特定任务训练在脑卒中后上肢功能障碍中的应用现状

肖尧，孙秀丽，耿超，胡国金

脑卒中是目前导致全球范围内成年人死亡和残疾的主要原因，具有发病率高、致残率高、死亡率高和复发率高的特点，2016年全球疾病负担（Global Burden of Disease，GBD）数据显示，脑卒中是造成我国寿命年损失的第一位病因［1］。脑卒中急性期和恢复期约80%以上的患者存在运动功能障碍，后遗症期约有50%以上的患者独立生活能力受限［2］。近年随着基础神经科学的深入研究，临床医生对脑卒中后运动再学习技术、神经可塑性等方面有了进一步的认识，脑卒中后及时、有效的康复训练可使中枢神经功能重组，进而促进神经功能恢复［3］。

研究表明，特定任务训练（task-specific training，TST）对脑卒中偏瘫患者运动功能的恢复具有积极作用［4］，且该训练已得到澳大利亚、加拿大、英国和美国等国家脑卒中康复指南的推荐［5-6］。有动物学研究证实，在制作大鼠脑卒中康复模型时，常用的以简单任务为导向的重复训练（如抓取食物为目的的重复性伸展和抓握动作）可以促进大鼠上肢功能恢复，具有特定任务的训练方案可产生皮质重组及患侧肢体运动功能改善［4］。近年来，以TST为核心开展的康复训练在临床中应用广泛，相关研究也越来越多。本文就TST的神经分子机制、训练效果迁移及其在脑卒中后上肢功能障碍中的应用进行综述，以期提高临床医生对TST的认识及推动TST的发展。

1 TST的概述

在康复医学领域，TST广义的概念为“练习特定情境的运动任务并接受某种形式的反馈”，旨在通过反复目标导向的练习来提高功能性任务的效率，也曾被学者称为“重复功能性任务训练”“重复性任务训练”［7］。TST过程需围绕有现实意义的日常生活活动展开，参与者需借助实际物体进行以任务导向为基础的重复动作训练，旨在通过丰富多彩的训练来促进患者受损功能的恢复。以TST概念为基础的训练需具备以下核心要素，即任务相关、随机有序、重复、全面；操作者在进行训练前需完成以下4个步骤：（1）将任务活动分解为不同的组成部分；（2）评估患者在整个任务及其不同任务组成部分中的表现；（3）观察患者哪些技能和/或任务组成部分的完成存在困难并分析原因；（4）针对患者“可以做”和“需要/想要做”之间的不匹配制定治疗计划［8］。在具体实施过程中，治疗师可根据患者功能改善情况调整治疗方案，使治疗效果最大化［9］。

目前，强调或弱化TST的部分核心要素的具象化干预措施被提出并广泛用于神经康复领域，如强制性运动疗法（constraint-induced movement therapy，CIMT）、小组循环训练（circuit class therapy，CCT）、任务导向性训练（task-orientated therapy，TOT）等，均可用以改善患者认知、感觉、运动及平衡功能，并取得较满意的效果［4，10-11］。

2 TST利于脑卒中后运动功能康复的神经分子机制

GBD数据显示，2016年我国缺血性脑卒中发病率为276.75/10万，出血性脑卒中发病率为126.34/10万［1］。缺血性脑卒中发生后，缺血部位和周围半暗带出现一系列神经毒性、炎症和细胞变性、凋亡，对脑梗死周围区域和连接区域的神经元和突触存活产生影响，且缺血部位不同表现出的功能障碍不同。脑卒中后运动障碍可以通过恢复和补偿两种不同的机制得到改善，这些机制与大脑可塑性和功能重组密切相关，涉及多种分子蛋白及基因表达的改变、兴奋/抑制平衡的改变、受损后突触再生修复等多个方面［12］。因此，脑卒中后康复训练可通过使病灶周围残损神经功能重组、双侧初级运动皮质（primary motor cortex，M1）再激活、皮质脊髓束（corticospinal tract，CTS）功能重建、次要运动皮质〔如背侧前运动皮质（dorsal premotor cortex，dPMC）、腹侧前运动皮质（ventral premotor cortex，vPMC）、辅助运动区（supplementary motor area，SMA）、扣带运动区（cingulated motor areas，CMA）等〕参与的权重改变而诱导大脑可塑性改变及功能重组［13-15］。

