阴极经颅直流电刺激对脑卒中偏瘫患者下肢运动功能的影响

向华奎，刘永杰，郑伸伸，全超

（十堰市太和医院 PT 科，湖北 十堰）

0 引言

经颅直流电刺激（transcranial direct current stimulation，tDCS)是一种非侵入性脑电刺激神经调控技术[1]。它通过放置在头皮的两个电极，以微弱直流电(1～2 mA)作用于头皮，穿过颅骨达到相应皮层，从而起到改变大脑皮质兴奋性的作用[2]。tDCS 在脑卒中后遗症恢复中有多种运用，如提高认知功能和改善吞咽障碍等，也有许多关于tDCS 促进脑卒中后运动功能障碍的研究，但多集中于上肢，对于tDCS 改善脑卒中后下肢运动功能障碍的研究尚不充分[3]。本课题研究以tDCS阴极电刺激结合康复训练为治疗方法，采取Gait Watch 三维步态分析技术评价脑卒中偏瘫患者接受干预前后下肢步行功能的改善效果，现报道如下。

1 临床资料

1.1 纳入标准

选取湖北省十堰市太和医院康复中心2019 年9 月1 日至12 月1 日中脑卒中偏瘫患者36 例，诊断符合全国第四次脑血管病会议诊断标准[4]，经影像学检查确诊为脑梗死或脑出血恢复期，遗留有左侧或右侧不同程度的肢体偏瘫，能听懂并按指令完成任务，下肢Brunnstrom 分期在三期及以上。排除标准：①活动性肝病、肝功能不全；②严重心血管系统疾病；③恶性肿瘤患者；④其他神经系统疾病，尤其是前庭和小脑功能障碍；⑤单侧忽略、严重本体感觉减退等并发症；⑥既往有痴呆、精神病史患者。

1.2 一般资料

纳入符合标准的病例共36 名，按随机数字表法进行随机化分组，试验组和对照组各18 例。所有纳入患者均首次发病，神志清醒，家属配合并签署知情同意书，两组患者在年龄跨度、性别比例、病程时长、患肢左右方向等基线资料上均衡可比（均P＞0.05）（见表1）。

2 治疗方法

两组患者均需服用各自病情的内科药物治疗和康复治疗，药物治疗包括常规内科治疗如稳定血压、营养神经、调节血脂、预防卒中再发等其他一些等对症治疗。

表1 两组患者治疗前一般资料比较(±s)

表1 两组患者治疗前一般资料比较(±s)

注a：四组患者的病程、年龄经单因素方差分析结果显示，差异均无统计学意（均＞0.05）；注b：四组患者性别、病因、患肢经2 检验结果显示均无统计学意义（均P＞0.05）。

指标 常规康复组（N=18） 常规康复+ tDCS 组（N=18） F/χ2 P性别（男/女）a 9/9 11/17 6.594 0.086病因（梗死/出血）a 11/7 8/10 3.454 0.327患肢（左/右）a 10/8 9/9 1.100 0.777病程（月）b 0.97±0.35 0.85±0.31 0.643 0.589年龄（岁）b 45.77±12.92 45.27±11.02 0.411 0.746

2.1 常规康复治疗

常规康复训练以PT 和OT 为主：①良肢位摆放：卧位时保持偏瘫侧下肢稍成屈曲撞，避免早期髋关节外旋和足下垂；②卧位及坐位转换训练：治疗师指导下行翻身训练、桥式运动等锻炼核心肌群力量；③坐站转移训练：以桥式训练为主，锻炼腰背部核心肌群力量，保持骨盆前倾、训练髋关节内收内旋、刺激股四头肌收缩、患侧下肢负重及重心转移等；④行走训练：尽量训练独立行走，若无法独立行走可借助踝足矫形器、拐杖等辅具辅助下行走，锻炼平衡协调功能；⑤上下楼梯等负重训练及纠正异常步态训练；⑥上肢运动功能训练、日常生活能力训练等。康复治疗师根据患者的具体情况采取针对性治疗，每天以一对一方式训练1 次，每次30min，每周6 天，连续治疗4 周。

2.2 tDCS 结合康复训练治疗

试验组在常规康复训练基础上加用阴极tDCS 治疗。患者坐位或平卧位，以脑电图国际10-20 系统为标志（用武汉依瑞德公司提供的电极帽进行定位），体表刺激部位为瘫痪侧头皮中央前回下肢支配运动区Cz 区，阳极位于对侧肩部。本研究中为了使患者更好适应电流刺激，在治疗时将“参数设置”中的“缓升缓降”时间设置为30 秒，每位患者采取固定电极片尺寸，电极片面积2.5×2.5cm2，治疗时刺激强度设置为1.0-2.0mA，最大电流输出量50μA/cm2，每次治疗过程持续15 分钟，每天进行1 次治疗，一周共6 次的治疗频率。但是tDCS 对改善脑卒中后运动功能恢复程度与病灶所处位置、病损严重程度、病程时间长短、刺激时间设置等都有密切关系，目前对于tDCS 改善脑卒中偏瘫患者运动功能障碍策略尚无统一标准，因此在治疗过程中根据患者情况合理选择刺激强度和时间。

