功能性电刺激循环运动联合低频重复经颅磁刺激对脑梗死患者上肢功能的影响

杨 柳 孙龚卫 孙小星

南通市第三人民医院，江苏 南通 226000

脑梗死是脑卒中最常见类型，是指各种原因所致局部脑组织区域血液供应障碍，导致脑组织缺血缺氧性病变坏死，进而产生神经功能缺失表现。研究显示，中国脑卒中死亡人数占全球卒中死亡人的1/3，带病生存脑卒中患者达1 300 万。随着人口老龄化的加剧，全球疾病负担研究预计中国会成为全球脑卒中风险和负担最高的国家［1-3］。虽然近年来随着静脉溶栓、机械取栓的开展，脑卒中患者病死率大幅度降低，但70%～80%的存活患者遗留认知功能障、失语、瘫痪等后遗症［4］。数据显示，脑卒中患者发病后1 a内复发率达10.9%，复发的脑卒中患者30 d内病死率达20%～30%［5］。脑梗死后肢体活动功能一直是临床棘手问题，数据显示，85%的脑梗死患者早期可出现上肢功能障碍，55%～75%的脑梗死患者恢复期可出现上肢功能障碍［6-7］。上肢功能主要分为手部操作和够取物体两大部分，其中够取物体在日常生活中占上肢功能一半以上，虽然经康复治疗后部分患者可完全恢复上肢功能，但仍有部分患者存在不同程度的上肢功能障碍，包括肌肉间收缩不协调、肌肉痉挛、受损肢体肌无力等，严重降低其双手完成任务的效率和质量，并给其自信心、社会参与能力、日常生活活动产生消极影响［8-9］。低频重复经颅磁刺激（repetitive transcranial magnetic stimulation，RTMS）是一种适用于人类的非入侵性脑刺激技术，具有无创、便捷、不良反应低等优点，可通过重复刺激大脑特定皮质部位治疗运动功能障碍，作为经典的中枢干预治疗技术，在脑梗死后肢体功能障碍中的作用已得到广泛认可［10-11］。 功 能 性 电 刺 激 循 环（functional electrical stimulation cycling，FESC）运动是功能性电刺激结合智能循环运动而开发的一种新型外周干预训练方法，可通过一定强度低频脉冲电流，模拟正常自主运动和诱发肌肉运动，以达到维持或增加运动范围的目的，已有国内外研究报道，FESC 运动对脑梗死后肢体功能障碍具有良好恢复作用［12-13］。但关于中枢联合外周干预对脑梗后上肢功能障碍的作用鲜有研究报道。本研究探讨FESC运动联合低频RTMS 干预对脑梗死后上肢功能障碍的恢复效果，以期提出一种新型组合干预方案进一步改善脑梗死患者生存质量。

1 资料与方法

1.1 一般资料前瞻性纳入南通市第三人民医院康复科2019-01—2020-12 收治的86 例脑梗死患者，根据随机数字表法分为2 组，对照组（n=43）接受低频RTMS 治疗，其中男25例，女18例；年龄42～65（53.84±7.67）岁；病程56～165（113.66±16.15）d。联合组接受FESC运动联合低频RTMS治疗，其中男27例，女16例；年龄39～65（52.63±8.87）岁；病程77～170（116.71±18.43）d。2 组患者一般资料比较无显著差异（P＞0.05）。纳入标准：（1）经颅脑CT/MRI 确诊，符合文献［14］诊断标准；（2）年龄18～65 岁，病情稳定；（3）美国国立卫生研究院卒中量表评分＜15分；（4）处于脑梗死恢复期，发病时间2 周～6 个月；（4）临床资料完整者；（5）患者及家属均知情同意本研究。排除标准：（1）严重认知功能或沟通障碍者；（2）既往癫痫或癫痫家族史者；（3）既往外伤、手术导致的上肢功能障碍者；（4）既往神经损伤、病变者；（5）颅骨修补术史者；（6）颅内压增高者；（7）严重心、肝、肾等重要脏器功能不全者；（8）电极片过敏者；（9）耳蜗植入物、体内心脏起搏器者。本研究经院伦理委员会批准。

