经颅直流电刺激联合上肢机器人治疗脑卒中患者上肢功能障碍的研究

[摘"" 要]"" 目的：探讨不同时间节点下，经颅直流电刺激（transcranial direct current stimulation， tDCS）与上肢机器人治疗（robotic therapy， RT）联合应用对脑卒中患者上肢功能障碍的治疗效果及其预后的影响。方法：本研究纳入43例脑卒中后上肢功能障碍患者并随机分为对照组、序贯刺激组和联合刺激组。在治疗前和治疗2周后进行上肢功能、神经功能损伤、日常生活活动能力和预后评估。结果：治疗后，联合刺激组Brunnstrom上肢和手功能评分较对照组和序贯刺激组显著提高（Plt;0.05）。联合刺激组Fugl-Meyer评定量表上肢部分、手臂动作调查测试、斯堪的那维亚卒中量表评分及体感诱发电位N20潜伏期与对照组间比较差异均有统计学意义（均Plt;0.05）。结论：tDCS与RT联合治疗能显著提升脑卒中患者的上肢功能、神经功能及日常生活活动能力，并优化其临床预后，且较分阶段序贯治疗展现出更优的临床效果。

[关键词]"" 脑卒中；上肢功能障碍；经颅直流电刺激；上肢机器人

[中图分类号]"" R49"""""""""""""" [文献标志码]"" B"""""""""""""" [文章编号]"" 1674-7887（2024）06-0574-04

脑卒中已成为我国成年人致死和致残的首位病因素[1]。每年有逾200万新发脑卒中病例遭受该疾病引发的多种功能障碍，其中上肢功能受损尤为显著[2]。上肢运动功能障碍严重损害患者进行日常活动的能力，并可能导致长期的功能障碍和残疾状态[3]。因此，探索和实施更为全面和高效的康复治疗方案，促进脑卒中患者的功能恢复极其重要。

经颅直流电刺激（transcranial direct current stimulation， tDCS）是一项安全、有效、携带方便、易于操作的无创神经调控技术，它利用微弱的极化直流电（1～2 mA）刺激阳极和阴极，从而调节大脑皮层神经细胞的兴奋性[4]。鉴于tDCS的效应不具有专一性，将其与具有特定目标性的康复策略相结合变得尤为关键。机器人辅助疗法（robotic therapy， RT）设备，依托于运动学习原理，能提供任务导向、重复性及高强度的训练，有助于增强神经可塑性，最终促进脑卒中患者上肢功能的恢复[5]。此外，RT还为脑卒中患者提供了在较低监督条件下进行自我训练的可能性，并能实时接收反馈，这对于增强患者遵循治疗方案的意愿具有积极作用[6]。研究[7]表明，将tDCS与RT相结合可用于脑卒中患者的上肢运动功能恢复，其疗效具有一定程度的持久性，但目前仍无最佳统一的治疗方案[8-9]。因此，本研究目的在于探索不同时间点上tDCS与RT联合应用对脑卒中患者上肢功能障碍及预后的影响，以期确定最佳的干预时机，从而为脑卒中患者提供更有效的治疗方案。

1"" 资料与方法

1.1"" 一般资料"" 选取2022年6月—2024年3月于南通大学附属医院康复医学科住院的脑卒中后上肢运动障碍患者45例，其中脱落2例。纳入标准：（1）年龄18～80岁，性别不限；（2）首次发病，病程1～3个月；（3）病情稳定，无意识障碍和认知障碍，能自主配合完成所有训练和评估；（4）治疗前均未接受过tDCS治疗；（5）自愿参加并签定知情同意书。排除标准：（1）双侧大脑病变；（2）存在tDCS治疗禁忌证；（3）存在明显精神障碍可能影响实验结果者。脱落/中止标准：（1）患者要求停止并退出研究；（2）出现不良反应或不能耐受者；（3）因病情变化需转诊治疗或提前出院者。本研究经过南通大学附属医院伦理委员会批准（2022-L129）。

1.2"" 治疗方法"" 采用随机数字表法将患者分为对照组、序贯刺激组和联合刺激组。3组患者均根据病情给予常规康复治疗。对照组患者在进行RT训练的同时行tDCS假刺激治疗；序贯刺激组患者RT训练与2 mA的阳极tDCS治疗间隔时间gt;4 h；联合刺激组同时进行RT训练和tDCS治疗。tDCS治疗与RT训练均为20 min/次，5次/周，共2周。

1.3"" 评价指标"" 采用Brunnstrom分期评估量表-上肢及手部分、Fugl-Meyer评定量表上肢部分（fugl-meyer assessment scale-upper extremity， FMA-UE）和手臂动作调查测试（action research arm test， ARAT）进行上肢功能评估；采用斯堪的那维亚卒中量表（Scandinavian stroke scale， SSS）进行神经功能损伤评估；采用改良Barthel指数量表（modified barthel index， MBI）进行日常生活活动（activities of daily living， ADL）能力评估；采用体感诱发电位（somatosensory evoked potentials， SEP）N20（潜伏期、波幅）进行预后评估。

