基于計算機反饋的Pro-kin訓練系統(tǒng)對腦卒中后抑郁患者腦網絡及腦內遞質的影響

王 玥 薄 琳 王乾貝 孫陽藝

北京協(xié)和醫(yī)院，北京 100730

腦卒中是由于各種誘因引發(fā)的顱內動脈血管狹窄、堵塞或破裂等從而導致的顱內血液循環(huán)障礙［1］。腦卒中患者的發(fā)病率、致殘率、復發(fā)率、病死率均較高，是神經系統(tǒng)的常見疾病，嚴重威脅患者的生命健康安全［2］，且腦卒中的病程長、預后差、難以治愈且治療費用相對較高，給患者家庭帶來嚴重的經濟壓力和精神壓力［3］。隨著醫(yī)學技術的不斷發(fā)展，顯著提高腦卒中患者的存活率，但患者的致殘率并未得到有效改善，臨床研究表明，50%～70%的腦卒中存活患者遺留多種功能障礙［4］。腦卒中后抑郁（post-stroke depression，PSD）是常見的腦卒中并發(fā)癥，是一系列軀體癥狀、精神癥狀和復雜的情感障礙性疾病，發(fā)病率高達30%［5］。PSD 在臨床上主要表現為意志活動減少、悲傷、失望、思維障礙、睡眠障礙等癥狀，甚至出現厭世、自殺等情緒或行為［6］。導致PSD發(fā)生的危險因素包括卒中后認知功能障礙、病殘、腦卒中嚴重程度等［7］。目前臨床上治療PSD 的方法主要包括心理療法、物理治療、藥物治療等［8］，但仍未取得較理想的效果。Pro-kin訓練系統(tǒng)是基于計算機反饋的可對腦卒中偏癱患者的各種功能障礙進行評估，并提供專業(yè)的訓練方法，是目前最先進的治療方法，在臨床上已取得較好的療效［9］。腦網絡及腦內遞質是評價PSD患者治療效果的重要指標，因此，本探究探討基于計算機反饋的Pro-kin 訓練系統(tǒng)對PSD 患者腦網絡及腦內遞質的影響。

1 資料與方法

1.1 一般資料納入2018-06—2020-06 北京協(xié)和醫(yī)院神經內科收治的112 例PSD 患者，觀察組和對照組各56 例。對照組采用常規(guī)康復訓練方法，觀察組在常規(guī)康復訓練的基礎上使用Pro-kin 訓練系統(tǒng)進行康復治療。本研究經院醫(yī)學倫理委員會批準。

1.2 納入與排除標準納入標準：（1）所有患者經計算機斷層攝影或磁共振成像檢查，符合各類腦血管病分類方案（第4 屆全國腦血管病學術會議制定）中腦卒中的診斷標準［10］；（2）符合《CCMD-3 中國精神障礙分類與診斷標準》中抑郁癥的診斷標準［11］，并伴情緒低落、食欲下降等癥狀；（3）既往發(fā)作未遺留神經功能障礙或初次發(fā)病；（4）年齡<70 歲；（5）血壓穩(wěn)定；（6）能夠完成初次Pro-kin 平衡評估；（7）所有患者及家屬簽署知情同意書。

排除標準：（1）心、肺、肝、腎等重要臟器功能減退或衰竭者；（2）繼發(fā)性腦出血、外傷后出血患者；(3)重度腦水腫或昏迷，病情惡化出現新的梗死或出血者；(4)腦外傷、腦腫瘤等引起的腦損傷患者；（5）腦出血手術及溶栓治療者；（6）并發(fā)惡性腫瘤者；（7）年齡＞70歲者。

1.3 方法

1.3.1 收集一般資料：通過電子病歷收集患者的一般臨床資料。患者入院后詳細記錄其年齡、性別、病程，通過CT 或MRI 檢查患者的腦卒中類型（腦梗死或腦出血）及卒中側別（左側或右側）。如表1所示，2組患者的年齡、性別、病程、腦卒中類型及卒中側別等基本資料差異無統(tǒng)計學意義（P＞0.05），具有可比性。

表1 2組患者一般資料比較Table 1 Comparison of general information of patients in the two groups

1.3.2 康復訓練方法：對照組和觀察組均進行綜合康復訓練，所采用的技術包括Brunnstrom、神經肌肉本體促進技術（Proprioceptive neuromuscular facilitation，PNF）、Rood 療法、生物反饋、Bobath 療法、功能性電刺激等。

