不同經顱磁刺激模式對腦卒中后下肢運動障礙患者肢體運動功能的影響*

王佳, 王先斌, 宋寧,2, 張興, 吳霜***

(1.貴州醫科大學附屬醫院 康復醫學科, 貴州 貴陽 550004; 2.貴州醫科大學 臨床醫學院, 貴州 貴陽 550004)

腦卒中是臨床上常見的腦血管疾病,已成為世界范圍內致死、致殘的主要原因[1]。下肢運動功能障礙是腦卒中后常見的功能障礙之一,這種功能障礙往往會持續很長時間,導致患者的日常生活能力下降、工作和社會參與程度降低[2]。重復經顱磁刺激(repetitive transcranial magnetic stimulation, rTMS)技術作為一種能影響和改變腦內代謝的無創神經調控技術,通過刺激神經元興奮或抑制,從而調節腦內神經電活動,幫助患者功能的恢復[3-4]。Theta爆發式經顱磁刺激(Theta burst stimulation, TBS)是在rTMS的基礎上模擬人體神經元真實的動作電位而制定的一種新的刺激模式,可通過傳遞陣發性刺激來誘導神經元的可塑性來達到治療作用[5-7]。rTMS及TBS可通過改變刺激部位、刺激強度及刺激頻率等治療參數,調節腦卒中后雙側大腦半球間興奮性的不對稱性,從而促進腦卒中后下肢運動功能障礙的恢復[8]。目前關于rTMS及TBS治療腦卒中后下肢運動功能障礙的最佳方案尚無定論。有報道顯示,下肢運動不僅受到對側大腦半球交叉纖維的支配,而且還受到來自同側大腦半球的運動通路的支配,健側下肢運動區也有助于卒中后患側肢體運動功能的恢復[9]。與上肢運動皮質區相比,下肢運動皮質區位于大腦縱向裂隙的深處,兩側下肢皮層代表區位置較為靠近,刺激健側時患側亦可受到刺激。卒中后患側皮層受損,局部代償能力有限,若予低頻刺激健側,即使恢復半球間興奮性的平衡,運動功能也很難得到提升[10]。此外,磁刺激儀的8字形線圈很難刺激位于頭皮表面下3～4 cm深的下肢運動皮質區,而錐形線圈可在大腦的深層區域產生局部刺激[11]。本研究使用錐形線圈,將高頻刺激作用于卒中患者正中矢狀面上健側脛前肌誘發運動電位最大的位置,可使雙下肢運動皮質區同時受到刺激[10]。目前國內外高頻rTMS和間歇性TBS(intermittent TBS, iTBS)對卒中患者下肢運動功能康復的療效研究較少,尚沒有比較兩種治療模式療效差異的相關報道,因此,本研究采用這兩種治療模式治療卒中后下肢功能障礙患者比較臨床效果。

1 對象與方法

1.1 研究對象

選取2021年4月—2023年1月收治的腦卒中后下肢運動功能障礙患者,納入標準:(1)符合第四屆全國腦血管疾病學術會議制定的腦卒中診斷標準[12],并經頭顱CT或者MRI檢查證實為首發單側半球腦梗死或腦出血;(2)年齡30～70歲;(3)病程1～3個月;(4)患側下肢的Brunnstrom評定分期Ⅲ～Ⅵ期,改良Ashworth量表分級≤Ⅱ級,患側腦區可測出運動誘發電位;(5)生命體征穩定,簡易精神狀態檢查量表(mini-mental state examination, MMSE)評分≥24分[13],能配合治療和評估;(6)患者和家屬知曉并同意后簽署知情同意書。排除標準:(1)有其他神經系統疾病史(卒中除外)和影響下肢肌力和耐力的肌肉骨骼疾病患者;(2)心、肺、肝、腎等重要臟器功能衰竭;(3)顱內有金屬植入物、佩戴起搏器或有顱骨缺陷;(4)有癲癇病史;(5)有下肢血栓患者;(6)存在嚴重聽力或精神障礙疾病等嚴重影響或無法配合檢查及治療者。治療過程中患者脫落標準:(1)出現嚴重不良反應者;(2)出現新的腦梗死灶或出血;(3)自行退出治療的患者。納入患者54例,按照隨機數字表法均分為對照組、rTMS組及iTBS組,治療前收集3組患者一般資料,包括年齡、性別、病程、病變類型、病變部位、Brunnstrom分期等。本研究經醫院倫理委員會批準[2022(435)]。

