經(jīng)顱直流電刺激對亞急性期缺血性腦卒中患者上肢運動功能和體感誘發(fā)電位的影響

韓雪,李欣,宋桂芹

腦卒中是世界范圍內(nèi)致殘的主要原因,大多數(shù)腦卒中患者都存在運動功能障礙,對日常生活活動能力(activities of daily living,ADL)產(chǎn)生不利影響[1]。隨著我國逐漸步入老齡化社會,我國缺血性腦卒中發(fā)病率由2005年 117/10萬升高至2019年145/10萬[2]。缺血性腦卒中后肢體運動功能障礙所造成的社會經(jīng)濟負擔日益增大,其中上肢運動功能障礙是其致殘的主要原因之一。因此,如何改善缺血性腦卒中后上肢運動功能障礙一直是康復領域研究的熱點和難點。經(jīng)顱直流電刺激(transcranial direct current stimulation,tDCS)技術作為一種非侵入性腦刺激技術(non-invasive brain stimulation,NIBS )技術,可以調(diào)節(jié)大腦皮層興奮性,改善兩個半球交互抑制的失衡,對腦卒中后肢體運動功能障礙有一定的療效[3]。多項Meta分析研究發(fā)現(xiàn)tDCS改善了腦卒中后的上肢運動功能障礙[4-5],tDCS神經(jīng)調(diào)控治療與常規(guī)康復治療聯(lián)合往往產(chǎn)生更好的治療效果[6],其中tDCS陽極單極調(diào)節(jié)聯(lián)合上肢康復治療對于上肢運動功能障礙的療效目前尚無太多循證醫(yī)學證據(jù)。本研究擬探討陽極tDCS治療對缺血性腦卒中患者上肢運動功能和體感誘發(fā)電位的影響,并分析上肢運動功能與體感誘發(fā)電位之間的相關性。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取2018年6月～2022年3月在首都醫(yī)科大學電力教學醫(yī)院康復醫(yī)學科住院的亞急性期缺血性腦卒中患者96例。入選標準:首次發(fā)生腦卒中,或既往有過腦卒中病史,但沒有遺留任何后遺癥;經(jīng)頭CT或MRI確診為腦梗死,診斷符合中華醫(yī)學會神經(jīng)病學分會制定的2004《中國腦血管病防治指南》中腦梗死診斷標準;病程14～90d;存在單側上肢癱瘓,Brunnstrom 分期1～4期;年齡40～85歲。排除標準:有惡性腫瘤、出血傾向、嚴重心臟疾病、高熱等病情不穩(wěn)定的患者;正在使用可能會影響實驗結果的相關藥物者;有顱內(nèi)壓增高者;顱內(nèi)有金屬植入物、心臟起搏器或顱骨缺損者;有個人或家族癲癇病史、精神病史者及嚴重視聽、認知及交流障礙而不能配合者;治療部位有急性化膿性炎癥、急性濕疹、廣泛或嚴重皮損者;對直流電過敏者;合并有帕金森病或者其他神經(jīng)系統(tǒng)疾病者。本研究經(jīng)首都醫(yī)科大學電力教學醫(yī)院倫理委員會審核批準,所有患者均簽署知情同意書。采用隨機數(shù)字表法將患者分為觀察組47例和對照組49例。2組患者一般資料比較無統(tǒng)計學差異。見表1。

1.2 方法 2組患者均接受常規(guī)藥物治療用于降壓、降脂、降糖、抗血小板聚集、穩(wěn)定斑塊等,此基礎上,治療組進行tDCS治療,對照組進行tDCS假刺激,僅在最初30s予以tDCS刺激,隨后tDCS儀器只顯示治療正在進行,不輸出電流。采用IS200型智能電刺激儀進行,觀察組的刺激模式為直流電刺激,刺激強度1.0 mA,電極片大小為5×7cm。體表刺激部位( 陽極 )為癱瘓對側中央前回上肢支配運動區(qū),陰極位于癱瘓側肩部。每次20min,每天1次,每周5次,治療4周共20次。隨后,2組患者均進行常規(guī)上肢康復訓練。包括運動治療(30min/次)、作業(yè)治療(30min/次)及中頻電治療(20min/次),均2次/d,5d/周。

