鏡像治療在腦卒中偏癱上肢功能恢復的循證實踐及應用進展

何愛群，聶天翠，宋秋爽 ，黎景波，王曉云

鏡像治療(mirror therapy，MT)源于1996年，最早是由Ramachandran等[1]作為一種緩解截肢者幻肢疼痛的治療方法提出的。在鏡像治療中患者坐在桌子前，在他們面前的矢狀面放置一面鏡子，患肢放在鏡子背后，患者按指示觀察自己健側肢體的鏡像，并把鏡像想象成患肢，給患者一種患肢正在正確工作的錯覺或透視[2]，從而激活大腦皮層，促進功能重建。

在過去的十年中，由于其操作簡單、對設備要求低，無明顯副作用，臨床效果較好，鏡像治療已經成為一種熱門的腦卒中康復方法，越來越多的臨床研究證實了鏡像治療的積極療效。研究發現[3-4]，鏡像治療在一定程度上能夠改善腦卒中患者偏癱上肢功能、日常生活能力及疼痛，且在腦卒中早期、恢復期及后遺癥期均有積極的作用。但鏡像治療確切的程序或治療方案尚不統一，針對不同病情患者實施鏡像治療的最佳時間、實施頻率、持續時間等還有待進一步研究。現就鏡像治療在腦卒中偏癱上肢功能恢復的循證實踐及應用進展進行綜述，為規范應用鏡像治療進一步提供依據和方向。

1 鏡像治療的神經生理機制

盡管鏡像治療有著較好的臨床療效，其神經生理學機制仍不明確。研究最多的機制集中在視覺反饋和大腦皮層的激活以及鏡像神經元系統對學習過程的影響。大腦傾向于在本體感覺反饋或軀體感覺反饋之前識別視覺反饋，鏡像治療是基于這個理論所提出的神經可塑性方法[5]。鏡像治療提供了患側上肢進行正確運動的視覺輸入，這些視覺輸入可代償患側上肢減少或缺失的知覺輸入并建立肢體間的聯系[6]。通過鏡子反射的患側上肢和患手在主動活動的鏡像可以增加注意力和其它認知控制相關區域的神經活動，增加投射到患側手/上肢的同側和對側初級運動皮層的興奮性[7]，激活并調節雙側大腦皮層的興奮性和平衡，并使損傷腦區的周圍區域進行重組，通過這樣達到功能的重建并促進運動功能恢復[8]。在視覺信息轉換成為活動行為時激活鏡像神經元系統，鏡像神經元系統的激活能影響運動學習進程，是通過視覺輸入進行學習新技能的基礎[9]，是運動學習的重要神經機制[10]。

2 鏡像治療在腦卒中偏癱上肢功能恢復的循證實踐

盡管治療方案尚不統一，隨著越來越多臨床研究的開展，鏡像治療在臨床應用中有關單一和聯合應用的療效，不同活動方案的療效比較及鏡像治療療效的決定因素等這些臨床關注問題都得到了實證。David等[11]系統回顧鏡像治療與常規康復治療在促進急性和慢性腦卒中患者上肢功能恢復的療效，以確定鏡像治療是否優于其他干預方法。對納入研究的主要變量的組間和組內比較均表明，單獨應用鏡像治療比常規康復或常規康復聯合鏡像治療在短期內促進腦卒中上肢功能的恢復有更好的上肢功能結局，鏡像治療聯合常規康復治療較常規康復治療對偏癱上肢功能的促進更有效，主要表現在上肢運動恢復、上肢功能和手總靈巧度。研究指出為達到最大效果，鏡像治療的干預應包括每周5d，每次20min，持續4周。

鏡像治療可與經顱磁刺激[12-13]、肌電生物反饋電刺激[14]、多通道電刺激[15]、針灸等聯合應用[16]，在目前的研究中均顯示出積極的臨床效果。Luo等[17]進行的一項聯合鏡像治療對腦卒中患者上肢協同作用的系統綜述和薈萃分析中,檢索了最近6年鏡像治療聯合其他方法的隨機對照研究，探討鏡像治療聯合肌電圖生物反饋、電刺激手套、針灸、肌電誘發電刺激對腦卒中患者上肢的協同作用并分析判斷4種聯合方式的療效。一共10個隨機對照研究，共計444例卒中后上肢功能受損的患者納入薈萃分析,結果表明與單一康復治療相比，聯合鏡像治療對促進偏癱上肢運動功能恢復的治療效果顯著，鏡像治療與其他治療的聯合應用(特別是肌電圖生物反饋和肌電誘發電刺激)優于單一的康復治療，表現在Fugl-Meyer評估的肌肉反射能力，協調運動以及準確操作方面。但因樣本量和治療時間因素導致異質性較高。