1.2 方法2 组患者均接受神经康复科常规药物、康复治疗，常规药物治疗包括营养脑神经、改善循环、调脂、降糖、降压等，康复治疗包括吞咽治疗、言语治疗、作业治疗、物理治疗。对照组在常规康复治疗基础上接受低频RTMS治疗：选择武汉依瑞德医疗设备新技术有限公司生产的YRD-CCYⅡ型磁场刺激仪（刺激序列模式：单脉冲刺激、重复刺激；刺激频率范围0～50 Hz，刺激强度范围1.5～6.0 Tesla），选用直径12 cm 的“8”字形线圈，选择健侧大脑半球M1区（第一躯体运动区）进行刺激，选择重复刺激模式，刺激频率1.0 Hz，刺激强度3.0 Tesla，每个序列5个脉冲，各序列间隔1 s，总计1 000 个脉冲。20 min/次，1 次/d，5 d/周。联合组在对照组治疗基础上接受FESC运动治疗：选择美国Restorative Therapies公司生产的Rt300腿|手臂|核心型功能性电刺激康复踏车，指导患者坐上康复踏车，双手分别抓握两侧把手，若患侧手指不能自主则使用固定手套帮助抓握。将5 cm×5 cm、5 cm×9 cm的表面电极片连接于5个通道，贴于腕屈肌、腕伸肌、肱二头肌、肱三头肌、三角肌、冈上肌的肌腹。初次刺激强度以肉眼可见肌肉收缩和诱发正确肢体运动及无明显不适为准，后续根据患者恢复情况调节强度、脉宽、频率等相关刺激参数。由于刺激部位与上肢把手角度有关，当患侧上肢做肘屈曲、肩后伸运动时，腕屈肌、腕伸肌、肱二头肌、冈上肌、三角肌会启动电刺激；当患侧上肢做肘伸直、肩前屈运动时，腕伸肌、腕伸肌、肱三头肌、冈上肌、三角肌会启动电刺激；根据上肢功能恢复情况调节运动形式和阻力。20 min/次，1 次/d，5 d/周。2 组患者均连续治疗2周。

1.3 观察指标（1）偏瘫上肢功能：治疗前后评估偏瘫上肢功能，包括12 个项目，分为7个等级，各等级由1～2 个评测活动组成，等级越高表示偏瘫上肢功能越好［15］。（2）上肢运动功能：治疗前后采用Fugl-Meyer 量表评价，选择上肢部分，共9 个项目33 个条目，各条目0～2 分，总分0～66 分，得分越高上肢运动功能越好［16］。（3）日常生活活动能力：治疗前后采用简体版改良Barthel 指数评价，包括11 项日常活动内容，根据依赖程度分为1～5 级，总分0～100 分，得分越高日常生活活动能力越高［17］。（4）安全性：记录患者治疗过程中不适症状发生情况。

1.4 统计学处理选用SPSS 26.0 统计学软件，计数资料以率（%）表示，行χ2检验；正态分布且方差齐计量资料以均数±标准差（±s）表示，2 组间比较行独立或配对t 检验；P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 治疗前后2 组患者偏瘫上肢功能比较治疗前后2 组患者偏瘫上肢功能测试分级比较差异无统计学意义（P＞0.05），治疗后2 组患者偏瘫上肢功能测试分级明显提升，联合组提升更明显（P＜0.05）。见表1。

表1 治疗前后2组患者偏瘫上肢功能测试分级比较 （±s）Tab 1 Comparison of hemiplegic upper limb function test grading between the two groups before and after treatment （±s）

表1 治疗前后2组患者偏瘫上肢功能测试分级比较 （±s）Tab 1 Comparison of hemiplegic upper limb function test grading between the two groups before and after treatment （±s）

组别联合组对照组t值P值n 43 43偏瘫上肢功能测试分级（级）治疗前2.63±1.84 2.71±1.01 0.250 0.803治疗后4.56±1.05 3.93±1.06 2.769 0.007 t值5.974 5.464 P值＜0.001＜0.001