TOMAZIN［16］在大鼠脑卒中模型中发现，TST后大鼠出现误用等异常运动情况减少。进一步研究表明，TST促进脑卒中后功能障碍恢复的机制可能与诱导神经元突触轴突再生、增加对侧CST功能重建、减少vPMC中介导功能恢复的抑制性标志物等有关［17-19］。REHME等［20］进行的一项大型Meta分析结果显示，与健康成年人相比，脑卒中患者对侧M1、双侧vPMC和SMA更为活跃；同侧M1激活增加通常发生在脑卒中后6个月以上，且其激活程度与运动功能的恢复程度呈正相关；以任务为导向的运动有利于脑卒中后肢体运动功能的恢复，且主动任务训练较被动任务训练对同侧初级运动皮质的激活程度更高。

国内外多项基础研究证实，多种分子机制参与脑卒中后脑功能重塑［21］，其中Eph/ephrin是相邻细胞之间互相通讯的双向信号通路，在调控细胞增殖、分化、凋亡等方面均具有重要作用，神经元损伤后该信号通路可抑制损伤修复［22］。脑卒中后，受损神经元周围星形胶质细胞中ephrin-A5表达上调，可阻断梗死周围皮质的轴突再生并限制运动功能恢复［23］。CHOI等［24］通过动物实验发现，TST可通过抑制缺血性脑卒中大鼠CST中星形胶质细胞表达ephrin-A1和ephrin-A5而促进运动功能恢复。王艳等［25］研究报道，任务导向性训练可促进局灶性脑缺血大鼠前肢运动功能恢复，治疗效果优于动物跑台训练，分析其机制可能与上调脑缺血区周围皮质突触素和生长相关蛋白43（growth associated protein 43，GAP-43）表达有关。上述研究表明，TST主要通过恢复机制而不是补偿机制来改善脑卒中后患肢运动功能。

3 TST效果的迁移

脑卒中后个体通常会丧失较多执行任务的能力，不同个体之间能力缺损存在较大异质性。在康复进程中，康复治疗时间、空间及患者意愿、治疗师资源限制等多种因素均会导致无法针对所有需要训练的功能任务制定计划。因此，TST能够改善多少相似任务活动及不同任务活动的能力就显得至关重要。

运动学习理论认为，动作得到训练后机体执行动作所需要的注意力就会减少，动作更加自如；具有相似运动目标的一类动作因神经肌肉支配相近，故理论上训练一种动作可使这一类动作得到改善。对健康个体而言，一项功能性任务的重复训练效果可以迁移到另一项功能性任务上［8］。EL AMKI等［26］研究发现，TST可以改善脑卒中大鼠模型不同任务的运动功能，这与COMBS等［27］研究结果相似。HORNBY等［28］对脑卒中慢性期患者进行为期6周的高强度TST，结果发现未经训练的运动任务也得到改善，这可能与肢体肌力增加或协调性改善有关。有学者对慢性期脑卒中患者进行为期5 d的高强度单一任务训练（摄食任务，平均450次/d），结果发现另外两项未接受训练的排序、穿衣任务也得到了改善，究其原因主要为短时间内高强度训练不足以形成“肌肉记忆”，但其潜在的转移机制可能与神经功能重组有关［29］。但目前的研究样本量较小，尚不足以支持“脑卒中后有限的TST可广泛改善患者相似的任务功能”的结论。

完成任务时注意力的减少可以从侧面反映与此项任务相关的功能改善程度。SCHAEFER等［30］通过双重任务训练发现，在健康成年人中已训练和未训练任务在单次训练后均显示出注意力减少，认为双重任务训练可用于检测两种运动之间是否发生迁移。但上述评价体系在TST效果迁移评估中的应用较少，期待未来能展开更多的相关研究。

4 TST在脑卒中后上肢功能障碍中的应用

脑卒中后约85%的患者存在不同程度的上肢功能障碍，后遗症期仍有约50%的患者因上肢功能障碍而影响日常生活活动，因此上肢功能的恢复被公认为是脑卒中后的十大研究重点之一［31］。目前，TST被广泛用于脑卒中后偏瘫侧上肢及手功能的康复治疗中。在临床实践过程中，有诸多学者展开不同强度的TST，以期找到可推广使用的最佳证据。