對照組采用綜合康復訓練+常規(guī)平衡訓練：通過平行杠、平衡板分別進行靜態(tài)站立平衡訓練、雙下肢重心轉移訓練及重心轉移功能訓練。觀察組在對照組訓練的基礎上采用Pro-kin 平衡訓練儀（意大利Tecnobody公司）進行平衡功能訓練。患者采取國際標準站位，在S1～S8 區(qū)進行平衡功能測試并記錄測試表現，標注受限區(qū)域，進行Pro-kin 本體感覺評估。根據評估結果制定合理的訓練方案，訓練內容包括：①坐、站立位下的靜態(tài)平衡訓練；②站立位下的動態(tài)平衡訓練；③游戲訓練。訓練過程觀察患者的測試情況，通過調節(jié)時間、速度等改變難易程度，調整訓練方案。

1.3.3 觀察指標：①臨床療效評價：采用漢密爾頓抑郁量表（Hamilton depression scale，HAMD）對患者治療前后的抑郁狀態(tài)進行評價，根據HAMD 評分評價治療效果。治愈：HAMD 評分減少≥75%，或HAMD評分＜8 分；顯效：HAMD 評分減少50%～＜75%；有效：HAMD 評分減少30%～＜50%；無效：HAMD 評分減少＜30%。②神經功能及認知功能評價：分別采用美國國立衛(wèi)生研究院卒中量表（National Institute of Health stroke scale，NIHSS）及簡易智力狀態(tài)檢查量表（mini-mental state examination，MMSE）對患者治療前后神經狀態(tài)及認知功能進行評價，兩種量表評分方式均為分值越高，提示認知功能越好。③腦內神經遞質水平的檢測：采用腦漲落圖儀（上海悅心同舸醫(yī)療器械有限公司）測量患者治療前后的腦內神經遞質γ-氨基丁酸、谷氨酸、5-羥色 胺（5-hydroxytryptamine，5-HT）、乙 酰 膽 堿（acetylcholine，ACh）、去甲腎上腺素（norepinephrine，NE）水平，分析其變化情況。

1.4 統(tǒng)計學方法數據分析采用統(tǒng)計學軟件SPSS 19.0，作圖工具采用GraphPad Prism 5.0。計數資料采用百分率（%）表示，組間對比采用卡方檢驗；計量資料采用均數±標準差（±s）表示，組間對比采用獨立t檢驗。使用ORACDLE 10g工具進行腦網絡及腦內遞質的隨機行走模型評價。以P＜0.05 為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結果

2.1 2 組臨床療效比較觀察組患者總有效率（92.86%）明顯高于對照組（75.00%），差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05）。見表2。

表2 2組臨床療效比較 ［n（%）］Table 2 Comparison of clinical efficacy of two groups ［n（%）］

2.2 2 組患者神經功能及認知功能比較如表3 所示，2 組患者治療前NIHSS 評分、MMSE 評分差異均無統(tǒng)計學意義（P＞0.05），2 組患者治療后NIHSS 評分明顯降低，MMSE 評分明顯增加，差異均有統(tǒng)計學意義（P＜0.05），觀察組治療后NIHSS 評分明顯低于對照組，MMSE 評分明顯高于對照組，差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05）。

表3 2組神經功能及認知功能比較 （分，±s）Table 3 Comparison of neurological and cognitive functions between the two groups （scores，±s）

表3 2組神經功能及認知功能比較 （分，±s）Table 3 Comparison of neurological and cognitive functions between the two groups （scores，±s）

注：與治療前相比，*P＜0.05

組別對照組觀察組t值P值n 56 56 NIHSS評分治療前21.69±1.45 21.78±1.52 0.321 0.749治療后18.41±1.61*11.85±1.10*25.176＜0.001 MMSE評分治療前12.42±3.16 12.35±2.98 0.121 0.904治療后13.69±3.24*20.72±3.37*11.253＜0.001

2.3 2 組治療后不同腦網絡密度時腦網絡指標比較如圖1所示，當腦網絡密度為9%和10%時，觀察組患者的小世界屬性明顯高于對照組，差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05）；當腦網絡密度為8%、9%、11%、12%、14%、15%和16%時，觀察組患者的腦網絡遠程連接數目明顯高于對照組，差異均有統(tǒng)計學意義（P＜0.05）。

