汪娟,崔靜,丁蕾,顧慧蓓,李婷
1. 上海市楊浦區(qū)市東醫(yī)院神經內二科,上海200433;2. 上海市楊浦區(qū)市東醫(yī)院重癥醫(yī)學科,上海200433
腦卒中又稱腦血管意外,是急性腦血管疾病引起的局部腦功能障礙征,具有高發(fā)病率、高致死率、高致殘率及高復發(fā)率等特點。腦卒中好發(fā)于50 歲以上人群,主要臨床表現以猝然暈倒、半身不遂、偏癱、口眼歪斜、偏盲與語言障礙等[1]。隨著近年來醫(yī)療技術不斷進步,死亡率逐年下降,但由此導致的腦卒中各種功能障礙的患者數量不斷增多,如運動障礙、語言障礙及吞咽障礙等[2]。因此,促進老年腦卒中后各項功能障礙康復仍是一個亟待解決的公共衛(wèi)生問題。
既往研究[3]表明,當患者罹患腦卒中時降低了受傷的缺血運動皮層的皮質興奮性,而對側運動皮層興奮性則得以增加,由此對側皮質產生對缺血皮質具有經胼胝體半球間抑制作用。1 項基礎實驗研究[4]表明,腦部缺血后會誘導新的樹突和軸突生長,主要在病灶周圍皮層。腦卒中后3 d 可檢測到促進突觸形成的生長因子信號,并在腦卒中后7~14 d 達到峰值。另研究[5-6]表明,在小鼠中風后的13 d內,對中風側肢體的刺激會在同側皮層產生活動,表明對完整半球的感覺輸入發(fā)生了重組。卒中后12 周,活動轉移到受損半球,剩余的病灶周圍皮層承擔受損大腦的功能。在這個過程中,受損大腦的功能遷移到其他未受損的大腦區(qū)域。此外,隨著腦水腫減輕和缺血半暗區(qū)部分再灌注后逐漸好轉,隨后幾周大腦可塑性和皮層重組能力增加。因此,如何在有限的治療窗口刺激大腦皮層興奮性是增強自發(fā)性大腦可塑性及恢復腦卒中患者功能障礙的重要方式。
非侵入腦刺激(non-invasive brain stimulation,NIBS)作為當前的新模式的腦刺激的方法之一,主要通過電磁場誘導電流刺激,誘導特異性大腦神經功能變化,從而具有調節(jié)大腦皮層興奮性的能力[7]。目前通過多年研究已證實,NIBS 在有限的時間內可最大化的加速康復效果,但尚未有文獻報道NIBS對老年腦卒中相關并發(fā)癥障礙的相關機制和臨床研究進行總結。因此,本課題小組總結NIBS 對腦卒中功能障礙的相關機制,以期為早期NIBS 康復護理干預策略實施及其安全性和有效性方面提供相關證據。
1.1 老年腦卒中運動功能障礙非侵入腦刺激的作用機制 運動功能障礙作為腦卒中最常見的并發(fā)癥之一,約1/3 的腦卒中患者在急性發(fā)作期出現運動功能障礙,主要癥狀包括偏癱、共濟失調及痙攣等,給家庭及社會帶來巨大精神壓力和經濟負擔[8]。目前,rTMS 和tDCS 作為NIBS 主要形式,被廣泛運用于腦卒中運動功能障礙康復中。其中,rTMS 治療腦卒中運動障礙的機制在于[9]:(1)基于半球交互抑制作用原理可對腦卒中患者的大腦運動前皮質區(qū)域進行有效刺激,顯著提升大腦皮質的運動性和興奮性,有助于改善患者的運動功能,緩解運動障礙癥狀。(2)rTMS 可通過長時程增強(LTP)和長時程抑制(LTD)作用以增強大腦可塑性,高頻rTMS(5 Hz)誘發(fā)LTP,激活運動皮質興奮性;而低頻rTMS(1 Hz) 誘發(fā)LTD 抑制運動皮質興奮,2 者相互作用可利于恢復腦卒中運動功能。但rTMS 促進腦卒中運動功能障礙患者康復的詳細機制尚未完全明確,尚待探索。