镜像视觉反馈疗法在康复训练中的研究进展①

李梦晓，冯丽娟，张福蓉，李健，金荣疆

镜像视觉反馈疗法在康复训练中的研究进展①

李梦晓，冯丽娟，张福蓉，李健，金荣疆

镜像视觉反馈疗法(MVF)作为一种新兴的康复手段，在临床应用广泛。本文介绍MVF在改善脑卒中后肢体的运动功能、幻肢痛以及认知、言语方面的效果，并阐述其作用机制。

康复训练；镜像视觉反馈疗法；研究进展；综述

1 镜像视觉反馈疗法(mirror visual feedback,MVF)及其原理

MVF是1995年由Ramachandran等学者首次提出，并应用在幻肢痛患者疼痛治疗中[1]。其作用机制与镜像运动神经元系统(mirror neuron system,MNS)密切相关。MNS提供“观察-执行匹配机制”，对理解人类思维能力的起源及人类文化的进化具有重要意义，同时也为运动想象、镜像疗法、虚拟现实技术、脑机接口技术等康复疗法和康复技术提供重要的神经机制[2]。

MVF通过平面镜成像的基本原理，充分发挥患者的主观能动性，经视觉反馈等重要通路，将健侧活动的画面复制到患侧。1998年，Altschuler[3]在美国神经科学年会上首次报告MVF应用到脑卒中后运动功能康复中。

2 MVF在脑卒中后肢体运动功能障碍康复中的应用

2.1 现状

随着人口老龄化，脑卒中的发病率日渐增加。在各种功能障碍(运动、言语、吞咽、认知障碍等)中，偏瘫是最常见、影响最严重的后遗症，常造成严重的家庭和社会负担，及早进行康复治疗被证实是降低致残率的方法之一[4]。在脑卒中患者的训练中，肢体运动障碍是康复训练的重点和难点，MVF作为一种较新的康复训练方法，在解决这一难题上发挥着它独特的优势。

2.2 具体运用

1998年，Altschuler等[3]将镜像疗法应用于脑卒中后上肢运动功能障碍治疗中，并认为镜像疗法能够提高患侧肢体关节活动范围、运动速度及精确度[5]。治疗时，在患者面前放置一面“镜盒”装置，透过健侧身体动作的视觉输出阻断他们对患侧肢体的视线，建立两侧肢体都功能正常的假象[6]。通过镜像训练中镜像对称的双侧肢体运动模式，使未受损伤的半脑和损伤半脑进行交互，从而诱导运动皮层神经网络的重组，并促进大脑皮层神经的可塑性[7-8]。对MVF的Meta分析显示[9-10]，该疗法能够显著改善脑卒中后患者上肢运动功能，提高日常生活活动能力，降低疼痛及改善单侧忽略。

目前对于镜像疗法的评价多采用Fugl-Meyer评定量表(Fugl-Meyer Assessment,FMA)、运动评估量表(Motor Assessment Scale,MAS)、Barthel指数(Barthel Index,BI)等临床评估量表，删星星实验(Star Cancellation Test,SCT)等临床测试，经颅磁刺激(transcranial magnetic stimulation,TMS)、功能磁共振(functional magnetic resonance imaging,fMRI)等评价指标。Michielsen等[2]以40例慢性脑卒中上肢偏瘫患者为研究对象，随机分为对照组和试验组，每组患者均在康复中心治疗师的监督下训练，每周1次，在家锻炼每天1 h，每周5次，持续6周；试验组同时在家接受镜像疗法。疗程结束后发现，试验组FMA评分改善优于对照组，fMRI检查也有对应的运动皮层的功能重组改变。

脑卒中后肢体康复难度较大，单纯的某一项训练技术难以达到治疗效果，目前多数学者倾向于将镜像疗法与其他治疗相结合，以提升训练疗效[11]。Kojima等[12]将肌电触发神经肌肉电刺激与镜像疗法联合，发现对脑卒中患者肢体运动功能及关节活动角度改善明显。Kim等[13]将功能性电刺激与镜像疗法结合能有效地提高上肢运动功能。

