针康法促进脑卒中后下肢运动功能重建的功能性近红外光谱研究

唐强，王雪，穆姿辰，张世强，朱路文

1.黑龙江中医药大学附属第二医院，黑龙江哈尔滨市 150001；2.黑龙江中医药大学，黑龙江哈尔滨市 150040；3.黑龙江中医药大学附属第四医院，黑龙江哈尔滨市 150018

0 引言

脑卒中包括缺血性卒中和出血性卒中两大类，是指由不同血管性病因导致的脑血管系统功能障碍性疾病[1]。超过70%的脑卒中患者存在不可逆损伤甚至残疾[2]。偏瘫为脑卒中后最常见的运动功能障碍，下肢运动功能障碍的恢复直接影响患者的生活质量。

针康法是在头穴丛刺长留针期间配合各种常规康复训练，将整体康复与辨证康复相结合[3]，激发人体脏腑经络之气，促进大脑皮质功能重塑，从而改善脑卒中患者的下肢运动功能[4]。

目前脑功能影像学评估主要采用磁共振检查，但费用昂贵、便携性差、检查过程复杂[5]。功能性近红外光谱（functional near-infrared spectroscopy,fNIRS）是一种非侵入性的脑功能检测技术，具有安全性高、时空分辨率高、便携性强、抗运动干扰、允许长时程监测等优点。它通过光学探头贴附于头颅表面，发射和接收近红外光（650～1000 nm），实时监测去氧血红蛋白（deoxyhemoglobin,DHb）和氧合血红蛋白（oxyhemoglobin,HbO2）的含量变化，间接反映与血液动力学相关的大脑神经功能活动[6-9]。本研究通过fNIRS 技术观察针康法治疗脑卒中下肢运动功能障碍的临床疗效。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取2020 年12 月至2021 年7 月于黑龙江中医药大学附属第二医院收治的24例脑卒中偏瘫患者，均符合中华医学会第四次脑血管疾病学术会议制订的脑卒中诊断标准[10]，并经过头颅CT或MRI确诊。

纳入标准：①年龄18～75 岁；②首次发病；③病程14 d～2 个月；④单侧肢体瘫痪，右利手；⑤生命体征稳定，神志清楚；⑥简易精神状态检查（Mini-Mental State Examination,MMSE）评分≥27[11]；⑦下肢Brunnstrom 分期Ⅲ、Ⅳ期；⑧自愿参与研究，并配合评定和治疗。

排除标准：①偏侧忽略及严重视、听、智力、注意力、认知障碍；②既往精神病史或其他严重神经系统疾病，或并发严重心肺肝肾功能损害、恶性肿瘤等；③下肢痉挛严重，改良Ashworth量表分级≥3级；④临床资料不全；⑤酒精或药物成瘾；⑥其他原因导致无法配合训练或依从性差。

随机数字表法将其分为康复组（n=12）和针康组（n=12）。对照组纳入10 例健康受试者，性别、年龄、认知功能与脑卒中患者无显著性差异（P＞0.05）。见表1。所有受试者无既往重要脏器疾病史；智力和认知功能无异常；无颅脑外伤或其他脑部疾患；无痴呆、癫痫、精神病史等；未参加其他临床试验研究。所有受试者在干预前均签署知情同意书。

表1 三组一般资料比较

本研究经黑龙江中医药大学附属第二医院伦理委员会批准（中医大二院伦[2020]K17号）。

1.2 治疗方案

康复组在接受常规药物治疗的基础上，进行以牵伸训练为主的康复治疗，每次40 min，每天1 次，每周5 d，共4周。

针康组在进行常规康复治疗的同时施用头穴丛刺。采用直径0.30 mm、长40 mm 华佗牌一次性无菌针灸针（苏州医疗用品厂有限公司），常规消毒，根据于志顺[12]提出的于氏头穴七区划分法，取顶区（前顶至百会及其向左、右各l及2 寸的平行线）、顶前区（囟会至前顶及其向左、右各1及2寸的平行线）、额区（神庭透囟会、与其平行的曲差和本神向上透刺）、颞区（头维、承灵及两穴之间，向下刺入约40 mm）、项区（风府、风池及二者之间），向前或后透刺，针体与皮肤呈15°至帽状腱膜下，进针20 mm 左右，捻转1 min，共200 次，留针6 h。留针初期每隔30 min 捻针1 次，重复2 次；之后每隔2 h 捻针1 次，直至出针[13]。头穴丛刺留针期间，同步进行常规康复治疗，每次40 min，每天1次，每周5 d，共4周。

1.3 康复评定

干预前后分别采用Fugl-Meyer 评定量表下肢部分[14]（Fugl-Meyer Assessment-Lower Extremities,FMALE）进行评定，包括17个项目，总分34分。

所有评定由同一研究人员完成。

1.4 fNIRS

fNIRS 检测在黑龙江中医药大学附属第二医院康复中心完成。

采用穿戴式Brite 24 通道fNIRS 成像设备（荷兰ARTINIS 公司）及配套软件Oxysoft 3.2.72，采集HbO2和DHb 的浓度。采集头帽使用10/20 国际标准导联系统[15]，由10个光源与8个探测器组成24个通道，探头与光源距离30 mm，包括辅助运动区（supplementary motor area,SMA）、运动前皮质（premotor cortex,PMC）和初级感觉运动皮质（sensory motor cortex,SMC）等。采样频率10 Hz，波长760 nm 和850 nm。fNIRS 采集通道与脑区的对应关系见图1。