WADDELL等［32］研究发现，脑卒中患者住院期间接受60 min/d、4 d/周的TST后手臂动作调查测试（action research arm test，ARAT）、功能独立性评分（functional independence measure，FIM）均有所改善，进一步分析发现患者治疗期间每天主动参与训练的时间平均约47 min，平均重复次数可达289次，尽管疲劳评分很高，但很少有患者因疲劳而缺席训练。在另一项研究中，每次治疗时TST平均重复次数可达322次［33］。临床上普遍认为，在单次治疗期间进行高频训练可能更容易引起疲劳和疼痛等不良反应，最终影响康复训练效果。而上述两项研究中的TST频次均低于脑卒中动物模型和人类运动学习研究中的频次，故理论上引起疲劳和疼痛等不良反应的风险较低。

目前，循证医学证据所推荐的康复训练方案指出，康复效果与训练过程中患者主动参与训练时长有关，与治疗过程中的重复次数无关。基于上述理念，DALY等［9］研究发现，总时长超过150 h的TST可以有效改善脑卒中后慢性恢复期中重度上肢功能障碍患者患侧上肢的协调能力，且在训练结束后3个月仍能发现患侧上肢功能改善的证据。此外，还有学者尝试寻找相对低强度的TST改善脑卒中后上肢功能的证据：LANG等［34］对312例在住院部和门诊参与脑卒中后康复治疗的脑卒中患者分析发现，每次治疗时上肢TST的平均重复次数约为32次。POLLOCK等［31］对纳入的24例慢性期脑卒中患者采用腕部/手指支具联合TST治疗，5 d/周、5组/d、10次/组，持续训练16周，并在训练结束后1个月进行随访，结果发现受试者9孔插板时间、Fugl-Meyer运动功能评定上肢和手部评分及手腕关节活动度均明显改善，这与VILLENEUVE等［35］报道的结果相一致，即任务特定、集中和重复训练可改善脑卒中慢性期患者偏瘫侧上肢功能、手指的灵活性及协调性，且该效果可在干预后持续至少3周。

同时，TST前的准备也对训练效果产生影响，如KHALLAF等［36］进行的病例报道显示，在TST前进行30 min有氧训练可有效改善亚急性期和慢性期脑卒中患者上肢功能；之后VALKENBORGHS等［37］又开展了一项纳入42名受试者的随机对照试验，结果证实TST前进行为期30 min的连续有氧训练可提高患者的参与度及上肢功能改善效果。

目前临床上普遍认为，非侵入性刺激与康复治疗相结合较单独使用任何一种治疗方法能更有效地促进功能障碍的恢复。CAMONA等［38］研究报道，以肌电驱动-功能性电刺激为基础的肌-手穿戴装置配合TST可改善脑卒中后慢性期重度功能障碍患者的手部感觉及运动功能。一项纳入118项临床研究共4 461名参与者的Meta分析结果显示，周围神经刺激（peripheral nerve stimulation，PNS）联合TST比单独进行TST能更有效地改善脑卒中后偏瘫患者患侧上肢功能［39］。但还有很多热门辅助技术联合TST的治疗效果尚不清楚，期待未来有更多大样本量的临床随机对照试验为最佳治疗方案的选择提供证据。

5 小结与展望

目前，脑卒中康复面临有效改善患者长期预后结局及制定个性化康复治疗方案的双重挑战［40］。TST操作便捷、安全有效，可依据患者功能障碍评估结果及自身需求设计治疗方案，患者接受度较高，对脑卒中后慢性期患者的上肢功能恢复具有较高的应用价值，值得在社区和家庭康复中推广。同时，TST的概念也为康复机器人的研发提供了相关理论基础［41］，康复机器人的普及又提高了TST的趣味性和患者的参与度，在节约人力成本的同时可达到较优的康复效果［42］。但未来仍需大样本量、多中心的临床研究探索TST后是否发生有效迁移、如何制定最佳方案以增强康复效果及如何确定针对脑卒中后不同恢复时期、不同部位所需的TST强度和频率等问题。此外，也应展开TST对脑卒中后下肢功能、平衡功能等改善效果的研究，以为临床康复策略提供更多选择。

作者贡献：肖尧进行文章的构思与设计，文献/资料收集，撰写、修订论文；孙秀丽进行文章的可行性分析，并对文章整体负责、监督管理；耿超进行文献/资料整理；孙秀丽、胡国金负责文章的质量控制及审校。

本文无利益冲突。