者下肢運動功能障礙的臨床療效及其相關腦功能變化，發現腦卒中患者經針康法干預后，SMC的非對稱性激活改善，下肢運動功能恢復可能與PMC 的激活增強有關。

利益沖突聲明：所有作者聲明不存在利益沖突。