2.2 治疗前后2 组患者上肢运动功能比较治疗前后2 组患者上肢Fugl-Meyer 评分比较差异无统计学意义（P＞0.05），治疗后2 组患者上肢Fugl-Meyer评分明显提升，联合组提升更明显（P＜0.05）。见表2。

表2 治疗前后2组患者上肢Fugl-Meyer评分比较 （±s）Tab 2 Comparison of Fugl-Meyer scores of the upper limbs of patients in the two groups before and after treatment （±s）

表2 治疗前后2组患者上肢Fugl-Meyer评分比较 （±s）Tab 2 Comparison of Fugl-Meyer scores of the upper limbs of patients in the two groups before and after treatment （±s）

组别联合组对照组t值P值n 43 43上肢Fugl-Meyer评分（分）治疗前29.38±5.21 30.48±4.35 1.063 0.291治疗后40.16±5.18 37.42±4.09 2.722 0.008 t值9.622 7.622 P值＜0.001＜0.001

2.3 治疗前后2 组患者日常生活活动能力比较治疗前后2 组患者改良Barthel 指数比较差异无统计学意义（P＞0.05），治疗后2 组患者改良Barthel 指数明显提升，联合组提升更明显（P＜0.05）。见表3。

表3 治疗前后2组患者改良Barthel指数比较 （±s）Tab 3 Comparison of the modified Barthel index between the two groups before and after treatment （±s）

表3 治疗前后2组患者改良Barthel指数比较 （±s）Tab 3 Comparison of the modified Barthel index between the two groups before and after treatment （±s）

组别联合组对照组t值P值n 43 43改良Barthel指数（分）治疗前45.16±12.41 43.71±10.79 0.578 0.565治疗后62.16±12.62 56.06±9.28 2.554 0.014 t值6.298 5.690 P值＜0.001＜0.001

2.4 安全性所有患者治疗过程中均未出现头痛、头晕、癫痫等不适症状。

3 讨论

脑梗死是在动脉粥样硬化等病因基础上发生的局部脑组织缺血坏死过程，脑梗死患者因中枢神经系统受损，在血流再灌注后常存在肢体运动、感觉功能降低等肢体功能障碍，其中又以上肢功能障碍较为常见，上肢功能在日常生活中有不可替代的作用，特别是手掌，因其复杂的神经结构调控和精细功能活动被称为人体第二大脑［18-19］。由于上肢功能较下肢功能更为精细，因此完全恢复更加困难，对患者生存质量的影响也更严重，当前针对脑梗死后上肢功能障碍仍然缺乏高质量有效解决方法。既往脑梗死后肢体功能障碍的恢复主要通过中枢干预模式和外周干预模式进行，近年国际物理医学与康复医学学会针对脑卒中后上肢运动功能障碍提出了多模态康复治疗技术，包括自上而下的中枢干预和由下到上的“中枢干预－外周干预－中枢干预”的闭合环路模式。中枢干预是指通过中枢干预直接刺激相关损伤脑区，提升突触可塑性，外周干预是指不直接作用于中枢神经系统促进功能恢复的康复手段，“中枢干预－外周干预－中枢干预”混合疗法可先通过中枢干预直接刺激相关损伤脑区，提升突触可塑性，再通过外周干预强化运动控制训练、感觉输入刺激，促进脑功能重塑，实时互动和影响，提升功能恢复效果［20-21］。