1.4"" 统计学方法"" 使用SPSS 27软件进行统计分析。若数据符合正态分布选用t检验，不符合则选用秩和检验。组内Brunnstrom上肢功能评分、Brunnstrom手功能评分、ARAT评分、SSS评分、MBI评分及N20波幅和潜伏期比较采用配对t检验；组内FMA-UE评分比较采用配对秩和检验。3组患者治疗前后的组间Brunnstrom上肢功能评分、Brunnstrom手功能评分、ARAT评分、SSS评分、MBI评分、N20波幅和潜伏期比较采用方差分析，组间FMA-UE评分比较采用多样本秩和检验。分类数据进行χ2检验。Plt;0.05表示差异有统计学意义。

2"" 结""""" 果

2.1"" 一般资料比较"" 3组患者性别、年龄、病程、偏瘫侧和卒中类型差异均无统计学意义（均Pgt;0.05），具有可比性，见表1。

2.2"" 上肢功能评估结果比较"" 治疗前，3组间上肢功能比较差异均无统计学意义（均Pgt;0.05），具有可比性。3组治疗前后上肢功能评估结果差异均有统计学意义（均Plt;0.05）。治疗后，联合刺激组Brunnstrom上肢功能评分、Brunnstrom手功能评分与序贯刺激组、对照组比较差异均有统计学意义（均Plt;0.05）。治疗后，联合刺激组FMA-UE评分、ARAT评分与对照组比较差异有统计学意义（Plt;0.05），而序贯刺激组与联合刺激组、对照组比较差异均无统计学意义（均Pgt;0.05），见表2。

2.3"" 神经功能损伤、ADL能力及预后结果比较"" 治疗前，3组间SSS评分、MBI评分、N20波幅及N20潜伏期比较差异均无统计学意义（均Pgt;0.05），具有可比性。3组治疗前后SSS评分、MBI评分差异均有统计学意义（Plt;0.05）；序贯刺激组和联合刺激组治疗前后N20波幅、N20潜伏期差异有统计学意义（Plt;0.05）。治疗后，联合刺激组SSS评分、N20潜伏期与对照组比较差异有统计学意义（Plt;0.05）；3组治疗后MBI评分、N20波幅比较差异无统计学意义（Pgt;0.05），见表3。

3"" 讨""""" 论

脑卒中发作后，相邻脑区出现水肿和坏死现象，导致病变区域的代谢活动减弱，脑血流量显著下降，这些变化严重妨碍了神经信号的有效传递[10]。因此，提升脑神经的可塑性，加速脑部结构和功能的恢复，对促进神经功能的康复至关重要。

目前，非侵入性脑刺激技术（non-invasive brain stimulation， NIBS）在康复医学领域得到了广泛应用[11]。tDCS是NIBS的一种代表性刺激方式，具有安全、便捷、不良反应少等优点，在神经康复领域被认为具有巨大的潜力和发展前景，近年来被广泛研究[12]。

众多学者[13-15]发现，tDCS能够促进脑卒中患者上肢及手部功能的恢复。本研究结果显示，与对照组相比，接受tDCS治疗的联合刺激组和序贯刺激组在多数运动功能评分上有更显著的提升，表明tDCS治疗在促进脑卒中患者上肢及手部功能恢复方面具有积极的作用。

迄今为止，尚未有权威证据来支持tDCS治疗对脑卒中患者ADL能力具有显著的积极效果[14]。本研究中，尽管3组受试者接受治疗后的MBI评分均有提升，但各组间的改善程度并未表现出显著差异。这一结果可能源于MBI作为一项全面评估患者整体功能的指标，不局限于上肢功能的评估，因此各组间的差异受到了多种因素的共同作用。

研究[16]指出，脑卒中患者的康复预后与体感诱发电位的改善结果之间存在正相关关系，特别是N20波的缺失或显著减弱与较差的预后结果相关联。本研究选择了SEP作为评估工具，特别关注了SEP中的N20波的波幅大小和潜伏期长短，以期对脑卒中患者的康复预后效果进行客观量化的评估。结果显示，联合刺激组的N20潜伏期相较对照组显著缩短。此外，治疗后联合刺激组和序贯刺激组的N20潜伏期和波幅均明显改善。表明tDCS与RT的联合应用可能对脑卒中患者神经传导通路的连续性恢复具有积极影响。

J.REIS等[7]在探讨tDCS与RT联合应用于脑卒中患者上肢功能障碍治疗的效果时发现，相较于单一治疗，同时进行tDCS刺激M1区域并结合运动再学习、RT等技术，能更有效地促进脑卒中患者上肢运动功能的改善。本研究也得出了相似的结论，即联合刺激组和序贯刺激组在上肢功能评分及预后改善方面均显著优于对照组，表明与单纯RT治疗相比，tDCS联合RT的治疗效果更好。