鏡像治療的運動方案中動作執行的方式有兩種，一種是復制身體的姿勢和動作即基于動作的鏡像治療，如波恩方案及由波恩方案發展而來的柏林方案和家庭自我訓練方案[18-20]，波恩方案和柏林方案允許近身和遠身結合姿勢，從而改變任務難度。另一種是操作物體的功能活動即基于任務的鏡像治療，對改善腦卒中腕手部功能[21-22]、改善偏側忽略和日常生活活動能力有積極療效[23-24]，但目前仍沒有標準的基于任務的鏡像治療方案。為比較基于動作的鏡像治療(movement based mirror therapy,MMT)和基于任務的鏡像治療(task based mirror therapy,TMT)在偏癱上肢功能恢復的療效，Bai等[25]納入34例偏癱上肢功能輕度至中度損傷的亞急性腦卒中患者進行隨機對照研究，研究表明MMT和TMT均能有效改善腦卒中偏癱患者的上肢功能，但MMT(復制肢體的姿勢和動作如手腕伸展和屈曲)在使用FMA評估上肢運動障礙方面顯示出更好的效果，提示MMT在改善偏癱上肢損傷方面優于TMT。Morkisch[26]的研究也指出執行基于動作的練習可能是增強鏡像治療在卒中后改善運動功能效果的一個療效參數。

積極的證據證明[3]，與其它治療比較,鏡像治療對腦卒中后偏癱運動功能和運動障礙有顯著的積極影響，可以改善偏癱上肢功能、日常生活活動和疼痛。但因在個別研究中使用的治療方案有顯著的變異性，Morkisch[26]等在Thieme等[3]的基礎上對文獻進行二次薈萃分析，以檢測鏡像治療方案中可能影響偏癱上肢療效的參數，主要分析鏡子的大小，單或雙側運動執行和運動的類型這三個因素。共32個隨機對照試驗(其中20個試驗滿足三個亞組的分析)，1031例參與者納入研究，分析指出使用大鏡子(≥50cm×40cm，達到眼睛水平)比使用小鏡子(高度<50cm的定義為小鏡子)對運動功能有更高的影響。單側執行動作對運動功能的影響高于雙側執行動作(健側和患側上肢執行運動視為雙側執行動作，排除患側由治療師被動執行運動)。與基于動作的鏡像治療相比，包括操縱物體在內的鏡像治療練習對運動功能的影響較小。這項分析的結果表明，鏡像治療對運動功能和受損上肢的影響取決于治療方案，一個大鏡子(鏡子尺寸足夠大，讓患者看到反射肢體的整個長度，幫助患者在不需要扭曲軀干的情況下更容易地看到整個肢體的鏡像，能夠輕松地進行一系列雙邊運動，而看不到鏡子后面的肢體)，單側運動和執行基于動作的練習可能是增強鏡像治療在卒中后改善運動功能效果的參數。

3 鏡像治療技術的新進展

鏡像治療經過多年的理論和臨床實踐，工具及治療形式加快發展，治療設備也從傳統的平面鏡或鏡盒發展到投影技術、虛擬現實反饋裝置及機器人輔助系統[27-28]。

3.1 電腦增強反射技術 增強反射技術(augmented reflection technology,ART)是基于鏡像治療的原則發展出來的。ART除傳統鏡像療法的功能外，允許有更廣泛的計算機介導的視覺錯覺和鍛煉的可能性。計算機介導的鏡像視覺錯覺(如在ART中使用的鏡像)會引起與光學鏡像(如傳統的鏡像盒)相似的大腦激活[29]。ART的欺騙能力達到鏡盒的三倍,參與者更容易相信屏幕一側鏡像的手就是患手[30]。此外，ART還能讓使用者對展示的肢體產生強烈的擁有感。Hoermann等[31]提出并評估了一種新穎且經濟實惠的增強現實系統(ART)，結合柏林方案用于腦卒中后偏癱上肢康復，研究結果證明柏林方案與ART結合在臨床應用的可行性,ART可作為一項輔助治療干預用于亞急性期的卒中患者。作為一種虛擬現實設備，ART顯示出更有效利用住院時間和增強患者康復的潛力，ART的鏡像治療可以有意義地增加到大多數患者的臨床常規治療中。

3.2 虛擬現實鏡盒 鑒于傳統鏡盒在技術和概念上的局限，如運動自由度更少，在鏡盒中完整的肢體和鏡像的肢體總是被認為是一致運動的，與下肢的自然使用相違背。使用計算機生成的虛擬環境(虛擬現實鏡盒)可克服這些局限。在虛擬現實鏡盒中，移動的虛擬肢體實現時間延遲是可能的，因此可以產生交替肢體運動。研究表明[32]虛擬現實鏡盒較傳統鏡盒在鏡像/虛擬運動對側的初級軀體感覺皮層可引起更強的任務相關激活，在執行運動對側的初級運動皮層與軀體感覺皮層之間有增強的功能連通性。行為數據顯示虛擬現實鏡盒與傳統鏡盒有相同的感知。在執行動作時，觀察虛擬/鏡像手的運動較觀察自身鏡像手的運動更能增加軀體感覺區的激活，療效可能與虛擬手帶來更強的激活有關。鑒于虛擬現實技術應用的實際優勢，虛擬鏡像模式可以用于腦卒中后，具有復雜區域疼痛綜合征或截肢的患者驗證治療后大腦激活的變化。