RTMS是一种利用恒定低强度直流电重复刺激调节大脑皮质神经元活动的非入侵式中枢刺激治疗技术，其作用机制基于半球间竞争模型，人类大脑两侧半球存在相互平衡的半球间抑制，脑梗死后患侧半球因病灶和健侧半球过度抑制的影响，兴奋性降低，健侧半球皮质则因患侧半球抑制降低，兴奋性提升，导致两侧半球兴奋性失衡，是肢体功能障碍的主要原因之一［22-23］。RTMS刺激下可降低健侧皮质活性和（或）激活患侧皮质活性，恢复侧半球兴奋性平衡，促进功能恢复［24］。DU等［25］研究报道，低频RTMS能显著增加健侧运动区的皮质兴奋性，改善上肢Fugl-Meyer评分。URUSHIDANI等［26］研究指出，脑卒中后急性期到慢性期大脑活动的皮质平衡不稳定，应用低频RTMS能促进大脑活动向病变半球转移，改善受影响的上肢运动功能。本研究中对照组选择低频（1 Hz）刺激患者健侧大脑半球M1 区，减少健侧大脑半球脑血流量，抑制皮质代谢，可减少受累半球皮质抑制作用，从而改善患者上肢功能，对照组治疗2周后偏瘫上肢功能测试分级、上肢Fugl-Meyer评分、改良Barthel指数明显高于治疗前，说明低频RTMS能显著改善脑梗死恢复期患者上肢功能，提升日常生活活动能力。另有研究认为，脑梗死后病灶外的脑区可对受累脑区功能产生代偿作用，其会抑制健侧半球兴奋性，阻断功能恢复，进一步分析发现，肢体功能恢复存在两种模型，当脑损伤后结构保留度高的主要为半球间竞争模型，反之主要为未损伤半球代偿模型［27］。本研究所选择的患者均为中等以下的脑梗死，因此适应于半球间竞争模型。

功能性电刺激是使用低频电流刺激失去神经控制的肌肉，使其收缩，以校正或替代肢体和器官已丧失的功能，功能性电刺激在刺激肌肉的同时还能将刺激传入神经，联合不断反复的肌肉收缩运动传入中枢神经系统，能使原有运动功能逐渐恢复。FESC运动是由功能性电刺激对外周感觉神经、运动神经的刺激结合智能循环运动系统而组合的非入侵式外周训练方式，功能性电刺激通过电脉冲刺激患者功能障碍肌肉，电极间电场于神经产生动作电位，患者做不同动作时，动作电位传送至肌肉细胞，使功能障碍肌肉产生受损运动［28-29］。FESC运动的训练方式：（1）循环运动系统内附人上肢运动模式，功能性电刺激的“传入－传出刺激”模式能识别患者感觉、运动输入，提醒患者根据正确的上肢运动模式进行运动，促进恢复期患者分离运动［30］；（2）循环运动系统指导患者重复上肢运动，规律性挤压和放松腕、肘、肩等各关节，促进患侧肢体感觉恢复［31-32］。同时FESC 运动还具有一定的目标导向性，脑梗死恢复期患者虽然上肢具备一定的肌肉力量，但不足以在抗阻力下做动作，而循环运动系统可设定运动目标，在训练前根据恢复情况设定目标，当训练过程中偏离正常时循环运动系统能进行识别，智能化刺激对应肌肉，激发主动运动功能潜力，从而增强上肢肌肉力量［33-35］。本研究显示，联合组治疗后偏瘫上肢功能测试分级、上肢Fugl-Meyer 评分、改良Barthel 指数明显高于治疗前，并显著高于对照组，说明相比单独低频RTMS，FESC 运动联合低频RTMS能更好改善脑梗死恢复期患者上肢功能，提升日常生活活动能力，分析原因为FESC 运动联合低频RTMS遵循了“中枢干预－外周干预－中枢干预”的治疗原则，通过低频RTMS 刺激健侧大脑半球M1 段降低皮质兴奋性，提升患侧大脑半球皮质兴奋性，再通过功能性电刺激周围运动和感觉神经支配的肌群，促进肌肉收缩，并通过循环运动系统增加肌肉、关节信息输入，重复正确的上肢运动，维持并改善上肢功能。本研究中所有患者治疗期间均无不适症状，说明FESC 运动联合低频RTMS 不仅疗效好且安全性高。

与单独低频RTMS 相比，FESC 运动联合低频RTMS 能显著改善脑梗死恢复期患者上肢功能，提升日常生活活动能力，且安全性高。但本研究中病例选择的是恢复期，未考察FESC运动联合低频RTMS对急性期脑梗死患者的效果，同时研究样本量较小，随访时间较短，还需深入研究进一步完善。