图1 fNIRS采集通道与脑区的对应关系

受试者在跑步机上完成30 s 步行任务，站立休息30 s，交替进行，共4 次。患者在任务与休息期间可用健手握住扶手。跑步机速度1 km/h，以减少由于任务新颖、受试者状态不适及对安全的焦虑而引起的皮质功能激活。

采用MatLab（R2013a）nirsLAB2016、Homer2 等功能包处理数据。样条插值去运动伪迹，0.01～0.1 Hz带通滤波滤除生理干扰等噪声成分，根据修正Beer-Lambert 定律计 算HbO2和DHb 浓度改 变（ΔHbO2、ΔDHb）。选择任务周期后20 s 和休息周期中间20 s 的数据。ΔHbO2与血氧水平依赖功能磁共振成像（BOLD-fMRI）信号的相关性更好，对步行任务的刺激也更敏感[18]，用于功能连接分析。

采用偏侧化指数（laterality index,LI）衡量各区域功能连接的对称性。

LI值-1～1，1表示仅受累半球皮质激活，-1表示仅病变对侧皮质激活，0表示双侧对称[19]。

1.5 统计学分析

采用SPSS 25.0 统计学软件进行统计分析，符合正态分布的计量资料以（）表示，组间比较采用t检验或单因素方差分析；ΔHbO2和LI进行两因素重复测量方差分析，以时间（干预前、后）为被试内因子，区域（SMC、PMC 和SMA）为被试间因素。计数资料比较采用χ2检验；非正态分布的计量资料用箱线图描述；两连续型变量采用Pearson 相关性分析。显著性水平α=0.05。

2 结果

2.1 运动功能

干预前，针康组FMA-LE 评分与康复组无显著性差异（P＞0.05）；干预4周后，两组FMA-LE 评分均显著提高（P＜0.001），针康组高于康复组（P＜0.05）。见表2。

表2 各组FMA-LE评分比较

2.2 功能连接

干预前，针康组相关区域功能连接强度与康复组无显著性差异（P＞0.05），对照组连接强度（0.61±0.21），高于康复组和针康组（P＜0.05）；干预后，两组连接强度均提高，两组间无显著性差异（P ＞0.05）。见表3。

表3 各组平均功能连接强度的比较

干预前，患者受累侧SMC 激活少于健侧，对照组SMC 激活相对对称。干预前、后各组完成步行任务时基于HbO2的功能连接强度在各脑区之间的差异见图2。

图2 各脑区功能连接强度

2.3 对称性

康复组（F=6.68,P=0.03）和针康组（F=10.44,P=0.01）ΔHbO2的时间和区域交互作用显著。其中针康组患侧PMC ΔHbO2显著（F=5.48,P=0.04）。见图3。

图3 针康组步行任务中区域激活的变化

针康组LI时间和区域交互作用显著（F=4.16,P=0.04），其中，SMC显著（F=6.29,P=0.04）。见图4。

图4 针康组干预前、后各区域LI的分布

2.4 相关性分析

针康组干预前后患侧PMC 连接强度的变化量与FMA-LE 评分变化量呈正相关（r=0.579,P=0.048）。干预前后LI的变化量与LE-FMA 评分变化量之间未发现显著相关性（P＞0.05）。

3 讨论

脑卒中后偏瘫患者运动功能受损或缺失，导致日常生活能力下降，给患者、家庭和社会造成沉重负担[20]。针刺与常规康复训练结合可提高临床疗效，减少后遗症并提高患者生活质量，可通过疏通经脉气血，改善人体微循环，增强局部肌肉反射，提高患者肢体运动功能[21-22]；刺激外周感觉、增强脑细胞刺激性、促进神经功能重塑、提高脑皮质活动，改善脑卒中患者的运动功能[23]。本研究发现，与单纯康复训练相比，针康法改善下肢运动功能障碍效果更加显著。

fNIRS 是一个安全、可靠的检测方法，可评价大脑功能重塑[24]。本研究发现，针康法可显著提高受累半球PMC 功能激活，SMC 的非对称性激活也得到改善。Lin等[25]通过fNIRS技术监测脑卒中患者在主动和辅助骑行过程中的皮质激活，证实速度反馈增强与PMC 激活相关。Miyai 等[26]基于任务态fNIRS 监测脑卒中患者步行任务时皮质激活情况，发现脑卒中后下肢运动功能的恢复与SMC 激活的非对称性改善和患侧PMC 激活的增强有较大关联。PMC 和SMA 通过与脑干、基底神经节及小脑等连接，参与有目的地改变和启动运动功能的过程，这些区域的激活增强与步态表现的改善有关[27]。SMA 的激活增强见于与平衡控制相关的患者康复过程中[28]。

与功能磁共振成像相比，fNIRS 价格更低廉，过程更简便[29]，兼容性强，具有无噪声干扰、采集难度较低、患者耐受性良好等优势。fNIRS 配合特定设计的功能任务范式可以实时、动态、连续监测大脑皮质HbO2、DHb的浓度变化，反映受试者执行任务时的脑功能活动，以显示受试者的神经重塑情况[30]。

本研究通过fNIRS 技术探讨针康法治疗脑卒中患者下肢运动功能障碍的临床疗效及其相关脑功能变化，发现脑卒中患者经针康法干预后，SMC的非对称性激活改善，下肢运动功能恢复可能与PMC 的激活增强有关。

利益冲突声明：所有作者声明不存在利益冲突。