近年來,每年新增腦卒中病人200萬例[1]。而腦卒中的高致殘率使得病人生活依賴程度高,生活質(zhì)量顯著下降。其中上肢及手功能的丟失成為生活獨(dú)立性差的元兇。隨著鏡像療法在腦卒中上肢康復(fù)領(lǐng)域應(yīng)用地不斷深入與鏡像工具的不斷創(chuàng)新,其治療效果受到廣泛好評(píng),成為腦卒中后上肢功能恢復(fù)的新曙光。

1 鏡像治療的作用機(jī)制

1.1 神經(jīng)生理機(jī)制 20世紀(jì)90年代意大利著名神經(jīng)科學(xué)教授Rizzolatti的研究團(tuán)隊(duì)采用單細(xì)胞記錄技術(shù),在恒河猴大腦皮層額葉第5區(qū)與頂下小葉(inferior parietal lobule, IPL)相繼發(fā)現(xiàn)鏡像神經(jīng)元[2]。在隨后的成像技術(shù)中功能性磁共振(FMRI)及腦電圖等客觀指標(biāo)中也同樣發(fā)現(xiàn)人類大腦中的鏡像神經(jīng)元蹤跡。目前多數(shù)觀點(diǎn)是:鏡像神經(jīng)元系統(tǒng)(mirror neuron system, MNS)主要位于人腦前運(yùn)動(dòng)皮質(zhì)(premotor cortex, PM)、額下回(inferior frontal gyrus, IFG)、IPL,而這也正是動(dòng)作執(zhí)行和觀察的核心區(qū)域位置,在一項(xiàng)集合了125 個(gè)人類FMRI研究的Meta分析也肯定了這個(gè)結(jié)論[3]。莊衛(wèi)生等[4]將FMRI作為鏡像神經(jīng)元激活程度的檢測(cè),使得試驗(yàn)中鏡像神經(jīng)元激活情況可視化。在他的試驗(yàn)中,FMRI檢查一般采取block-sign方案,并選擇與軀體運(yùn)動(dòng)相關(guān)的腦區(qū)如初級(jí)運(yùn)動(dòng)區(qū)(MI)、運(yùn)動(dòng)前區(qū)(PMC)、補(bǔ)充運(yùn)動(dòng)區(qū)(SMA)。動(dòng)作療法在FMRI上的效果表現(xiàn)為MI、PMC及SMA等區(qū)域激活體積較治療前顯著增加,其中以支配手及上肢區(qū)為主的腦區(qū)激活體積增加尤為突出。Calmels等[5]發(fā)現(xiàn)在觀察動(dòng)作和實(shí)際執(zhí)行動(dòng)作過程中,兩者同步記錄的腦電圖顯示出相同被激活的腦區(qū)。

總而言之，在實(shí)施鏡像療法過程中能激活MNS包括頂額鏡像系統(tǒng)和邊緣鏡像系統(tǒng)[6],促進(jìn)大腦重塑,使得病人功能得到提升。

1.2 視覺反饋 鏡像療法又被稱為鏡像反饋療法。腦卒中病人在執(zhí)行雙側(cè)對(duì)稱性活動(dòng)時(shí),在大腦發(fā)出健患側(cè)同步運(yùn)動(dòng)指令的同時(shí)可觀察到來自平面鏡中的正常運(yùn)動(dòng),帶來中樞到外周的完整輸入傳出通路[7]。鏡像療法使得患側(cè)運(yùn)動(dòng)能力強(qiáng)化,患側(cè)肢體得到更多的使用,增加患側(cè)肢體存在感,減輕習(xí)得性廢用[8]。這一原理同樣可用于改善單側(cè)忽略[9]。最近國(guó)外學(xué)者對(duì)1例左側(cè)偏癱的腦卒中病人使用機(jī)器人聯(lián)合鏡像療法,病人在雙側(cè)執(zhí)行對(duì)稱性活動(dòng)的治療后,FMRI成像顯示右側(cè)頂上小葉下部腦活動(dòng)顯著增加,提示本體感覺增強(qiáng)的可能性[10]。