圖1 2組治療后不同腦網絡密度時腦網絡指標比較Figure 1 Comparison of brain network indicators at different brain network densities after treatment in the two groups

2.4 2 組治療后不同腦網絡連接距離的9%腦網絡連接密度概率分布比較如圖2所示，當腦網絡連接距離為30、40、50 mm時，觀察組9%腦網連接絡密度數目明顯低于對照組；當腦網絡連接距離為70、90、120、130 mm 時，觀察組9%腦網絡連接密度數目明顯高于對照組，差異均有統(tǒng)計學意義（P＜0.05）。

圖2 2組治療后不同腦網絡連接距離的9%腦網絡連接密度概率分布情況比較Figure 2 Comparison of the probability distribution of 9% brain network connection density at different brain network connection distances after treatment in the two groups

2.5 2 組治療前后腦內神經遞質水平比較如表4 所示，2 組治療前腦內γ-氨基丁酸、谷氨酸、5-HT、ACh、NE 水平比較差異無統(tǒng)計學意義（P＞0.05）；2 組患者治療后γ-氨基丁酸水平明顯降低，5-HT、ACh、NE水平明顯增加，差異均有統(tǒng)計學意義（P＜0.05）；觀察組治療后γ-氨基丁酸水平明顯低于對照組，5-HT、ACh、NE 水平明顯高于對照組，差異均有統(tǒng)計學意義（P＜0.05）。

表4 2組治療前后腦內神經遞質水平比較 （±s）Table 4 Comparison of neurotransmitter levels in the brain before and after treatment in the two groups （±s）

表4 2組治療前后腦內神經遞質水平比較 （±s）Table 4 Comparison of neurotransmitter levels in the brain before and after treatment in the two groups （±s）

注：與同組治療前相比，*P＜0.05；與對照組治療后相比，#P＜0.05

神經遞質γ-氨基丁酸谷氨酸5-HT ACh NE對照組（n=56）治療前7.79±2.18 4.48±1.65 14.92±3.01 14.46±3.95 9.01±2.35治療后6.98±1.95*4.58±1.72 16.06±2.84*15.87±3.45*9.88±2.24*觀察組（n=56）治療前7.82±2.26 4.51±1.52 14.88±2.96 14.40±3.88 8.95±2.32治療后6.22±1.84*#5.06±1.65 18.06±2.73*#17.18±3.25*#10.76±2.18*#

2.6 2組患者腦網絡及腦內遞質指標的隨機行走模型評價使用隨機行走模型評價Pro-kin 訓練系統(tǒng)對PSD 患者腦網絡及腦內遞質指標的影響。2 組患者小世界屬性、遠程連接數目、γ-氨基丁酸、谷氨酸、5-HT、ACh、NE 期望改善值分為4.72、5.47、6.41、8.04、2.85、3.11、3.83、4.13、6.49、10.43、1.81、1.71、2.06、2.04。見表5、圖1。

表5 2組患者腦網絡及腦內遞質指標的隨機行走模型評價Table 5 Random walking model evaluation of brain network and intracerebral transmitter indexes of two groups

3 討論

腦卒中包括蛛網膜下腔出血、無癥狀腦血管病、腦出血、腦梗死，是由于顱內動脈血管狹窄、堵塞或破裂等導致的顱內血液循環(huán)障礙［12］。隨著人口老齡化程度的加重，腦卒中的發(fā)病率呈現逐年上升的趨勢［13］。腦卒中具有高發(fā)病率、高致死率、高致殘率等特點，隨著醫(yī)療技術的發(fā)展，腦卒中患者的搶救率增加，致死率下降，存活率增加，但存活的腦卒中患者多遺留為以偏癱為主的肢體功能障礙，并發(fā)癥的發(fā)生情況也未得到很好的改善［14］。PSD是腦卒中患者常見的并發(fā)癥，PSD 的發(fā)生與患者的多種功能障礙密切相關，導致患者出現注意力分散、食欲不振、興趣減弱、孤獨感強烈等抑郁癥狀，影響患者的生活質量［15］。平衡功能障礙是腦卒中患者常見的功能障礙，也是導致PSD 發(fā)生的重要因素，因此，改善患者的平衡功能是治療腦卒中患者的重點之一，同時也是改善患者抑郁狀態(tài)以及提高生活質量的關鍵［16］。