1.3 評定標準 以下評價指標,2組患者在入組接受第一次tDCS治療前和進行連續(xù)4周tDCS治療后(以下簡稱為治療前后)由同一康復醫(yī)師各評價一次。①采用 Fugl-Meyer運動功能評定表上肢部分(Fugl-Meyer assessment-upper extremities,FMA-UE)、Wolf運動功能測試量表(Wolf motor function test,WMFT)、改良Barthel指數(shù)(modified Barthel index,MBI)對患者的運動功能及日常生活活動能力(activity of daily living,ADL)進行評定。FMA-UE包括反射、肩、肘、腕、手等9個部分,共33項,滿分為66分,評分越高表示患者上肢及手運動功能越好。WMFT 用來測試手在執(zhí)行任務性活動時的功能狀態(tài),包括15項,總分75分。MBI包括進食、洗澡、修飾、穿衣、大便控制、小便控制、如廁、轉移、行走、輪椅操作與上下樓梯 10 個部分,滿分100分,得分越高說明受試者的ADL越好。②雙上肢體感誘發(fā)電位(somatosensory evoked potentials, SEP)正中神經(jīng)N20的波幅和潛伏期:采用肌電圖/誘發(fā)電位儀監(jiān)測儀進行檢測,環(huán)境要求安靜且需要患者保持清醒,將刺激電極置于檢查側腕橫紋上2～3cm,方波刺激,時長0.2 ms,頻率為5 Hz,強度至拇指微動即可,取額中線(frontal midline,Fz)為參考電極,具體位于鼻根到枕外隆突連線的前30%處,選擇檢查側正中神經(jīng)接受刺激,用針電極在對側頂部頭皮 C3/C4(中央中點向后2cm再向外旁開6～7cm)點記錄雙側上肢N20潛伏期與波幅,用于反映大腦皮層、腦干網(wǎng)狀結構和特異性軀體感覺傳入通路的機能狀態(tài)。③相關性分析:將2組患者治療前后正中神經(jīng)SEP N20潛伏期及波幅的差值與肢體功能變化(即同組治療前后FMA-UE、WMFT、MBI評分的差值)進行相關性進行分析。

表1 2組患者一般資料比較

2 結果

2.1 2組患者治療前后MBI、FMA-UE、WMFT評分比較 治療前,2組患者MBI、FMA-UE、WMFT評分比較差異均無統(tǒng)計學意義。治療4周后,2組患者MBI、FMA-UE、WMFT評分均較治療前升高(均P<0.05),且觀察組均高于對照組(均P<0.05)。見表2。

2.2 2組治療前后正中神經(jīng)SEP N20波幅及潛伏期比較 治療前,2組患者雙側正中神經(jīng)波幅及潛伏期均無統(tǒng)計學差異。治療后,除2組偏癱側正中神經(jīng)波幅與治療前比較明顯升高,有統(tǒng)計學意義(P<0.05)外,其余均無統(tǒng)計學差異。見表3。

2.3 2組患者正中神經(jīng)SEP N20測定結果變化和肢體功能變化的相關性進行分析,除治療組WMFT差值與N20潛伏期差值呈正相關(r=0.305,P=0.037)外,其余均無相關性。見表4,圖1。

表2 2組患者患側上肢治療前后功能和ADL評分比較 分,

表3 2組治療前后正中神經(jīng)SEP N20測定結果比較

表4 2組患者患側正中神經(jīng)SEP N20測定結果變化和肢體功能變化的相關性

圖1 2組患者治療前后偏癱側正中神經(jīng)SEP N20潛伏期差值與上肢WOLF評分差值的相關性

2.4 2組患者偏癱側治療前的正中神經(jīng)SEP N20測定結果與治療后的ADL及肢體功能進行相關性分析 2組患者偏癱側治療前正中神經(jīng)SEP N20測定結果與治療后MBI、FMA-UE、WMFT各項量表評分均無相關性。見表5。

