重复经颅磁刺激在脑卒中后运动功能康复中的临床应用进展

重复经颅磁刺激在脑卒中后运动功能康复中的临床应用进展

李 浩,杨万章

摘要:近十几年重复经颅磁刺激(rTMS)开始应用到卒中后的康复治疗中,现已成为卒中后康复领域研究的热点。针刺联合rTMS这种治疗方法是中国传统康复治疗与现代康复治疗一种新的结合方法,相得益彰。本文就目前rTMS在脑卒中后运动功能康复中的临床应用基础、治疗方案和临床疗效归纳总结。

关键词:脑卒中;重复经颅磁刺激;运动功能障碍;康复

中图分类号:R743 R255.2

文献标识码:A

doi:10.3969/j.issn.1672-1349.2015.12.014

文章编号:1672-1349(2015)12-1398-04

通讯作者:杨万章,E mail:923233397@qq.com

作者单位:广东省深圳市第六人民医院(广东深圳518000)

据最新的流行病学统计,脑卒中已成为导致60岁以上患者死亡的第二大原因和15岁~59岁患者死亡的第五大原因[1]。随着医疗条件和治疗技术的提高,脑卒中患者的死亡率虽有所下降,但仍有约1/2的生存患者存在不同程度的运动功能障碍,严重影响患者的生存质量,给患者、家庭及社会带来沉重负担[2]。因此改善脑卒中患者的运动功能障碍一直是临床康复治疗的重点。经颅磁刺激(transcranial magnetic stimulation,TMS)是Barker等[3]于1985年首先创立的一种皮质刺激方法。重复经颅磁刺激(repetitive TMS, rTMS)是1992年在TMS基础上发展起来的新的神经电生理技术,具有无痛、无创、不衰减、局部作用、操作简便、安全有效等特点,目前已作为一种治疗手段应用于脑卒中的康复研究中[4]。本文将rTMS在脑卒中后运动功能康复中的临床应用进展归纳总结如下。

1　临床应用基础

1.1 基本原理 TMS是利用脉冲电流通过磁场刺激线圈产生脉冲磁场,作用于中枢神经系统(主要是大脑),该磁场能够在线圈下的颅内大脑皮质产生反向感应电流,改变细胞膜电位,当感应电流强度超过神经组织的兴奋阈值时,就会引起局部大脑神经细胞去极化,引起兴奋性动作电位,产生一系列生理生化反应[5]。rTMS是在某一特定皮质部位给予重复刺激的过程,不仅能影响刺激局部和功能相关的远隔区域的大脑功能,实现皮质功能区域性重建,而且产生的生物学效应可持续到刺激停止后一段时间,产生长时程效应[6]。

1.2 作用机制 有研究表明,脑卒中患者运动功能的康复机制与交互性半球间抑制(reciprocal interhem-i spheric inhibition,rIHI)及神经系统可塑性有关[7]。脑卒中发生后,会改变皮质的兴奋性,造成患侧半球运动皮质兴奋性降低,健侧半球运动皮质兴奋性增高,打破正常的大脑半球初级运动区间经胼胝体抑制通路的平衡,在临床上阻碍运动功能的康复[8]。rTMS应用于脑卒中治疗的基本原理之一就是其可调节由脑卒中导致的运动皮质之间的兴奋性失衡,低频率rTMS可抑制大脑皮质的兴奋性,高频率则产生易化作用,而且研究证实这种调节在刺激结束后仍能持续几分钟,其作用机制类似于神经突触反复激活后在海马区观察到的长时程抑制或长时程增强的突触可塑性的活动依赖性[9]。此外rTMS可调整刺激区和相互作用脑区的脑代谢以及神经元兴奋性,从而改善脑卒中后运动功能[10]。Feng等[11]的动物实验表明高频rTMS可以明显提高大脑中动脉梗死的大鼠病灶处三磷酸腺苷(adenosine triphosphate,ATP)含量和微管结合蛋白2(microtubule associated protein 2,MAP 2)的表达。尹清等[12]研究表明rTMS具有明显增强海马内源性NSCs增殖的作用。张小乔等[13]研究表明rTMS治疗可以进一步激活脑梗死周边区内源性NSCs,同时促进其增殖,推测rTMS能调节脑缺血后神经递质水平,促进神经营养因子的合成。