2.3 相关原理

镜像神经元是一类特殊的神经元，它们不仅在个体执行特定动作时兴奋，在个体观察其他同类执行相同和相似动作时也兴奋[14]。分布于不同脑区的所有镜像神经元构成MNS，该系统提供了一种很好地统一动作感知与动作执行的“观察-执行匹配机制”。近年来，对MVF原理的探讨主要集中于以下几点。

2.3.1视觉反馈-运动观察

通过视觉反馈进行运动观察，模仿、再学习，让患者建立起类似于运动想象的模式。大量的脑成像研究显示，想象一个动作时激活的脑区与执行该动作时兴奋的脑区有大量的重叠，如运动前皮质层、前额叶皮层背外侧、顶下小叶、小脑和基底节等，从而说明人类MNS在运动想象中发挥着重要作用。心理学实验表明[15]，在观察与自身动作记忆库中储存的动作有共同成分的动作时，人总会“情不自禁”地想去重复它，共同成分越多，就越想去模仿，镜像神经元的发现为这种被称为“居身模仿”的心理现象提供一种可能的神经机制。

2.3.2镜像神经元被激活

通过刺激重塑皮质区，神经元通路易化-双侧运动镜像疗法中患者独立或辅助下进行双侧运动训练，双侧肢体进行对称动作时，运动皮质区得到广泛激活[16]，习得性废用减轻，肢体存在感增强。偏瘫后由于神经输入等一系列环路被打破，使得偏瘫侧的肢体习得性废用，镜像疗法将患者的注意力转移到患侧，间接增加该侧肢体的存在感。1997年Nirkko等[17]提出，人的大脑皮层可塑性可以通过MVF进行功能恢复，在MVF中，当患者观察正常肢体运动时，可使瘫痪的肢体动起来，激活病变区域的神经细胞，这样正常的神经元会承担本应由大脑受损区域完成的任务。大脑从这种运动中得到刺激，从而使瘫痪部位的运动功能得到恢复。镜像可提供正确的视觉输入，患者移动功能良好的手臂时，通过镜子反射，使患者产生瘫痪的手臂移动的感觉，这可能一定程度上“替代”了原本减少或不存在的本体感觉输入，这种现象有助于大脑皮层运动前区的重新恢复[18]。2.3.3其他

MVF可通过视觉记忆功能，激活病灶侧M1区与小脑区域，帮助偏瘫患者康复。在进行MVF训练中，患者能够看到健侧肢体运动的镜像而激活运动皮质镜像神经元。脑电图研究发现[19]，其发电形式类似于实际执行动作，阻碍瘫痪侧肢体形成习惯性废用。国外学者应用fMRI观察到采用镜像疗法的脑梗死患者瘫痪肢体好转与大脑运动皮层激活有关。MVF在发挥一定治疗作用外，其训练也强调双侧训练，使大脑半球间的抑制被解除。

3 MVF在幻肢痛康复中的应用

截肢指由于外伤、内科疾病或手术而导致的后天性肢体缺失。截肢后除出现基本的伤口问题外，也常常伴有一系列幻肢问题[20]。有研究报道，几乎所有截肢患者都会出现幻肢感，其中80%左右主诉有幻肢痛[21]。幻肢痛是一种神经病理性疼痛(neuropathic pain,NP)，多为持续性的刀割样痛、针刺样痛、灼烧痛、麻痛、痒痛、挤压痛，严重影响患者的日常生活活动能力[22]。迄今为止，临床上有很多治疗幻肢痛的方法，如药物、手术、神经阻滞等侵入性操作。MVF也是其中治疗方法之一，正是因为其简单、易懂、无创性的操作，临床应用效果往往较好。幻肢感和幻肢痛的具体产生机制尚不明确，即便是目前接受度较高的神经网络学说也不能完全解释[23]。但总体来说，MVF能够应用于幻肢痛的治疗，与大脑可塑性机制密不可分。