1.2 治療方法

1.2.1常規康復訓練方案 3組患者均進行康復訓練,具體方案包括:(1)對良肢位擺放進行指導;(2)下肢平衡功能訓練;(3)患側肢體關節被動及主動活動訓練;(4)日常生活活動能力訓練,1次/d,30 min/次,6 d/周,持續3周。治療強度逐漸增加,以治療后第2天不引起疲勞感為宜。

1.2.2治療前準備 對照組在常規康復治療時予假刺激治療,rTMS組在常規康復治療時聯合rTMS治療,iTBS組在常規康復治療聯合iTBS治療,1次/d、6 d/周,共3周。治療前先確定每位患者的靜息運動閾值(resting motor threshold,RMT),取舒適坐位,固定頭部,佩戴合適的定位帽,在定位帽上標記好位置,采用磁刺激儀(武漢依瑞德,CCY-Ⅰ型),選擇單脈沖刺激模式進行RMT測定,記錄電極置于健側半球對側的脛前肌肌腹,參考電極位于距離記錄電極2 cm的肌腹處,地極位于同側脛前肌遠端,將錐形線圈置于雙側下肢運動皮質區正中矢狀面的位置,前后微調線圈位置,以連續10次刺激中至少5次能在健側脛前肌記錄到≥50 μV運動誘發電位時的最小刺激強度,即為該患者的RMT值。

1.2.3磁刺激方案 刺激部位選擇在雙側下肢運動皮質區正中矢狀面上健側脛前肌誘發運動電位最大的位置。rTMS組患者治療選擇頻率10 Hz,刺激強度80% RMT,刺激時間10 s,間歇時間50 s,重復次數12次,總共1 200個脈沖,總時間12 min[11,14];iTBS組患者治療選擇叢內頻率35 Hz、叢內數3、叢間頻率5 Hz,叢間數10、刺激強度70% RMT、刺激時間2 s、間歇時間8 s、重復次數40次,總共1 200個脈沖,總時間400 s[10];對照組患者參數同iTBS組,線圈翻轉90 °,使線圈側面與患者頭皮接觸,患者可以聽到機器的聲音但是不產生刺激。本研究刺激參數選擇基于參考文獻及本課題組臨床實踐,均符合TMS應用安全指南[15],同時在治療期間記錄出現的不良反應。

1.3 觀察指標

1.3.1下肢肌力評定 應用德國ISOMED2000型等速肌力測試系統評定3組患者治療前后患側下肢膝關節屈、伸肌峰力矩(peak torque,PT)、屈、伸肌峰力矩比值(flexor/extensor,F/E)變化。

1.3.2下肢運動平衡功能評定 采用Fugl-Meyer運動功能量表中下肢部分的指標(Fugl-Meyer assessment of lower extremity, FMA-LE)評定3組患者治療前后下肢運動功能,共17項,總分34分,分數越高表明運動功能越好[16]。采用Berg平衡量表(Berg balance scale,BBS)評定3組患者治療前后下肢平衡功能,共14項,總分56分,得分越高表明平衡能力越好[17]。

1.3.3痙攣程度評定 采用改良Ashworth量表(modified Ashworth scale, MAS)對3組患者治療前后患側下肢伸膝肌群進行痙攣評定,其中肌張力為0級記0分,Ⅰ級記1分,Ⅰ+級記2分,Ⅱ級記3分,得分越高,表示該患者痙攣程度越重[18]。

1.3.4神經電生理評定 使用磁刺激儀評定3組患者治療前后運動誘發電位(motor evoked potentials,MEP)的變化,包括MEP皮質潛伏期及中樞運動傳導時間(central motor conduction time,CMCT),以此反映神經通路傳導情況。