2　临床治疗方案

rTMS治疗方案是在安全有效和个体化的原则下把主要刺激参数程序化组合,通过设置不同的刺激参数产生抑制或易化皮质兴奋性的作用,使半球间抑制平衡正常化以改善脑卒中后的运动功能[14]。rTMS的刺激参数较多,主要包括刺激线圈、频率、强度(MT)、部位、每次刺激脉冲总数、治疗的间歇、每周刺激天数、每一疗程刺激的周数、巩固期治疗的频度等,因此目前临床上应用rTMS治疗方案的选择尚无明确定论[15]。Fregni等[16]将1 Hz的rTMS(100% MT,1 200脉冲)作用于健侧大脑主要皮质运动区,发现连续5 d的低频rTMS治疗能改善脑卒中后患者运动功能,并增加

运动效应及持续时间。Takeuchi等[17]将1 Hz的rTMS(90%MT,1 500脉冲)作用于健侧半球皮质运动区,发现低频rTMS能够改善脑卒中患者手的运动功能。池登科等[18]将1 Hz的rTMS(60%MT,500脉冲)作用于健侧半球皮质运动区,发现14 d的低频rTMS可改善患者的运动功能,提高脑卒中患者的生活质量。Emara等[19]将1 Hz的rTMS(110% MT,150脉冲)作用于健侧半球运动区,将5 Hz的rTMS(90% MT,750脉冲)作用于患侧半球运动区,发现治疗10 d后5 Hz 和1 Hz的rTMS对于脑卒中患者运动功能障碍均有改善作用。

2.1 常规rTMS治疗方案 临床上,目前用得最多的是常规rTMS模式。常规rTMS模式根据刺激频率的选择有两种,≤1 Hz的低频刺激和>1 Hz的高频刺激,为达到刺激部位神经功能长时程抑制的效果,一般采用1 Hz或1 Hz以下的频率刺激健侧半球;为达到长时程增强的作用,多采用5 Hz或5 Hz以上的刺激频率刺激患侧半球,这种划分是基于其所产生的生物学效应和风险程度[20]。

2.2 模式化rTMS治疗方案 模式化重复经颅磁刺激(patterned rTMS,prTMS)是2008年国际TMS研讨会新提出的专业术语。prTMS与常规rTMS的刺激序列不同,其增加了各种爆发式簇状或丛状刺激模式,每一个丛、簇相当于常规rTMS中的一个脉冲,多个丛刺激组合在一起相当于常规rTMS的一个串刺激。丛状刺激模拟中枢神经系统生理性动作电位爆发性放电模式,现在用得最多的theta节律刺激,是一种混合性刺激模式,是5 Hz的丛状刺激,刺激脉冲数为600个,3个脉冲为一丛(burst),丛内脉冲频率为50 Hz。连续(continuous)重复频率5 Hz的丛状刺激称为cTBS,连续刺激,用时40 s;间歇性(intermittent)的TBS称为iTBS,刺激2 s,停8 s,用时190 s[21]。研究表明, cTBS模式虽然是5 Hz内携带50 Hz的高频连续刺激,但却不引起神经功能兴奋性增加,而能快速引出神经功能的抑制性作用;iTBS模式则可诱导神经功能产生长时程兴奋性增加。TBS模式刺激每次只需40 s 至3 min,较常规刺激模式相比,刺激时间大大缩短,能够满足日常大量治疗患者的临床需要,提高设备的使用效益[22]。

3　临床疗效

近几年国内外现有研究对rTMS应用于脑卒中患者运动功能康复的效果存在争议,如Kakuda等[23]和Conforto等[24]的研究认为rTMS对脑卒中患者运动功能的康复起积极作用;而Seniów等[25]和Hao等[26]研究则认为目前的证据尚不能证明rTMS可以作为一种常规治疗方法来提高脑卒中患者的运动功能。