2 鏡像工具的演變

傳統(tǒng)的鏡像療法是依托于一面垂直立于桌面的平面鏡,最早應(yīng)用于幻肢痛與腦卒中后偏癱[11]。主要利用視錯(cuò)覺的原理,以健側(cè)肢體主動(dòng)活動(dòng)的平面鏡反射影替代患側(cè)肢體活動(dòng)的視覺效果,最終達(dá)到恢復(fù)運(yùn)動(dòng)和減輕異常感覺的目的。鏡盒是鏡像治療的常規(guī)工具,Lin等[12]利用鏡盒與網(wǎng)格手套作為治療工具,實(shí)施鏡像治療時(shí),雙側(cè)上肢同步進(jìn)行功能性活動(dòng),明顯提升了試驗(yàn)中43例病人的運(yùn)動(dòng)功能,同時(shí)有效減少了上肢運(yùn)動(dòng)時(shí)共同運(yùn)動(dòng)中肩外展的發(fā)生率。Michielsen等[13]在常規(guī)的垂直于桌面平面鏡的基礎(chǔ)上,在健側(cè)上方加一檔板以減少健側(cè)活動(dòng)對(duì)患側(cè)的干擾,使得治療環(huán)境簡(jiǎn)單化,其對(duì)40例病程3年以上的腦卒中后遺癥期病人進(jìn)行試驗(yàn),其中鏡像組的FMRI顯示運(yùn)動(dòng)激活區(qū)域由初級(jí)運(yùn)動(dòng)皮層區(qū)向偏癱側(cè)轉(zhuǎn)變,但治療效應(yīng)在停止試驗(yàn)后未有延續(xù)。Kim等[14]則將平面鏡置于可折疊面板上,患手活動(dòng)由折疊板遮蓋,且面板與健患手間距離可根據(jù)需求調(diào)節(jié)。Lee等[15]用電腦顯示屏、攝像頭及木盒,將數(shù)字成像技術(shù)融入鏡像工具,代替了傳統(tǒng)平面鏡裝置的鏡像工具,使得健手活動(dòng)信號(hào)通過攝像頭捕捉投影于電腦顯示屏上,患手由桌面上的木盒遮擋,將光學(xué)成像轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字成像,使得微小的運(yùn)動(dòng)信號(hào)都得以被捕捉從而轉(zhuǎn)變?yōu)橐曈X信號(hào),且信號(hào)傳播實(shí)時(shí)準(zhǔn)確度高。Beom等[16]在數(shù)字成像的基礎(chǔ)上,將虛擬現(xiàn)實(shí)游戲應(yīng)用于鏡像治療,同時(shí)使用傳感器記錄健側(cè)活動(dòng),患側(cè)由外骨骼機(jī)器人提供輔助,外骨骼機(jī)器人糾正及補(bǔ)償計(jì)算機(jī)計(jì)算出的患側(cè)與健側(cè)用力的差異,使得健患側(cè)做到同步運(yùn)動(dòng)。Nam等[10]對(duì)1例56歲左側(cè)偏癱的腦卒中男性病人使用雙軸機(jī)器人結(jié)合鏡像療法,經(jīng)歷為期2周共10次,每次30 min的雙側(cè)活動(dòng)后,FMRI顯示右側(cè)頂上小葉下部腦活動(dòng)明顯增加,預(yù)示治療引發(fā)本體感覺增強(qiáng)。

鏡像工具演變經(jīng)歷了從最基礎(chǔ)的平面鏡、鏡盒、可折疊調(diào)節(jié)距離的鏡像折疊板、在不同平面鏡的基礎(chǔ)上健側(cè)加遮擋物等到虛擬數(shù)字成像技術(shù),最后到機(jī)器人輔助下的虛擬情景游戲,已經(jīng)發(fā)生了從光學(xué)成像到數(shù)字成像的重大轉(zhuǎn)變。從動(dòng)作操作角度講,從最簡(jiǎn)單的主觀人為干預(yù)的訓(xùn)練方式過渡到人工智能參與的智能化輔助,從而最大限度地實(shí)現(xiàn)健患側(cè)同步活動(dòng),其中虛擬游戲的加入使得訓(xùn)練變得趣味化,增加了病人的積極性與參與感,希望未來虛擬游戲能更豐富,適應(yīng)更多病人對(duì)功能改善個(gè)性化的需求。以上的轉(zhuǎn)變展現(xiàn)了鏡像工具創(chuàng)新性,提升了鏡像療法與臨床工作的結(jié)合度。