1.4 統計學分析

2 結果

2.1 一般臨床資料

3組患者的年齡、性別、病程、病變類型、病變部位、Brunnstrom分期等一般臨床資料比較,差異無統計學意義(P>0.05),具有可比性。見表1。

表1 各組腦卒中后下肢運動功能障礙患者的一般資料Tab.1 General information of patients with lower limb dyskinesia after stroke

2.2 膝關節屈、伸肌PT及F/E

治療前,3組患者患側下肢膝關節屈、伸肌PT、F/E比較,差異均無統計學意義(P>0.05);治療后,3組患者患側下肢膝關節屈、伸肌PT、F/E均較治療前升高,差異均有統計學意義(P<0.05),其中rTMS組與iTBS組較對照組升高(P<0.05),但rTMS組與iTBS組患側下肢膝關節屈、伸肌PT、F/E比較,差異均無統計學意義(P>0.05,表2)。

表2 各組腦卒中后下肢運動功能障礙患者治療前后患側下肢膝關節屈、伸肌PT及Tab.2 PT of the affected knee flexor and extensor muscles and F/E before and after treatment

2.3 FMA-LE評分

治療前,3組患者FMA-LE評分比較差異無統計學意義(P>0.05);治療后,3組患者FMA-LE評分均較治療前升高(P<0.05);rTMS組及iTBS組患者FMA-LE評分均高于對照組(P<0.05),rTMS組與iTBS組患者FMA-LE評分比較、差異無統計學意義(P>0.05)。見表3。

表3 各組腦卒中后下肢運動功能障礙患者治療前后下肢FMA-LE評分Tab.3 FMA-LE scores before and after treatment

2.4 BBS評分

治療前,3組患者BBS評分比較差異無統計學意義(P>0.05);治療后,3組患者BBS評分均較治療前升高(P<0.05);rTMS組及iTBS組患者BBS評分均高于對照組(P<0.05),rTMS組與iTBS組BBS評分比較,差異無統計學意義(P>0.05)。見表4。

表4 各組腦卒中后下肢運動功能障礙患者治療前后BBS評分Tab.4 BBS scores before and after treatment

2.5 MAS評分

治療前,3組患者MAS評分比較差異無統計學意義(P>0.05);治療后,3組患者MAS評分均較治療前降低(P<0.05),但3組患者MAS評分比較、差異無統計學意義(P>0.05)。見表5。

表5 各組腦卒中后下肢運動功能障礙患者治療前后MAS評分[M(P25,P75)]Tab.5 Scores of MAS scale before and after treatment among three groups[M(P25,P75)]

2.6 神經電生理指標

治療前,3組患者MEP皮質潛伏期及CMCT比較,差異無統計學意義(P>0.05);治療后,3組患者MEP皮質潛伏期和CMCT均較治療前縮短(P<0.05),且rTMS組及iTBS組患者均較對照組縮短(P<0.05),rTMS組與iTBS組比較、差異均無統計學意義(P>0.05)。見表6。

表6 各組腦卒中后下肢運動功能障礙患者治療前后MEP皮質潛伏期和Tab.6 MEP cortical latency and CMCT before and after treatment among three

3 討論

卒中后下肢肌力下降、肌張力異常等嚴重影響患者的下肢運動功能。然而,常規康復治療周期長,需要患者有較高的配合程度,但治療效果卻不如人意,需要聯合其他治療方法共同發揮作用[19]。rTMS是目前常用的神經調控治療方法,已廣泛應用于腦卒中、脊髓損傷及帕金森病等疾病[20]。腦卒中發生后,大腦兩側半球之間的皮質興奮性的平衡被打破,健側半球皮質興奮性高于患側半球[21]。有研究表明,rTMS可通過調節兩半球間皮質興奮性的平衡改善卒中后運動功能障礙[22];相較于傳統rTMS,有學者認為TBS可產生與rTMS同等效應的興奮或抑制作用,且所需時間更短,刺激速度更快,而且可以避免線圈過熱,可為患者節省治療時間[23]。本研究顯示,治療后磁刺激治療組患側下肢膝關節屈伸肌PT、F/E、FMA-LE、BBS評分均優于對照組,這表明10Hz rTMS和iTBS通過刺激雙側大腦半球更能有效促進神經重塑,使下肢運動功能及平衡能力恢復;相較于單用常規康復治療,聯合治療療效更佳,下肢運動功能恢復更快。但本研究中,rTMS組和iTBS組患者的上述指標中均未發現差異,可能原因是治療時間較短,缺乏長期療效的評估,還需進一步優化設計方案。

