鏡像療法促進腦卒中上肢功能恢復和皮質脊髓束重塑的彌散張量成像研究

凌晴，胡世紅，王田堯，周亞飛，林麗萍

1.復旦大學附屬上海市第五人民醫院，a.康復醫學科；b.放射科，上海市200240

腦卒中為神經系統常見病、多發病，致殘率高。腦卒中后上肢和手功能恢復是康復領域的難點。基于鏡像神經元理論的鏡像療法逐漸應用于腦卒中后功能康復，能促進腦卒中后上肢運動功能恢復[1-3]。功能磁共振成像、經顱磁刺激、腦磁圖、腦電圖研究觀察到鏡像療法對運動和感覺皮質區的激活及其相互作用[4-6]。

大腦重塑理論是腦卒中后功能恢復的主要機制。彌散張量成像(diffusion tensor imaging,DTI)技術，能定量評價大腦白質神經纖維的結構完整性和損傷程度[7-8]，有助于研究鏡像療法的康復機制。皮質脊髓束(corticospinal tract,CST)是大腦最重要的運動傳導束，腦卒中后CST 修復對上肢運動功能恢復至關重要。本研究采用DTI 技術探討鏡像療法對促進皮質下腦卒中患者上肢功能恢復和CST重塑的作用。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選擇2017 年3 月至2019 年3 月本院收治的腦卒中患者42 例，均符合中國腦血管疾病分類2015 診斷標準[9]，并經頭顱CT或MRI證實。

納入標準：①首次發病；②年齡35～70 歲；③病程4～8 周；④單側病灶，病灶位于內囊基底節區，累及CST 而無皮質受累；⑤存在明確上肢運動功能障礙；⑥無MRI禁忌證；⑦依從性好，能配合治療。

排除標準：①嚴重認知功能障礙；②四肢癱瘓；③既往曾患其他腦部疾病或有腦部手術史；④其他原因導致的上肢功能障礙；⑤病情不穩或重要器官衰竭、惡性腫瘤；⑥不能配合完成MRI檢查。

剔除標準：①納入后未完成全部治療和評估，未行動作觀察療法；②依從性差；③中途自行退出。

入組患者隨機數字表法分為對照組(n=21)和觀察組(n=21)，兩組一般資料無顯著性差異(P> 0.05)。見表1。

本項研究已經復旦大學附屬上海市第五人民醫院倫理委員會審批(No.2016倫審第034號)，所有患者和家屬均簽署知情同意書。

1.2 方法

兩組均予常規康復，根據不同恢復階段，綜合運用神經發育促進技術，結合物理治療和作業治療，采取規范化的康復治療方案。每次2 h，每天1次，每周5 d，共12周。

觀察組在常規康復治療基礎上增加鏡像療法。將可折疊鏡像療法裝置放于治療臺矢狀面，患側手位于鏡子背側，健側手位于鏡子正側，雙上肢完成相同動作[10]。指導患者觀察鏡中健側完成的動作，利用視覺反饋，想象成患手在完成動作，在治療師輔助下最大程度活動患手。動作涉及肩前屈、肘腕屈伸、前臂旋轉、手指屈伸抓握，以及對指對掌等；根據患側功能選擇不同任務，如抓放不同尺寸和形狀的積木、握球放球、取杯飲水、推磨砂板等。每次30 min，每天1次，每周5 d，共12周。

表1 兩組一般資料比較

1.3 運動功能評定

治療前后，采用Fugl-Meyer 評定量表上肢部分(Fugl-Meyer Assessment-Upper Extremities,FMA-UE)評估患側上肢運動功能，總分66分[11]。

1.4 DTI

治療前后，采用3.0 T Skyra磁共振成像儀(德國西門子公司)掃描采集頭顱DTI數據。自旋回波平面成像序列，重復時間8600 ms，回旋時間95 ms，層厚2 mm，層數75 層，無層間距，矩陣128×128，視野256×256 mm，彌散梯度方向30個，b=1000 s/mm2。

應用MRIcron (http://www.mccausl and center.sc.edu/mricro/mricron)、FSL (http://fsl.fmrib.ox.ac.uk/fsl/)和PANDA (http://www.nitrc.org/projects/panda)工具包進行DTI數據處理。經格式轉換，提取b0圖像，剝頭皮制作腦組織模板，渦流校正和頭動校正，DTI 參數計算，空間配準和高斯平滑，利用霍普金斯大學白質模板計算各腦區平均各向異性分數(fractional anisotropy,FA)，感興趣區選擇內囊后肢和大腦腳區。