3 治疗结果与统计分析

3.1 评定内容

两组患者在治疗前后由同一医师采用Gait Watch 三维步态分析系统（章和电器，广州）采集并记录患者下肢步态参数变化。该步态分析系统已通过华南国家计量测试中心广东省计量科学研究院进行校。检查过程中分析仪即可将下肢活动时间参数和关节运动改变数据同步传输至系统软件完成数据分析并给出准确、可靠的步态参数。①时空参数：包括步频、步态周期、步幅、步速、步长偏差、双支撑相百分比。②下肢关节运动学参数：患侧步长、髋关节最大屈曲角度、髋关节最大伸展角度、膝关节最大屈曲角度、膝关节最大伸展角度、患侧下肢支撑相及摆动相所占百分比。

3.2 统计分析

采用SPSS 22.0 统计软件对实验结果进行统计分析，计量资料符合正态分布的，以均数标准差（±s）表示；组间比较采用t检验和方差分析（方差分析结果具有统计学意义的，再行S-N-K 法两两比较）。若不符合正态分布，以中位数和四分位书数描述，组间比较采用非参数检验。计数资料的组间比较采取χ2检验（R*C）表示，具有统计学意义的，再采用卡方分割判断两两差异是否有统计学意义。假设检验设定为P＜0.05 具有统计学意义。

3.3 治疗结果

治疗前，两组患者的运动学参数比较无显著性差异(P＞0.05) ; 经过4 周治疗后，组内比较，两组患者的步态分析参数较治疗前有明显改善(P＜0. 05)；组间比较，治疗组效果明显优于对照组(P＜0.01)。两组的时空参数和下肢关节运动学参数见表2。

表2 两组治疗前后步态参数比较 (±s)

表2 两组治疗前后步态参数比较 (±s)

注#：经配对样本t 检验，治疗后，两组患者步态参数较治疗前均有统计学意义（P＜0.05）；注*：经方差分析，治疗后，试验组较对照组步态参数各指标有显著差异（P＜0.01）。

运动参数 常规康复组 常规康复结合tDCS 组 P*治疗前 治疗后 P# 治疗前 治疗后 P#步频(steps/min) 32±10 70±15.02 .022 28±112 90±12.37 .012 0.000步态周期(s) 3.78±1.2 1.62±0.5 .046 1±0.2 1.01±0.32 .023 0.000步幅(cm) 26.22±13.1 40±17.3 .031 35.22±11.1 79.1±19 .024 0.000步速(cm/s) 12.05±11 30±13.38 .012 12.05±11 85.5±7.23 .003 0.000步长偏长(cm) 8±0.98 7±1.5 .022 9.6±0.28 7±1.5 .019 0.000患侧步长(cm) 17±11.34 23±7.32 .045 21±13.4 39.07±3.23 .032 0.000髋屈曲最大(°) 2±3.4 5+2 .022 3.2±4.2 14.19±1.22 .009 0.000髋伸展最大(°) 16±3 15±2.3 .038 14.5±3 15.89±2.36 .026 0.000膝屈曲最大(°) -6±2 19±12 .048 0±2 32.3±9.11 .027 0.000膝伸展最大(°) 28+2 16±3.6 .015 26.3+1.2 13±2.1 .009 0.000支撑相(%) 76±3.22 71±1.8 .028 76±3.22 66.2±2.44 .014 0.000摆动相(%) 24±3.21 27±4.6 .006 26.3±2.8 31.3±0.34 .002 0.000双支撑相(%) 56±10.2 45±5.25 .034 62±11.5 39±2.23 .021 0.000

4 讨论

偏瘫的产生及严重度与半球间以及半球内补充运动区和初级运动区M1 的连接效能的减弱相关[5]，偏瘫患者在步行过程中表现为步速、步频等时间参数的减慢以及关节运动角的异常变化，步行运动功能的恢复基于半球间交互抑制达到平衡。tDCS 是一种非侵入性脑电刺激，这种刺激可对大脑皮层起兴奋或抑制作用，增加脑神经可塑性，维持受损和正常大脑半球间平衡，促进正常人的运动学习功能[6]。也有研究认为是tDCS 对神经元静息膜电位的阈下调节，诱导了参与突触可塑性形成的N-甲基天冬氨酸(N-methyl-d-aspartate, NMDA)受体功能发生极性-依赖性修饰，产生神经重塑，促使了功能残缺的恢复[7]，但其确切机制目前尚未明确。此外，tDCS 还被证实可显著提高患者认知功能和感觉障碍，这对维持步行平衡和提高步行质量也起到了至关重要的作用[8,9]。

本研究采取阴极电刺激置于患侧运动功能区，患者步行功能明显提高，治疗后组内比较，两组患者较治疗前步行状态均有好转（均P＜0.05）；组间比较，常规康复组结合tDCS 组在步行个运动参数上较常规康复组均有显著差异（P＜0.01），考虑是患者在康复训练的基础上主动运动促进了步行的恢复，同时由于阴极电刺激放置于患侧皮层运动区时，直接对中枢控制区产生刺激作用，对患者半球异常增高的兴奋性产生了抑制，加强了脑部功能区之间的联系、降低了下肢痉挛而产生的结果。

偏瘫是脑卒中患者最常见的后遗症，对偏瘫患者的运动轨迹进行客观评估有利于指导康复方案的制定和实施与改进，下肢运动功能的恢复直接影响到脑卒中患者生活自理程度生活质量。本研究显示，tDCS 与常规康复训练相结合，偏瘫患者不仅各关节运动功能得到改善，在行走时步行稳定性及异常步态姿势也得到明显改善。表明基于常规康复训练采用阴极tDCS 治疗，能显著改善偏瘫患者运动功能障碍，提高偏瘫患者行走质量及日常生活活动能力，值得临床推广使用。