脑卒中后常导致上肢功能障碍,很多患者会遗留长期的残疾,上肢功能的丧失严重影响患者的生活质量,给患者最终回归社会造成了很大的困难。近年来人们一直在探索一些新型、有效的促进偏瘫上肢功能康复的治疗技术,旨在提高脑卒中患者偏瘫上肢功能。
经颅磁刺激(TranscranialMagneticStimulation,TMS)是在年由英国的Barker发明的,并用TMS引出了运动诱发电位(MotorEvokedPotential,MEP)[1]。TMS是一种利用高强度的脉冲磁场作用于中枢神经系统(主要是大脑)、再通过感应电流调节神经细胞的动作电位、从而影响神经电生理活动的磁刺激技术[2]。
TMS所产生的时程极短的强磁场能够无痛性穿透脑组织;如果电流的强度、持续时间以及方向合适,在脑内诱导的电流可以使神经元及其轴突去极化,产生动作电位[3]。因此TMS一开始是用于神经生理学研究,TMS与肌电图诱发电位仪结合可以检测大脑皮质兴奋性。而重复经颅磁刺激(RepetitiveTranscranialMagneticStimulation,rTMS)是以固定的刺激强度及频率连续作用于某一脑部区域的一连串TMS脉冲[4],rTMS已经应用到很多疾病的治疗中。
国外的TMS仪器有英国的Magstim,美国的Medtronic,芬兰的Nexstim等。国内武汉依瑞德公司于年开发出了YRD系列磁场治疗仪(图1)。近年来,关于rTMS在脑卒中偏瘫上肢功能康复中的应用也越来越多(图2),本文将做一综述。
图1YRDCYY-1型磁刺激仪
图2rTMS作用于脑卒中患者非受累侧M1区
一作用机制
脑卒中后大脑两半球间半球间抑制的平衡被打破,受累侧半球对非受累侧半球的抑制作用减弱,而非受累侧半球对受累侧半球的抑制作用增强,表现为受累侧半球初级运动皮质区(PrimaryMotorCortex,M1)兴奋性的降低和非受累侧半球M1区兴奋性的增高[5]。这种由单侧脑卒中导致的双侧皮层内抑制和兴奋的不对称,不利于偏瘫侧运动功能的恢复[6]。rTMS应用于脑卒中运动功能康复的主要原理就是其可以纠正脑卒中后大脑半球间过度的相互抑制。
目前临床上使用rTMS促进脑卒中运动功能的恢复有两种方法,一种是将低频(≤1Hz)rTMS作用于非受累侧M1区,降低非受累侧大脑皮质的兴奋性,从而降低非受累侧M1区对受累侧M1区的抑制作用。另一种是将高频(>1Hz)rTMS作用于受累侧M1区,提高受累侧大脑皮质的兴奋性,从而提高受累侧M1区对非受累侧M1区的抑制作用。这两种方法的目的都是调节脑卒中后半球间抑制的失衡,使半球间抑制达到新的平衡状态,从而促进偏瘫上肢功能的恢复。
二操作方法
1.刺激线圈的选择
a.圆形线圈:直径通常约8厘米,是由一圈或多圈低电阻的纯铜线缠绕在一个平面的环形结构上形成的。没有真正的焦点,磁场在毗邻线圈处最强,其周围的磁场强度都是相同的。特点是刺激面积大、刺激作用强,易于找到刺激位置、适合测量MEP。
b.8字形线圈:由两个相邻的电流方向相反的环形或D形线圈在同一平面上连接而成。在两个回路交叉处的磁场增强,形成锥形体磁场。特点是聚焦性好,但刺激面积和强度小,一般用于科研,定位要求比较严格。
2.刺激位置和运动阈值
治疗前需寻找运动热点并进行运动阈值(motorthreshold,MT)的测定,受试者安静坐于扶手椅子上,全身保持放松状态,将肌电图的体表电极置于健侧肢体的第一背侧骨间肌或拇短展肌,使磁刺激线圈与颅骨表面相切,在非受累侧M1区的皮质手区,给予较大强度的单次刺激,并在头皮表面以1cm的距离移动,寻找可引发对侧第一背侧骨间肌或拇短展肌最大MEP波幅的位置,即为非受累脑区的“运动热点”[7]。在运动热点逐渐降低磁刺激强度,直到10次连续试验中至少有5次能引发MEP波幅50μV的最小刺激强度即为MT[8]。
在非受累侧M1区给予低频rTMS时,将线圈中心对准非受累侧脑区的“运动热点”,手柄垂直指向枕侧并固定。在受累侧M1区给予高频rTMS时,可以采用相同的方寻找受累侧脑区的“运动热点”,如采用最大的刺激强度仍不能引发对侧MEP,则可以选择非受累侧脑区的“运动热点”在受累侧脑区的镜像区作为刺激点[9]。
三临床应用
1.非受累侧M1区的低频rTMS
Mansur等[10]在年首次报道了对于缺血性脑卒中后1年内的轻偏瘫患者在非受累侧半球运动皮质区给予低频rTMS,可以明显的改善偏瘫侧手的运动功能。该研究在10例患者非受累侧半球M1区给予低频rTMS(1Hz,%MT,次脉冲),刺激后患手的简单反应时间、选择反应时间和Purdue拼板测验均明显改善,与假刺激组对照差异显著。