3.3 電腦數字化鏡像治療 Lee等[33]用電腦顯示屏、攝像頭及木盒將數字成像技術融入鏡像工具，代替了傳統平面鏡裝置的鏡像工具。患手由桌面上的木盒遮擋，健手活動信號通過攝像頭捕捉投影于電腦顯示屏上，將光學成像轉變為數字成像，使得微小的運動信號都得以被捕捉從而轉變為視覺信號，且信號傳播實時準確度高。該系統打破傳統鏡像治療的對稱雙側協調訓練，可提供延遲的鏡像視覺反饋，已在健康人身上驗證可行性并建立其對皮質活化影響的可行性分析模型，為未來開展臨床應用提供基礎。丁力等[34]研發的數字化仿真鏡像治療訓練系統，包括受訓者交互顯示器、訓練者操控平臺及數字鏡像訓練盒硬件，通過攝像頭拍攝手部運動影像，經鏡像影像處理技術形成數字化成像鏡像設備；該系統包含特定編制的空間想象訓練模塊、基于動作訓練模塊和功能動作訓練模塊程序，增加了鏡像治療的可控性和可操作性，規范了訓練方案實施程序。隨后在一項隨機對照試驗中比較該系統與常規干預方法對偏癱上肢的療效，數字化鏡像治療組的患者在上肢功能和日常生活活動能力的改善優于常規治療組。

3.4 機器人鏡像系統 鏡像上肢康復機器人是將鏡像治療與機器人相結合形成的鏡像訓練裝置，通過提供人性化的、具有“沉浸感”的人機交互界面，應用視覺、觸覺等多媒體技術，增強患者參與訓練的積極性。鏡像上肢康復機器人研究尚屬初級階段，目前其主要是研究數據采集系統和控制方式，關于穩定性分析、運動功能性評估和智能控制策略研究尚少[35]。

Beom等[28]在數字成像的基礎上，將虛擬現實游戲應用于鏡像治療，同時使用傳感器記錄健側活動，患側由外骨骼機器人提供輔助，外骨骼機器人糾正及補償計算機計算出的患側與健側扭力的差異，使得健患側做到同步運動并完成4個雙軸的虛擬現實游戲。1例56歲慢性右側基底節出血患者應用該系統的測試結果顯示患者Fugl-Meyer運動功能評定量表上肢部分提高，左手捏力明顯提高，其對偏癱后的上肢功能康復有效，但無法鍛煉手腕和手指功能。

虛擬鏡像及虛擬現實反饋裝置為代表的數字化成像及反饋技術給鏡像療法帶來新的治療方式。因此，比較傳統鏡像治療與數字化成像及虛擬現實反饋技術等新康復技術的療效差異也是值得探討的新課題[36]。關于機器人技術和虛擬現實技術能否給鏡像治療康復帶來真正進步的問題，Darbois等[37]通過檢索1996～2018年5月發表的文獻，總結機器人或計算機鏡像治療研究活動的范圍、性質和基本原理，總結這些療法療效的主要來源和現有證據類型；經系統回顧和薈萃分析后發現：盡管有公共資金的支持，第二代鏡像治療的大部分研究質量很低，療效的主要來源和證據類型是病例系列或報告。鑒于開展這類研究的基于證據的理論基礎不足，不建議康復專業人員和機構投資于此類設備。考慮到所需的成本、時間和資源，在有公共資金的情況下，建議通過進行良好的隨機對照試驗來評估現有設備代替開發新設備。

4 鏡像治療的展望

已有大量的隨機對照試驗和薈萃分析為鏡像治療的臨床應用提供有效證據，但鏡像治療確切的程序或治療方案尚不統一[38]，尚缺乏對鏡像治療具體實施過程的研究，針對不同病情患者實施鏡像治療的最佳時間、實施頻率、持續時間等還有待進一步研究，需要精心設計大樣本隨機對照研究[39]，進一步明確療效評估工具[40]，以幫助更好地確定最有效的干預方案。同時加強對患者的隨訪，分析干預的短、中、遠期效果。

已有研究表明結合鏡像治療的家庭訓練方案幫助腦卒中患者在日常任務和下肢力量的使用上表現出更好的改善[41]，提示居家或遠程鏡像治療可能是未來鏡像治療的一種發展趨勢。有研究表明鏡像治療結合感覺再教育訓練可有效地改善移植足趾再造手指指腹感覺功能恢復，基于鏡像神經元理論的虛擬現實療法可以促進身體受損兒童的康復[42]。越來越多的應用證實了鏡像治療的可行性，未來鏡像治療將應用到更廣闊的領域中去。