低频重复经颅磁刺激对颅脑外伤后认知功能及P300 电位的影响
2023-10-28翟佳佳韩珍真胡臻妮郭冠兰卢红建
翟佳佳 徐 倩 韩珍真 胡臻妮 王 梁 郭冠兰 卢红建
南通大学第二附属医院康复医学科,江苏南通 226001
颅脑外伤(traumatic brain injury,TBI)是指暴力作用于头部,引起颅骨、脑膜、脑血管和脑组织的损伤,是全球致残、致死的主要疾病之一,认知功能障碍是TBI 最常见、最持久的症状之一,严重影响患者的日常生活[1]。事件相关电位(event related potentials,ERP)是评估认知的常用指标之一,反映认知过程中大脑的神经电生理变化,P300 是ERP 中最受关注的一种内源性成分,不易受物理特性的影响[2]。重复经颅磁刺激(repetitive transcranial magnetic stimulation,rTMS)是一种无创的神经调控技术。研究表明[3-5],rTMS 能促进阿尔茨海默病患者的认知功能恢复,但针对TBI 患者的认知功能障碍研究尚少。因此,本研究针对TBI 认知功能障碍患者开展rTMS 应用效果评估。
1 资料与方法
1.1 一般资料
选择2019 年12 月至2021 年6 月江苏省南通市第一人民医院神经外科和康复医学科住院治疗的50例TBI 患者为研究对象。纳入标准:①头颅CT 或MRI 检查,证实为TBI;②年龄18~70 岁,生命体征稳定;③存在认知功能障碍,简易智能精神状态评价检查量表(mini-mental state examination,MMSE)[6]评分文盲≤17 分,小学≤19 分,中学及以上≤24分;④有一定的理解和口语表达能力;⑤患者或家属签署知情同意书。排除标准:①有严重的心肺功能障碍,重要脏器功能减退或衰弱;②有严重的精神障碍,无法配合治疗;③存在运动系统疾病。根据随机数字表法,将患者分为两组,每组25 例。两组一般资料比较,差异无统计学意义(P>0.05),具有可比性。见表1。本研究经江苏省南通市第一人民医院伦理委员会审核批准(2015XJS055)。
1.2 治疗方法
两组均接受临床基础治疗及常规的认知功能训练,试验组在此基础上增加低频rTMS 治疗,采用武汉依瑞德公司生产的CCY-1 磁刺激仪,刺激线圈为8字型,患者取卧位或坐位,正确佩戴定位帽,首先确定静息运动阈值(rest motor threshold,rMT),刺激健侧拇指运动区皮层,刺激10 次,其中5 次可以诱发拇指外展肌诱发电位≥50 μV,该刺激的最低强度即为rMT。治疗参数:选择健侧前额叶背外侧区(dorsolateral prefrontal cortex,DLPFC)作为靶刺激点,线圈中心紧贴于颅骨表面,频率为1 Hz,强度为80%rMT,刺激20 min,1 次/d,5 次/周,连续6 周。对照组辅以假刺激治疗,刺激线圈与患者头皮呈90°,刺激参数同试验组,患者可以听到刺激器的声音,但没有刺激作用。
1.3 观察指标
1.3.1 MMSE 评分及洛文斯顿认知评定量表(Loewenstein occupational therapy cognition assessment,LOTCA)评分 治疗前、治疗6 周后(治疗后)采用MMSE、LOTCA 评定患者的认知功能。MMSE 共有5 大项(定向力、记忆力、注意力和计算力、回忆能力、语言能力),总分30 分,得分越低提示认知障碍越严重[7]。LOTCA[8]共有7 大项(定向、视知觉、空间知觉、动作运用、视运动组织、思维操作、注意力及专注力),总分119 分,得分越低提示认知障碍越严重。
1.3.2 P300 治疗前后检测患者的P300 波幅和潜伏期。具体操作:使用润杰医疗器械有限公司的多参数生物反馈治疗仪,按照国际10/20 系统电极安置方式,记录电极放置在CZ 点,参考电极放置在一侧耳垂,前额接地线。在无噪声干扰的治疗室内操作,要求患者意识清醒及注意力集中。采取视觉“oddball”序列刺激[9],120 幅靶刺激图片和30 幅非靶刺激图片随机出现,每幅图片呈现时间为500 ms,受试者对靶刺激作出反应,仪器自动记录结果数值。
1.3.3 不良反应 观察治疗期间不良反应的发生情况。
1.4 统计学方法