MVF主要通过视觉反馈和运动观察，利用MNS激活大脑可塑性，抑制大脑中枢的功能区异常移位[24]。在该疗法中，通过视觉反馈、运动观察、运动想象、运动模仿提供了一种以视觉作为主导的多感觉协同幻觉，最终影响患者对幻肢感的掌握，减轻幻肢异常感觉[25-26]。Moseley等[27]在将透镜与平面镜结合的镜像疗法中发现，将患者手部放大的影像反馈给患者会激发运动感引起的上肢疼痛，而缩小的影像则会抑制该类疼痛；他们最早将镜像疗法用于治疗幻肢痛，将镜子放在截肢患者的患侧，发现镜子中的幻觉能够有效减轻幻肢痛。

MVF以其非侵入性、低成本、简便易行的特点，成为截肢患者幻肢问题干预的辅助治疗手段。Sale等[28]嘱患者坐在一面特殊的镜子面前，截肢的部位隐藏于镜外，他在镜子里只看到自己健全的手臂活动的映像。这样可使患者产生截除的肢体仍然存在的视觉错觉，患者移动健全的肢体时会主观感觉自己又能移动和控制幻肢。这种方法可以激活那些引发幻肢痛的脑部调节中心，从而减缓疼痛的感觉，减轻幻肢痛的疼痛评分。甚至有人提出在家里主动进行镜像疗法治疗是一种有效、低廉的康复治疗措施[29]。

4 MVF在脑卒中后认知、言语康复中的应用

4.1 具体应用

认知、言语受到大脑高级中枢的支配，并与脑部的Broca区相关。MVF主要基于镜像神经元。镜像神经元是1996年科学家在研究猴子大脑运动前皮层区单神经元放电时，偶然发现此神经元不但在执行任务时放电，在看到其他个体执行同一动作时也兴奋。大脑重要的认知、语言功能区如额下回后部Broca区、腹侧前运动皮质、下顶叶、颞上沟皮质区，是镜像神经元的主要分布区域[30]。在失语症恢复过程中产生语言的脑区与编码手动作的脑区有功能连接，MNS在这两个认知功能中起中介作用；并且，在语言功能区与负责运动计划、执行、解释、理解和感知行为的MNS脑区有明显的交互作用[31]。

不论从人类认知、语言的进化，还是从个体认知的发育角度，对于手动作的观察和模仿非常必要，手、手臂与言语、姿势紧密联系，这主要由MNS承担。在运动学习中通过动作观察、意图理解等激活MNS，可以支持卒中后认知功能、语言功能障碍的重新学习。王伟等[32]的研究初步提示，进行手动作观察训练后，右顶下小叶MNS区域激活，并有助于改善左侧空间忽略注意认知障碍。也有研究显示[33]，除了视觉信息，与动作相联系的听觉信息同样可以激活MNS。陈文莉等[34]的研究提示，动态手动作观察可显著提高失语症患者的语言功能，并且优于静态图片观察(不激活MNS)和复述。Marangolo等[35]的研究提示，动作观察和执行方法有利于促进单词的提取和表达。卒中患者行动作观察时镜像脑区出现的兴奋性，提示MNS有利于运动记忆的形成[36]。

4.2 MVF和一般康复疗法的区别

语言、感知、学习记忆是大脑的高级认知活动，MNS的研究为人类在动作理解、意图、心智、语言等认知言语问题的理解方面，提供了一个新的视角和突破点。MVF采用平面镜成像的基本原理，将健侧活动通过视觉反馈来诱发患侧活动，达到消除异常感觉或恢复运动的目的，通过镜像训练，使训练中的肢体通过镜子的反射，让未受损的大脑半球和损伤的大脑半球进行交互，从而诱导大脑皮质功能重组，并促进大脑可塑性的建立。而一般的重复或观察训练，是通过不断的、反复进行的患侧肢体练习，给予受损侧大脑半球刺激，让其支配的肌肉在重复训练当中建立起一种“记忆模式”。在类似于这样的重复训练中，受益最大的是肌肉本身，患者可以通过不断的肌肉训练达到基本生活的自理能力，使肌肉产生一系列的“记忆反应”；虽然大脑皮层也参与到相应的训练中，但就受损的大脑半球而言，镜像疗法的训练可能会优于单纯的反复训练模式。