为实现tDCS治疗效果的最大化，研究者们正在探索tDCS与外周训练任务相结合的最佳实践。然而，目前在此领域的研究中，很少有工作专注于两者结合的具体时机。由于缺乏针对性的研究，关于tDCS刺激与外周训练任务结合的时间顺序，即如何安排两者的顺序以获得最佳疗效，目前尚无明确的指导原则或共识。本研究数据分析表明，当tDCS与RT同步实施时，在Brunnstrom上肢及手功能评分和N20潜伏期的改善上取得了最佳效果。这种差异可能源于多个因素，包括但不限于研究对象的选择、脑卒中的具体类型、脑内病变的具体位置以及所采用的干预措施的类型。

综上所述，tDCS联合RT训练能够安全有效地改善脑卒中患者的上肢功能、神经功能、ADL能力及预后结果；且tDCS治疗与RT训练同时进行可能比tDCS治疗与RT训练序贯干预更有优势。

[参考文献]

[1]"" 王陇德， 彭斌， 张鸿祺， 等. 《中国脑卒中防治报告2020》概要[J]. 中国脑血管病杂志， 2022， 19（2）：136-144.

[2]"" WU S M， WU B， LIU M， et al. Stroke in China： advances and challenges in epidemiology， prevention， and management[J]. Lancet Neurol， 2019， 18（4）：394-405.

[3]"" FRANCESCHINI M， LA PORTA F， AGOSTI M， et al. Is health-related-quality of life of stroke patients influenced by neurological impairments at one year after stroke？[J]. Eur J Phys Rehabil Med， 2010， 46（3）：389-399.

[4]"" 李宪东， 裴轶丰， 张楚潍， 等. 经颅直流电刺激在急性缺血性卒中应用的研究进展[J]. 中国脑血管病杂志， 2023， 20（1）：41-48.

[5]"" MEHRHOLZ J， H？魧DRICH A， PLATZ T， et al. Electromechanical and robot-assisted arm training for improving gen-eric activities of daily living， arm function， and arm muscle strength after stroke[J]. Cochrane Database Syst Rev， 2012（6）：CD006876.

[6]"" KWAKKEL G， KOLLEN B J， KREBS H I. Effects of robot-assisted therapy on upper limb recovery after stroke： a systematic review[J]. Neurorehabil Neural Repair， 2008， 22（2）：111-121.

[7]"" REIS J， SCHAMBRA H M， COHEN L G， et al. Noninvasive cortical stimulation enhances motor skill acquisition over multiple days through an effect on consolidation[J]. Proc Natl Acad Sci U S A， 2009， 106（5）：1590-1595.

[8]"" HESSE S， WALDNER A， MEHRHOLZ J， et al. Combined transcranial direct current stimulation and robot-assisted arm training in subacute stroke patients： an exploratory， rando-mized multicenter trial[J]. Neurorehabil Neural Repair， 2011， 25（9）：838-846.

[9]"" 中国经颅直流电刺激脑卒中康复临床应用专家共识组. 经颅直流电刺激技术应用于脑卒中患者康复治疗的专家共识[J]. 中华物理医学与康复杂志， 2021， 43（4）：289-294.

[10]"" MURPHY T H， CORBETT D. Plasticity during stroke recovery： from synapse to behaviour[J]. Nat Rev Neurosci， 2009， 10（12）：861-872.

[11]"" KUBIS N. Non-invasive brain stimulation to enhance post-stroke recovery[J]. Front Neural Circuits， 2016， 10：56.

[12]"" NITSCHE M A， PAULUS W. Excitability changes induced in the human motor cortex by weak transcranial direct current stimulation[J]. J Physiol， 2000， 527（Pt 3）：633-639.

[13]"" BUTLER A J， SHUSTER M， O HARA E， et al. A meta-analysis of the efficacy of anodal transcranial direct current stimulation for upper limb motor recovery in stroke survivors[J]. J Hand Ther， 2013， 26（2）：162-170， quiz 171.

[14]"" ELSNER B， KUGLER J， POHL M， et al. Transcranial direct current stimulation（tDCS） for improving activities of daily living， and physical and cognitive functioning， in people after stroke[J]. Cochrane Database Syst Rev， 2020， 11（11）：CD009645.

[15]"" LONGO V， BARBATI S A， RE A， et al. Transcranial direct current stimulation enhances neuroplasticity and accelerates motor recovery in a stroke mouse model[J]. Str-oke， 2022， 53（5）：1746-1758.

[16]"" MEYER S， KARTTUNEN A H， THIJS V， et al. How do somatosensory deficits in the arm and hand relate to upper limb impairment， activity， and participation problems after stroke？ A systematic review[J]. Phys Ther， 2014， 94（9）：1220-1231.

[收稿日期] 2024-08-12