此外,大部分患者下肢因牽張反射亢進而導致下肢伸肌群肌張力增強、肌肉僵直,嚴重影響患者下肢運動功能[24]。本研究結果顯示,治療后各組MAS評分較治療前均有明顯降低,表明常規康復治療與聯合治療均可降低恢復早期腦卒中患者下肢肌張力,改善下肢的痙攣狀態,但10Hz rTMS組和iTBS組患者伸膝痙攣的改善情況與對照組相比無差異。這一結果與其他相關研究結果不一致,Dos等[25]研究表明1Hz rTMS治療后可降低患者肌張力,改善痙攣狀態;Chen等[26]研究也發現iTBS治療后可改善患者下肢痙攣狀態。不一致可能的原因有:(1)納入患者的下肢痙攣情況并不嚴重,各組之間痙攣程度差異較小;(2)樣本量小,實驗設計有限及治療參數不同導致組間差異無統計學意義(P>0.05)。

MEP主要反映神經傳導通路缺損情況,腦卒中后患側半球的皮層興奮性降低,主要表現為MEP皮質潛伏期及 CMCT 延長[27]。本研究結果顯示,治療后3組患者患側MEP皮質潛伏期及CMCT較治療前均有明顯縮短且下肢運動功能均有提升,結果提示MEP皮質潛伏期及CMCT與患者運動神經功能受損呈正向關系。Okamoto等[28]研究表明,在康復治療前后進行MEP評估,發現較差MEP的患者預后功能欠佳。有研究顯示,患側MEP皮質潛伏期及CMCT與患者同期神經功能相關評分存在正相關[29]。本研究與相關研究結果一致,且rTMS組及iTBS組患者較對照組縮短更加明顯,下肢運動功能的相關評分及肌力測定結果也優于對照組,可能原因為:rTMS及iTBS通過改變患側大腦半球與健側大腦半球之間的異常興奮性,改善卒中患者神經功能從而提升下肢運動功能;另一方面,rTMS 及 iTBS 能夠直接影響大腦半球神經系統的可塑性,因此,10Hz rTMS及iTBS治療可通過調控腦卒中后皮質興奮性和神經功能重組來縮短MEP皮質潛伏期和CMCT,從而促進卒中患者下肢運動功能的恢復。相較于常規康復治療,聯合 TMS 治療更能有效提高運動神經興奮性,促進患者下肢運動功能的恢復。Kakuda等[30]研究將rTMS應用于正中矢狀面上健側脛前肌誘發運動電位最大的位置,結果表明高頻刺激改善慢性腦卒中患者的步行功能;Sasaki等[11]使用錐形線圈對早期腦卒中患者進行rTMS干預,結果顯示高頻rTMS治療對下肢運動功能的恢復具有積極作用;Lin等[10]研究顯示,在理療前應用iTBS干預,患者下肢BBS評分和FMA-LE評分均有不同程度的改善。在TBS的研究中,盡管這些方案在臨床上似乎是有效的,但缺乏iTBS的劑量-效應關系的研究,但從理論上講,低強度刺激可能安全性更高[15]。本研究過程中無患者出現頭痛、血壓升高及癲癇等癥狀,也表明了2組刺激參數的安全性,但目前rTMS及TBS最佳的刺激參數如頻率、時間、強度等因素仍不明確,后續需要設計出更大樣本量、更完善的方案,探討最佳的刺激參數。

綜上所述,TMS治療可以促進受損的神經功能重塑,在常規康復治療的基礎上輔以高頻rTMS或iTBS治療可顯著改善卒中后患側下肢運動功能,iTBS所需時間更短,刺激強度更低,可取得與rTMS相似的治療效果,可為患者減少不良反應及節省治療時間。基于iTBS相較于rTMS優點,可優先考慮iTBS治療方案。