特定功能的執(zhí)行并不是由單一腦區(qū)完成的，而是多個腦區(qū)協(xié)同作用的結果。大腦中的神經元通過突出連接形成了龐大而復雜的腦網絡結構，是大腦進行信息處理和認知表達的生理基礎［17］。多種神經和精神疾病均與大腦“失連接”密切相關，腦網絡連接是用于評估腦卒中患者運動功能、認知功能的重要指標［18］。Pro-kin訓練系統(tǒng)是通過對腦卒中偏癱患者肢體功能進行精確評定，并根據評定結果為患者制定肢體功能恢復的個性化訓練，是目前最先進的治療腦卒中偏癱的技術［19］。DI 等［20］探究Pro-kin 平衡訓練儀對腦卒中患者運動功能的影響，結果顯示，Pro-kin 平衡訓練儀能夠明顯改善患者的運動能力、日常生活活動能力，取得滿意的療效。目前，臨床上關于基于計算機反饋的Pro-kin 訓練系統(tǒng)對腦卒中患者的治療作用及對患者抑郁狀態(tài)改善效果的研究較少。有研究探究了重復經顱磁刺激聯合運動訓練對腦卒中患者靜息態(tài)腦網絡的影響，結果顯示患者治療后的低頻段腦功能區(qū)間的連接明顯增加，高頻段的連接明顯降低，顯著改善了腦卒中患者的腦損傷狀態(tài)［21］。LI等［22］探究腦卒中組患者和健康組的腦網絡，結果顯示，腦卒中患者的小世界屬性和腦網絡遠程連接數目明顯高于健康組，2組患者在不同腦網絡連接距離時9%腦網絡密度的分布不同。本研究中，當腦網絡密度為9%和10%時，觀察組患者的小世界屬性明顯高于對照組；當腦網絡密度為8%、9%、11%、12%、14%、15%和16%時，觀察組患者的腦網絡遠程連接數目明顯高于對照組，2組患者在不同腦網絡連接距離時的9%腦網絡密度分布概率不同。

PSD 患者腦內NA、5-HT、ACh 等單胺能神經通路功能低下也是抑郁產生的原因之一［23］。有研究探討了艾司西酞普蘭治療PSD患者的療效及對腦內神經遞質和認知功能的影響，采用艾司西酞普蘭治療3個月的試驗組患者腦內5-HT、NE 及ACh 水平明顯高于采用常規(guī)方法治療的常規(guī)組，試驗組患者的神經功能和認知功能改善情況明顯優(yōu)于常規(guī)組［24-25］。有研究觀察奧拉西坦對卒中后血管性癡呆患者認知功能及腦神經遞質的影響，結果顯示患者治療后的蒙特利爾認知評價量表評分、MMSE 評分明顯增加，認知功能和精神狀態(tài)明顯改善，腦內神經遞質多巴胺（DA）、5-HT水平明顯上升［26-27］。本研究中觀察組治療后的NIHSS 評分、腦內γ-氨基丁酸水平明顯低于對照組，MMSE評分，5-HT、ACh、NE水平及總有效率明顯高于對照組。

隨機行走模型是集概率論和耗散結構理論于一體的探索事物運動規(guī)律的方法。隨機行走模型的長程關聯及數理概率論與人類疾病的發(fā)展規(guī)律類似，患者疾病癥狀受治療措施、機體抗病力因素的影響。隨機行走模型是否存在長程關聯對臨床中能否建立廣泛有效的綜合指標體系具有重要意義。在確認長程關聯的基礎上，可通過計算隨機正向增率衡量療效的好壞。本研究通過隨機行走模型進一步分析發(fā)現，2組患者小世界屬性、遠程連接數目、γ-氨基丁酸、谷氨酸、5-HT、ACh、NE 的隨機波動冪律值可提示患者指標的變化和患者接受的治療措施存在長程關聯，說明患者接受的治療措施會影響腦網絡及腦內遞質指標的變化。觀察組小世界屬性、遠程連接數目、γ-氨基丁酸、谷氨酸、5-HT、ACh、NE在隨機波動最大值、綜合評價指標遞增率、行走正向增長率、綜合評價指標記錄次數和期望改善值等方面均優(yōu)于對照組，反映了基于計算機反饋的Pro-kin訓練系統(tǒng)對PSD患者的確切作用。

基于計算機反饋的Pro-kin 訓練系統(tǒng)能夠明顯改善PSD患者的神經功能、認知功能、腦網絡連接及腦內神經遞質水平，提高治療效果，為臨床PSD患者的治療提供參考。