采用SPSS 24.0 统计学软件进行数据分析。符合正态分布的计量资料用均数±标准差()表示,组间比较采用独立样本t 检验,组内比较采用配对样本t 检验;不符合正态分布的计量资料采用中位数(M)和四分位间距(Q)表示,组间比较采用Mann-Whiteney U 检验,组内比较采用Wilxcon 符号秩检验。计数资料用例数或百分率表示,比较采用χ2检验。以P<0.05为差异有统计学意义。
2 结果
2.1 两组治疗前后MMSE 评分比较
治疗前,两组MMSE 评分比较,差异无统计学意义(P>0.05)。治疗后,两组定向力、记忆力、注意力和计算力、回忆能力、语言能力及MMSE 总分高于治疗前,试验组定向力、注意力与计算力及MMSE 总分高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。见表2。
表2 两组治疗前后MMSE 评分比较(分,)
表2 两组治疗前后MMSE 评分比较(分,)
注t1、P1 为两组治疗前比较;t2、P2 为两组治疗后比较。MMSE:简易智能精神状态评价检查量表。
2.2 两组治疗前后LOTCA 评分比较
治疗前,两组LOTCA 评分比较,差异无统计学意义(P>0.05)。治疗后,两组定向、视知觉、空间知觉、动作运用、视运动组织、思维操作、注意力及专注力及LOTCA 总分高于治疗前,且试验组高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。见表3。
表3 两组治疗前后LOTCA 评分比较[分,M(Q)]
2.3 两组治疗前后P300 波幅、潜伏期比较
治疗前,两组P300 波幅、潜伏期比较,差异无统计学意义(P>0.05)。治疗后,两组P300 波幅大于治疗前、潜伏期短于治疗前,且试验组P300 波幅大于对照组、潜伏期短于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。见表4。
表4 两组治疗前后P300 波幅、潜伏期比较()
表4 两组治疗前后P300 波幅、潜伏期比较()
注t1、P1 为两组治疗前比较;t2、P2 为两组治疗后比较。
2.4 两组不良反应情况
两组治疗过程中均未出现癫痫等不良反应。
3 讨论
TBI 后认知功能障碍的评估和治疗是脑科学界研究的热点。rTMS 是一种无创的神经调控技术,通过调控神经元电活动,改变大脑皮层的兴奋性。rTMS 的治疗机制包括促进突触可塑性的改变[10-11]、调节神经递质[12-13]、抑制促炎症细胞因子的表达[14-15]、调节局部脑血流[16-17]等。有轻度认知血管损害的患者显示出前额叶功能的选择性缺陷[18]。Corlier 等[19]研究显示,高频刺激DLPFC 后,患者的认知控制和反应速度明显提高。本研究采用1 Hz rTMS 刺激TBI 患者健侧DLPFC,结果显示试验组认知功能改善情况优于对照组,但两组MMSE 评分中记忆力、回忆能力、语言能力比较,差异无统计学意义(P>0.05)。可能原因:①记忆力、回忆能力分值小,治疗前后的得分变化空间小,差异不明显;②语言区主要是Broca 和Wernicke 区,而本研究采用rTMS 刺激健侧DLPFC,可能在一定程度上影响疗效;③本研究对象为病程0.5~3.0 个月的TBI患者,此阶段系“最佳恢复期”,非治疗性恢复会掩盖rTMS 的治疗效果。
P300 是一个综合反映认知功能的指标,包括意识、注意、知觉、思维等多个认知领域[20-24],潜伏期反映大脑对外部刺激识别、分类、编码及提取的速度。波幅代表大脑加工刺激信息时的活跃程度。TBI 伴认知功能障碍患者,P300 潜伏期延长可作为认知障碍的一个标志[25]。多个皮质联合区及海马等脑区之间的相互联系是P300 产生的基础[26]。Wang 等[27]发现,rTMS 可以提高学习联想及记忆能力,这与海马和额叶皮层等脑区之间的联系增加有关,提示低频rTMS 改善TBI患者的认知功能,可能是rTMS 参与影响了P300 形成的神经网络。
综上,低频rTMS 能够显著改善TBI 患者的认知功能,值得临床应用推广,P300 可客观体现rTMS 对认知的改善效果。但本研究仍有一些不足,未来需要扩大样本量,延长观察时间,寻求最佳刺激方案,结合基础研究,深入探讨rTMS 作用机制。