3 鏡像聯(lián)合療法

近年來鏡像工具與其他療法聯(lián)合應(yīng)用都產(chǎn)生了良好治療效應(yīng)。Cacchio等[17]對(duì)腦卒中后早期及后遺癥期并發(fā)肩手綜合征病人使用鏡像療法,結(jié)果顯示鏡像組的休息狀態(tài)視覺模擬評(píng)分(R-VAS)、被動(dòng)運(yùn)動(dòng)視覺模擬評(píng)分(P-VAS)均有明顯下降;而后Corbetta等[18]對(duì)1例卒中后繼發(fā)中樞性疼痛表現(xiàn)為左上肢灼痛,病程長(zhǎng)達(dá)5年的病人進(jìn)行了持續(xù)2周,每周5次,每次45 min的鏡像療法后,安靜休息VAS評(píng)分下降4.5分。常見的動(dòng)作觀察聯(lián)合鏡像療法是指先觀察動(dòng)態(tài)的上肢夠取、抓松的動(dòng)作,后在鏡像工具的輔助下盡量模仿[19]。王春苑等[20]將鏡像療法結(jié)合動(dòng)作觀察,對(duì)81位腦卒中病人進(jìn)行隨機(jī)分組試驗(yàn),16周試驗(yàn)結(jié)束后治療組病人較對(duì)照組Fugl-Meyer上肢部分功能評(píng)分(FMA)及改良Barthel 指數(shù)(MBI)均有大幅提升。曾明等[21]在鏡像聯(lián)合動(dòng)作觀察的臨床研究中,觀察組較對(duì)照組體感誘發(fā)電位中的N9、N20的潛伏期縮短及波幅增大。侯紅等[22]利用鏡像療法結(jié)合運(yùn)動(dòng)想象治療腦卒中病人,6周后治療組包括偏癱上肢功能測(cè)試-香港版及MBI評(píng)分有大幅提升,表示治療后病人上肢運(yùn)動(dòng)功能及日常生活能力顯著提升。國(guó)內(nèi)也有學(xué)者將一般任務(wù)包括抓球、握球、持杯的導(dǎo)向活動(dòng),及活動(dòng)分析法與鏡像療法聯(lián)合,同樣也對(duì)偏癱病人上肢運(yùn)動(dòng)功能及基礎(chǔ)的日常生活能力有較大改善作用[23-24]。美國(guó)作業(yè)治療師也將任務(wù)導(dǎo)向作業(yè)活動(dòng)聯(lián)合鏡像療法應(yīng)用于腦卒中病人,治療后所有病人上肢功能與作業(yè)表現(xiàn)均有改善[25]。

除了與康復(fù)技術(shù)聯(lián)合應(yīng)用,物理因子與鏡像療法的聯(lián)合療法也是國(guó)內(nèi)外研究的熱門方向且行之有效。Kim等[14]在病人健患側(cè)均貼有表面電極接收器,當(dāng)進(jìn)行規(guī)定動(dòng)作時(shí),只要收集到的健側(cè)表面肌電信號(hào)超過設(shè)定的閾值即會(huì)給予患側(cè)5 s的電刺激,治療后試驗(yàn)組的患側(cè)肌力、主動(dòng)關(guān)節(jié)活動(dòng)度及日常生活能力均有大幅提升,但患側(cè)痙攣狀況未有減輕。Lin等[12]改良了鏡像工具,采用網(wǎng)格手套給予功能性電刺激,尤其針對(duì)病人痙攣程度給予不同強(qiáng)度及時(shí)間量的功能性電刺激,結(jié)果顯示病人患側(cè)不僅運(yùn)動(dòng)能力、日常生活能力提升,而且痙攣程度也有減輕。姚淑英等[26]將肌電生物反饋與鏡像療法連用,對(duì)于BrunnstromⅠ期病人采用神經(jīng)肌肉電刺激模式,對(duì)于BrunnstromⅡ期及以上病人采取肌電觸發(fā)電刺激模式,在肌電生物反饋儀語(yǔ)音提示下,健側(cè)主動(dòng)完成,患側(cè)在電刺激下完成,共同完成伸腕、伸指等動(dòng)作,治療結(jié)束后,鏡像聯(lián)合肌電生物反饋組的Fugl-Meyer 運(yùn)動(dòng)功能評(píng)分、功能獨(dú)立性評(píng)分、患側(cè)腕關(guān)節(jié)背伸主動(dòng)關(guān)節(jié)活動(dòng)度、患側(cè)前臂伸肌群主要是伸腕、伸指肌群相關(guān)肌電積分較治療前及常規(guī)訓(xùn)練組治療后均有顯著提升。但表面肌電信號(hào)較弱,容易受干擾,依賴后期信號(hào)處理,所以急需進(jìn)行技術(shù)的革新。Kim等[27]對(duì)病程短于3個(gè)月的腦卒中病人進(jìn)行高頻重復(fù)經(jīng)顱磁刺激聯(lián)合任務(wù)導(dǎo)向鏡像療法,發(fā)現(xiàn)病人訓(xùn)練后捏、握等精細(xì)動(dòng)作均有顯著改善。