1.5 統計學分析

采用SPSS 16.0 統計軟件進行分析。計量資料符合正態分布，采用(±s)表示，相關性分析采用Pearson相關性分析，組內和組間比較采用t檢驗。計數資料比較采用χ2檢驗。顯著性水平α=0.05。

2 結果

2.1 FMA-UE

治療后，兩組FMA-UE 評分均顯著提高(P ＜0.001)，觀察組治療前后差值高于對照組(P ＜0.05)。見表2。

2.2 DTI

治療前，兩組病灶側內囊后肢區FA 均較對側顯著減小(P ＜0.001)。治療后，觀察組病灶側內囊后肢FA 升高(P ＜0.05)，治療前后FA 差值高于對照組(P ＜0.05)；對照組健側內囊后肢FA 明顯下降(P ＜0.01)，兩組無顯著性差異(P ＞0.05)。見表3～表5。

兩組病灶側和健側大腦腳區FA，治療前后均無顯著性差異。具體數據從略。

FA 圖顯示，病灶側內囊層面CST 部分中斷和破壞；治療后，病灶側CST 白質纖維較前致密，完整性改善(圖1)。

表2 兩組治療前后FMA-UE評分比較

表3 兩組治療前雙側內囊后肢區的FA值比較

表4 兩組治療前后病灶側內囊后肢區的FA比較

表5 兩組治療前后健側內囊后肢FA比較

2.3 病灶側內囊后肢FA與FMA-UE的相關性

兩組病灶側內囊后肢FA 與FMA-UE 之間均存在正相關(P ＜0.05)。見表6。

表6 兩組病灶側內囊后肢FA與FMA-UE的相關性分析

3 討論

鏡像療法又稱鏡像視覺反饋療法，最初由Ramachandran 等設計用于治療幻肢痛[12-13]。近年來鏡像療法逐步應用于腦卒中后的偏癱肢體功能恢復，并擴展到認知言語康復等領域。鏡像療法基于鏡像神經元系統，涉及運動想象、動作觀察、動作模仿等環節[14-15]。腦卒中患者在運動想象和動作觀察過程中，通過激活鏡像神經元系統促使大腦可塑性和功能重組，促進功能恢復。鏡像療法在提高卒中后偏癱肢體運動功能方面療效肯定[16-17]。

DTI 是無創的腦白質成像技術。DTI 重要參數FA與卒中后上肢運動功能存在相關性，可作為上肢功能恢復的重要預測指標[18-20]。CST 是大腦最重要的運動神經傳導束，下行經放射冠、內囊后肢和大腦腳。內囊后肢和大腦腳是白質纖維較密集的部位，以往研究多選為感興趣區。本研究顯示，病灶側內囊后肢FA與FMA-UE間存在正相關；腦卒中后，病灶側CST結構完整性受損，鏡像療法較常規康復治療更能促進上肢運動功能恢復和CST結構重塑。

本研究發現，治療后對照組健側內囊后肢FA 下降，可能由于腦損傷后出現神經纖維Wallerian 變性[21-22]；而觀察組健側內囊后肢FA 無明顯改變，可能與鏡像療法延緩Wallerian變性進展有關。腦卒中后患側肢體功能障礙會導致健側功能下降[23]，偏癱肢體功能的改善與健側肢體協調有關[24]。鏡像下雙側肢體協調訓練的鏡像療法可以取得更佳療效[25]。

Michielsen 等[26]將慢性腦卒中患者分為鏡像組和對照組，治療6 周后，僅在鏡像組發現初級運動皮質的激活平衡向病變半球轉移。Jegatheeswaran等[27]對健康志愿者的研究顯示，鏡像療法可激活運動同側初級運動皮質等腦區。

Hamzei 等[28]對慢性腦卒中患者鏡像療法治療4周，發現患者Wolf運動功能測試(Wolf Motor Function Test,WMFT)評分改善，但FA 不對稱系數與WMFT評分間無明顯相關性。與我們的結論不同，可能是由于該組研究對象是病程超過1 年的慢性患者，本研究納入的是亞急性期患者，病灶累及CST而無皮質受累。

本研究僅采用DTI 技術研究鏡像治療前后CST 的變化。如能同時結合其他神經影像技術，有望更全面了解皮質激活興奮與皮質下結構完整性的關聯。此外，還需要更大樣本量驗證結論。

綜上所述，鏡像療法可以改善腦卒中患者的上肢運功功能，促進CST 重塑。DTI 作為神經纖維束完整性的定量評價工具，對腦卒中后康復方案選擇和機制研究有一定應用價值。

利益沖突聲明：所有作者聲明不存在利益沖突。