Conforto等[24]研究结果显示,1 Hz的rTMS早期作用于脑卒中患者健侧大脑半球运动皮质,治疗2周后患者的Jebsen手功能测试结果有明显提高,尤其1个月后患者“捡起小物体”“叠加跳棋”的能力有明显改善,提示rTMS能有效改善脑卒中偏瘫患者手的运动功能。Sasaki等[27]研究结果显示,高频rTMS和低频rTMS治疗5 d后,脑卒中患者手的捏力与敲击频率较假刺激组有明显提高,但高频刺激组更明显,而高频刺激组和低频刺激组之间的差异不明显,提示高频rTMS在脑卒中恢复早期较低频rTMS能更有效促进上肢运动功能的恢复。Seniów等[25]研究结果显示,脑卒中患者接受3周1 Hz的rTMS治疗后,Wolf运动功能测试、美国国立卫生院神经功能缺损评分的结果与假刺激组相比并无明显改变,随访3个月时得到类似结论,表明rTMS对健侧大脑半球运动皮质的抑制作用并没有提高患肢早期的运动功能康复效果,认为在以后的大样本临床试验研究中,分组时要考虑残存运动功能或者是客观反映兴奋和抑制状态的生理指标,这样可能得到满意的结果。Hao等[26]通过搜集信息数据库纳入19个试验共588例患者,最后研究结果提示目前的一些研究结果并不支持rTMS可以单独作为一种常规治疗用于脑卒中患者,在以后的研究中仍需要大样本试验来验证合适的rTMS治疗方案和长期治疗效果。

近几年有学者研究认为[28],rTMS与传统康复治疗方法相联合,在将来可能会成为一种互补的辅助方法提高脑卒中后运动功能障碍的康复效果。武慧丽等[29]研究结果显示,10 Hz的rTMS联合调神通络针刺法用于缺血脑卒中后运动功能障碍患者,治疗2个疗程后发现联合治疗组较单纯针刺组疗效更显著,肯定了rTMS对本病的辅助疗效。郑苏等[30]研究分期针刺配合50 Hz的rTMS治疗脑卒中患者,结果显示分期针刺配合rTMS,能够改善脑卒中患者的肢体运动能力和神经缺损,提高临床疗效。郑苏等[31]通过研究50 Hz的rTMS配合针刺对脑梗死患者血浆神经元特异性烯醇酶(NSE)的影响发现,rTMS配合针刺能够明显的降低NSE水平含量,修复神经功能缺损,提高患肢的运动能力,并且通过磁共振波谱观察发现,rTMS配合针刺能够加快N乙酰基天门冬氨酸(NAA)释放,促进乳酸(Lac)清除及神经功能重建。针刺治疗卒中历史悠久,疗效肯定,方法安全,是目前治疗的积极有效手段,针刺联合rTMS这种治疗方法是中国传统康复

治疗与现代康复治疗一种新的结合方法,相得益彰。

目前rTMS对脑卒中患者运动功能改善的临床疗效主要靠Fugl Meyer运动评分、Barthel指数、运动诱发电位(motor evoked potential,MEP)来评估。近几年有研究将rTMS与fMRI、PET、NIRS等神经功能成像设备联合应用,Salatino等[32]采用fMRI技术研究低频rTMS作用于脑卒中患者健侧皮质运动区后神经可塑性的变化,结果发现经过5 d的低频rTMS,脑卒中患者的运动功能是有改善的,而且这种改善与健侧半球兴奋性的降低和皮层功能重组有关。这种通过将rTMS与影像设备联合来实时观察rTMS作用过程中的脑血流、分子代谢以及分子生物学情况,为研究rTMS的作用机制和最佳治疗参数提供了更多的研究方法。

4　问题及展望

虽然rTMS对脑卒中后运动功能康复的作用机制仍不明确,需要进一步的探索和验证,其临床疗效也存在争议,但它的出现为脑卒中后运动功能的康复提供了一种新型、无创的治疗方法。神经功能成像设备的发展为更准确地验证rTMS的临床疗效,阐明其作用机制提供了更多的研究方法。因此在今后的临床试验设计中,应尽可能的开展大样本、多中心随机试验来保证结果的科学、合理、有力性,在疗效的评估上,与神经功能成像设备联合,保证结果的客观性,更准确地验证rTMS对脑卒中后运动功能障碍的康复效果。在治疗方法的选择上,探索传统康复方法与rTMS可行的结合点,提高临床疗效,更好地将rTMS应用到脑卒中后的康复治疗和科研中。

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