5 思考与展望

MVF发展至今，其临床应用越来越广泛。从最初治疗幻肢痛到脑卒中后肢体运动功能、认知及言语功能障碍康复。MVF的提出和发展为神经科学及康复医学带来了机遇和挑战，其临床效果也逐步被认可。

目前对于MVF的研究还在进一步深入，前期的科研主要集中在该疗法的作用机制与原理等方面。但现在MVF的使用大多还是以传统的平面镜为切入点，患者在最开始的训练中可能也会产生不舒适的主观感受，这或许与平面镜本身令人眩晕有关。

其次，虽然MVF在临床上有巨大的实用价值，但是它也有一定的局限性，其技术理论本身就决定该疗法治疗的患者应该是单侧肢体瘫痪，也就是说患者的另一侧肢体需要具备一定的肢体运动功能且没有明显的骨科疾患，在此训练过程中患者需要具备充分的认知能力和理解能力去执行治疗师的口令或镜像装置给出的指令。

MVF的应用在一定程度上改善了脑卒中患者的肢体运动功能，但脑卒中患者肌张力始终是困扰他们康复的一大难题，MVF能改善患者的日常生活活动能力，却不能改善患者患侧肢体的肌张力问题。

随着科技的进步和数字化信息时代的来临，MVF辅助器具的引入受到更多关注，不再仅仅局限于使用传统设备，而是使用诸如虚拟现实技术、机器人技术等。现阶段MVF操作的统一性、规范性还没有一个明确的标准，无法针对不同患者制定不同的镜像操作、训练指标、训练项目等，具体治疗时长和临床治疗途径还处于待探讨的阶段。不过，未来我们有理由相信，数字化信息平台的建立将会给MVF带来更具创新的思路和临床治疗途径。

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Mirror Visual Feedback Therapy for Rehabilitation Training(review)

LI Meng-xiao,FENG Li-juan,ZHANG Fu-rong,LI Jian,JIN Rong-jiang
School of Health Preservation and Rehabilitation,Chengdu University of Traditional Chinese Medicine,Chengdu,Sichuan 610000,China

JIN Rong-jiang.E-mail:jrj133@126.com

Mirror visual feedback therapy(MVF),as a new mean of rehabilitation,is applied widely in clinic.This article introduced its effects in improving post-stroke limb motor function,phantom limb pain,cognition and speech,and elaborated the mechanism.

rehabilitation training;mirror visual feedback therapy;research progress;review

R493

A

1006-9771(2017)12-1403-04

[本文著录格式]李梦晓，冯丽娟，张福蓉，等.镜像视觉反馈疗法在康复训练中的研究进展[J].中国康复理论与实践,2017,23(12):1403-1406.

CITED AS:Li MX,Feng LJ,Zhang FR,et al.Mirror visual feedback therapy for rehabilitation training(review)[J].Zhongguo Kangfu Lilun Yu Shijian,2017,23(12):1403-1406.

国家自然科学基金项目(No.81273852)。

成都中医药大学养生康复学院，四川成都市610000。作者简介：李梦晓(1992-)，女，汉族，四川内江市人，硕士研究生，主要研究方向：脑血管疾病康复的基础与临床研究。通讯作者：金荣疆(1963-)，男，教授，博士生导师。E-mail:jrj133@126.com。

10.3969/j.issn.1006-9771.2017.12.007

2017-06-22

2017-08-17)