表5 2組患者患側治療前正中神經(jīng)SEP N20測定結果和治療后ADL及肢體功能的相關性

3 討論

本研究將2組患者進行組內(nèi)、組間比較,結果表明治療后2組患者患側上肢功能和ADL均得到顯著改善,但觀察組的肢體功能及ADL提高情況明顯優(yōu)于對照組,表明tDCS聯(lián)合康復訓練可明顯提高腦卒中后患者的上肢運動功能及日常生活能力。這可能是由于tDCS治療促進了缺血腦組織的血流動力學[7],提高了治療區(qū)域下皮層的興奮性,調(diào)節(jié)了神經(jīng)可塑性[8],進一步提高了偏癱側上肢功能及ADL。Bornheim等[9]學者將 50 名急性腦卒中患者隨機分為治療組或偽刺激組,在腦卒中后的第一個月,每周進行5次陽極tDCS(2 mA,20min)治療,研究表明,tDCS 是傳統(tǒng)康復技術的有效輔助手段,應用于腦卒中的急性期,可加快功能恢復,并且療效可以保持到腦卒中后一年。鄭嬋娟等[10]將96例腦卒中患者隨機分為觀察組49例、對照組47例,觀察組給予a-tDCS,對照組給予a-tDCS假刺激,2組患者在此基礎上均進行常規(guī)藥物及康復治療,在治療前和治療4周后,采用FMA-UE、WMFT、MBI及 Brunnstrom評定量表對患者進行評定并統(tǒng)計治療后不良反應的情況,結果表明陽極經(jīng)顱直流電刺激有助于改善腦卒中恢復期患者上肢及手的功能,這與本研究tDCS結合康復治療在改善腦卒中偏癱上肢功能方面產(chǎn)生的良好的臨床效果具有一致性。

在體感領域,信息在哪個節(jié)段到達對側大腦半球仍不清楚。最近的動物研究表明,初級體感皮層也可以解釋大腦半球間的信息傳遞,有研究者使用人體雙側正中神經(jīng)SEP測試并記錄了大腦半球間抑制的體感的相互作用,結果表明大腦半球間的信息傳遞早在初級皮質(zhì)加工階段就已經(jīng)發(fā)生,在正中神經(jīng)刺激后20～25ms的時間間隔內(nèi),初級體感皮層間存在半球間相互抑制作用[11]。本研究應用SEP作為腦卒中患者康復治療效果的客觀評定指標,將觀察組及對照組腦卒中患者健側和偏癱側上肢治療前后的正中神經(jīng)N20的波幅與潛伏期分別進行組內(nèi)、組間比較,組內(nèi)比較結果顯示2組在治療后偏癱側正中神經(jīng)波幅與治療前比較明顯升高,2組在總體上均呈現(xiàn)波幅增高,潛伏期縮短的趨勢。N20波幅的改善可以表明腦卒中患者的感覺傳導通路恢復較好,tDCS結合康復訓練的效果優(yōu)于單純康復訓練。

SEP通過電生理記錄利用體感刺激引發(fā)的神經(jīng)反應,作為一種易于使用且客觀的診斷工具,具有研究感覺運動系統(tǒng)的功能性神經(jīng)可塑性的潛力[12]。張瀟等[13]學者研究表明,正中神經(jīng)SEP N20可作為觀察偏癱側上肢功能的一種客觀量化的電生理指標。也有研究表明,正中神經(jīng)SEP N20潛伏期與恢復期偏癱側上肢功能及手功能恢復情況密切相關[14-15]。本研究將2組患者正中神經(jīng)SEP N20測定結果和肢體功能的相關性進行分析,提示體感誘發(fā)電位的變化和肢體功能WMFT評分變化具有一定的相關性,但與FMA-UE、MBI的變化無明顯相關性;治療前的體感誘發(fā)電位結果對治療后4周后的肢體功能及ADL水平不具備預測性。結果不一致的原因可能與入組患者的病程以及選擇的評估量表不同有關,也可能是由于本研究治療周期過短,SEP變化不顯著有關,而且ADL的提高受下肢功能恢復情況的影響,這可能是導致與MBI無明顯相關性的原因之一。

綜上所述,對于腦卒中后上肢運動功能障礙的患者,在進行常規(guī)康復訓練的同時進行tDCS治療,可更好地改善患者的上肢運動功能,有效提高其日常生活活動能力,正中神經(jīng)SEP N20測定結果,組內(nèi)對照顯示2組治療后波幅均有所升高,潛伏期有所縮短,但觀察組波幅升高更顯著,觀察組SEP N20變化和肢體功能WMFT評分變化具有一定的相關性,治療前SEP N20結果對治療后4周后的肢體功能及ADL水平不具備預測性。

本研究的不足之處在于患者治療前后的潛伏期變化不顯著,可能與治療周期稍短,樣本量少有關,不除外亞急性期患者自發(fā)恢復情況不同的干擾。今后增加樣本量并進行更長時間的治療和隨訪,進一步明確tDCS對上肢SEP的影響及二者的相關性,探索其遠期療效。