與動(dòng)作觀察、運(yùn)動(dòng)想象、任務(wù)導(dǎo)向、活動(dòng)分析等鏡像聯(lián)合療法相比,功能性電刺激與肌電生物反饋更能實(shí)現(xiàn)雙側(cè)運(yùn)動(dòng)的同步性,增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)感,同時(shí)降低了試驗(yàn)的入選標(biāo)準(zhǔn),對(duì)于遲緩期的腦卒中病人也同樣適用。而重復(fù)性經(jīng)顱刺激更具有中樞介導(dǎo)、特定功能區(qū)激活的優(yōu)勢(shì),可針對(duì)性解決特定功能障礙。今后類似于肌電信號(hào)、FMRI、腦電圖、體感誘發(fā)電位等檢測(cè)方法需要更多地被應(yīng)用于鏡像療法領(lǐng)域,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)病人實(shí)際內(nèi)在變化的動(dòng)態(tài)監(jiān)控、治療方案的實(shí)時(shí)調(diào)整。但大部分的研究表明鏡像療法對(duì)上肢遠(yuǎn)端功能改善明顯,對(duì)減輕痙攣能力有限。

4 討論與展望

盡管鏡像療法應(yīng)用已有23年久,但仍然有許多局限和未知等待著我們?nèi)ソ鉀Q與發(fā)現(xiàn)。從治療角度講,對(duì)于雙側(cè)癱的病人,無法使用現(xiàn)在的鏡像工具去幫助他們,或許將來虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的再發(fā)展可以幫助我們降低病人入選標(biāo)準(zhǔn)。未來減重鏡像工具的設(shè)計(jì)和應(yīng)用對(duì)腦卒中病人早期-軟癱期病人的康復(fù)進(jìn)程推進(jìn)可能有較大的影響,因?yàn)槠c早期病人肌力較弱,并不能很好地完成指令動(dòng)作。外國(guó)學(xué)者證實(shí)鏡像療法用于腦卒中后遺癥期，作為腦卒中病人家庭訓(xùn)練也可以很好地提高偏癱病人上肢運(yùn)動(dòng)功能,但國(guó)內(nèi)僅有少數(shù)該方面研究[28-29]。目前鏡像療法局限于對(duì)腦卒中上肢功能促進(jìn)的研究,未來是否可向偏癱病人下肢、軀干、口面部等進(jìn)行延伸研究,或許對(duì)周圍神經(jīng)損傷病人也有臨床應(yīng)用價(jià)值。因?yàn)橛袌?bào)道發(fā)現(xiàn)，在臂叢神經(jīng)受損病人康復(fù)過程中，應(yīng)用鏡像療法結(jié)合肌電生物反饋改善了病人手功能。

標(biāo)準(zhǔn)化的操作流程尚未建立,不同操作者對(duì)指令動(dòng)作有不同的分解方式,又或者經(jīng)驗(yàn)淺的操作者不能很好地處理病人個(gè)別化的功能狀況。國(guó)外有報(bào)道顯示:鏡像聯(lián)合常規(guī)治療,其中鏡像療法所用時(shí)長(zhǎng)需大于常規(guī)療法才能產(chǎn)生更好的治療效應(yīng),且長(zhǎng)時(shí)長(zhǎng)的鏡像療法不比短時(shí)長(zhǎng)的鏡像療法獲得更佳的功能提升[30]。那么鏡像療法聯(lián)合常規(guī)療法或單獨(dú)應(yīng)用鏡像療法中,如何配比治療時(shí)間、正常一次鏡像治療產(chǎn)生治療效應(yīng)的最短時(shí)長(zhǎng)、治療效應(yīng)達(dá)頂峰的時(shí)長(zhǎng)、何種特定的動(dòng)作刺激對(duì)鏡像神經(jīng)元激活程度高亟待被發(fā)掘統(tǒng)一。

此外，雖然肌電生物反饋、重復(fù)經(jīng)顱磁刺激、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)聯(lián)合鏡像療法被反復(fù)驗(yàn)證,能很好突破一般聯(lián)合療法的瓶頸,同時(shí)外骨骼機(jī)器人聯(lián)合鏡像療法能實(shí)現(xiàn)雙側(cè)同步化活動(dòng),將視覺輸入與本體感覺輸入同時(shí)進(jìn)行,具有比一般單純鏡像更好的治療效應(yīng),但由于這些輔助工具相對(duì)價(jià)格較高,在臨床上大面積推廣可能尚有較大難度。因此,鏡像療法輔助工具的革新更是需要首先解決的問題,能否找到一種價(jià)格相對(duì)低廉、易于臨床大面積推廣的智能化鏡像輔助工具便是其中關(guān)鍵。

綜上所述,本文初步介紹了鏡像神經(jīng)元療法的理論及相關(guān)研究進(jìn)展,以期獲得康復(fù)同道關(guān)注,從而更好地指導(dǎo)臨床康復(fù)工作。