沈滢等[11]比较了非受累侧半球M1区不同频率的低频rTMS对脑梗死患者上肢功能的影响,治疗20d后发现:0.5Hz或1Hz的rTMS(90%MT)作用于脑梗死患者非受累侧半球均可明显提高受累侧脑区运动皮质的兴奋性,治疗后运动诱发电位(MotorEvokedPotential,MEP)皮质潜伏期及中枢运动传导时间(CentralMotorConductionTime,CMCT)均较治疗前显著缩短(P<0.05),且0.5HzrTMS组CMCT明显短于1HzrTMS组(P<0.05);两组患者上肢Fugl-meyer,运动力指数(MotoricityIndex,MI),偏瘫上肢功能测试(香港版)(HongKongEditionofFunctionalTestforTheHemiplegicUpperExtremity,FTHUE-HK)均较治疗前明显提高(P<0.05)。非受累侧M1区的低频rTMS可以改善偏瘫上肢功能,而且低频刺激的风险小,相对较安全,不易引起癫痫。
2.受累侧M1区的高频rTMS
Khedr等[12]将52例发病后5到10天的缺血性脑卒中患者随机分为两组,治疗组在受累侧半球M1区给予10min的高频rTMS(3Hz,%rMT,刺激时间10s,间歇时间50s),1次/天,连续治疗10天,同时配合常规康复治疗。结果治疗组斯堪的纳维亚卒中量表,美国国立卫生研究院卒中量表(NationalInstitutesofHealthStrokeScale,NIHSS)、Barthel指数的评分均较治疗前显著改善(P<0.05),且明显优于假刺激组(P<0.05),治疗过程中没有患者出现不良反应。高频rTMS治疗最大的风险就是引起癫痫,但只要rTMS的参数选择(频率、强度、持续时间、间歇时间)在rTMS安全指南规定的范围内,高频rTMS也是安全有效的。
Yozbatiran等[13]研究了高频rTMS对脑卒中患者的安全性和行为学效应。在12例脑卒中慢性期偏瘫患者受累侧M1区给予20min的高频rTMS(20Hz,90%MT,1次脉冲),结果所有患者都能较好的耐受治疗,没有不良事件发生,也没有患者出现新的症状。12例患者中有9例患者治疗后1min比治疗前即刻的收缩压平均增加7mmHg,不过舒张压和心率都没有变化。患者的握力,关节活动范围,钉板实验在治疗结束及治疗结束后一周都有所提高。
3.低频rTMS与高频rTMS的疗效比较
Emara等[14]将60例脑梗死发病后1个月的中度偏瘫患者随机分成三组,第一组在受累侧半球接受5Hz的rTMS,第二组的非受累侧半球接受1Hz的rTMS,第三组为假刺激组,经过10天的治疗后,第一组和第二组的拇指食指轻敲测验(Thumb-IndexFingerTappingTest,FT),活动指数(ActivityIndex,AI)和改良Rankin量表评分与假刺激组相比有明显改善,且效果一直维持到12周后,而接受rTMS的两组间疗效差异不明显。
Kim等[8]比较了非受累侧的低频rTMS(1Hz,%RMT,刺激持续时间s,间歇时间30s,重复10次,0次脉冲)和受累侧的高频rTMS(20Hz,90%RMT,刺激持续时间5s,间歇时间50s,重复20次,次脉冲)对亚急性脑卒中患者上肢功能的影响,两组患者均接受常规康复治疗,治疗10次结束后和治疗结束后一个月,两组患者的手功能测试(ManualFunctionTest,MFT),上肢Fugl-Meyer,改良Barthel指数,Brunnstrom分期均较治疗前明显提高(P<0.05),而两组患者组间差异不明显。
Sasaki等[9]将29例脑卒中急性期的偏瘫患者随机分为高频刺激组、低频刺激组和假刺激组,高频刺激组在受累侧M1区给予高频rTMS(10Hz,90%RMT,刺激持续时间10s,间歇时间50s,0次脉冲),低频刺激组在非受累M1区给予低频(1Hz,90%RMT,刺激持续时间10s,间歇时间50s,次脉冲),连续治疗5天,结果高频刺激组和低频刺激组的握力和轻敲频率均较治疗前明显提高(P<0.05),高频刺激组和低频刺激组的组间差异不明显,但高频刺激组患者的握力和轻敲频率明显优于假刺激组(P<0.05),但低频刺激组与假刺激组相比差异不具有统计学意义。
关于脑卒中后非受累侧的低频rTMS和受累侧的高频rTMS对改善偏瘫上肢功能哪种疗效更好,目前并没有一致的结论,这可能是由于rTMS的刺激参数较多,包括频率、强度、刺激持续时间、间歇时间、脉冲总数,而不同的参数组合可能会产生不同的生物学效应,从而影响治疗结果。
略
《世界康复工程与器械》4?
沈滢女士,南京医院康复医学中心主管治疗师
王翔女士,副主任治疗师
殷稚飞女士,主管治疗师
单春雷先生,主任医师
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