tDCS 治療機制[10]:(1)通過改變膜電位極性tDCS通過電流刺激產生神經動作電位,誘導神經元膜的靜息電位發(fā)生變化,并通過調節(jié)靜息膜電位和改變自發(fā)放電速率來誘導其可塑性。tDCS 陽極刺激可引起去極化,即增加運動皮層興奮性,而陰極刺激可引起神經元膜電位超極化,即減少運動皮層興奮性。因此,膜電位極化的改變可作為腦卒中后運動功能障礙患者發(fā)揮即刻作用的主要機制。(2)tDCS 通過調節(jié)突觸可塑性而影響腦卒中患者的運動功能,不同于tDCS 刺激后的即刻作用,運動皮層內突觸活性變化是引起tDCS 后效應的主要機制。
1.2 老年腦卒中運動功能障礙非侵入腦刺激的臨床康復策略俞風云等[11]隨機選取42 例老年腦卒中運動障礙患者,分為外周磁刺激組和經顱磁刺激組,干預前后采用上肢Fugl-Meyer 評分、改良Barthel 指數、改良Ashworth 量表、簡易智力狀態(tài)檢查量表及雙側皮質靜息運動閾值測定進行相關指標的評估,發(fā)現干預后rTMS 更能促進腦卒中后中重度上肢運動功能障礙患者上肢功能的恢復和日常生活活動能力的提高。鄭嬋娟等[12]將96 例老年腦卒中患者隨機分為觀察組(a-tDCS)( =49)和對照組(a-tDCS 假刺激)( =47),治療后采用上肢Fugl-Meyer運動功能評定量表(FMA-UE)、WMFT 評定量表(WMFT)、改良Barthel 指數量表(MBI)及Brunnstrom 評定量表對患者進行評定,發(fā)現陽極tDCS有助于腦卒中恢復期上肢及手部功能恢復。肖群等[13]選取70 例老年腦卒中患者作為研究對象,觀察組采用協同護理模式,對干預前后的平衡功能及日常生活活動能力進行觀察,結果顯示,協同模式可有助于患者恢復運動功能狀態(tài)及日常生活活動能力。因此,rTMS 和tDC 通過其作用機制刺激神經動作電位以達到改善運動功能障礙的效果。
2.1 老年腦卒中言語障礙非侵入腦刺激的作用機制 言語障礙作為腦卒中功能障礙主要癥狀之一,據相關統計,21%~38%急性腦卒中罹患言語障礙,嚴重影響患者重新融入社會的能力[14]。其中,腦卒中后0~3月是神經生理修復和語言功能皮層重組的重要過程,因此康復治療中應及時把握自我神經的可塑性關鍵時間。既往證據[15]表明,正常情況下左半球作為主導語言網絡的動態(tài)改變,對病變周圍區(qū)域激活的改變可以預測慢性失語癥患者的治療反應。另一方面,言語功能的腦功能定位一般認為與布羅卡氏區(qū)(Broca)區(qū)有重合,即左側半球第三額回,它主管語言訊息的處理和話語的產生。與韋尼克區(qū)(Wernicke's area)共同形成語言系統。布羅卡氏區(qū)與韋尼克區(qū)通常位于腦部的優(yōu)勢半腦(通常位于左側)[16]。
研究[17]顯示,非侵入性腦刺激技術可促進損傷區(qū)和對損傷區(qū)恢復,同時可試圖阻斷右后額下回的同位區(qū)域,以讓抑制的右額下回(三角形部分)得到解除。其中,采用低頻rTMS 刺激老年腦卒中后言語障礙患者的右側半球Broca 鏡像區(qū),可降低右側半球Broca 鏡像區(qū)的興奮性,使其對左側半球Broca 區(qū)抑制功能消除,促使雙側大腦半球的興奮性恢復至平衡狀態(tài),利于語言功能網絡重建,從而促使患者言語功能恢復[18]。因此,rTMS 治療言語障礙的機制在于優(yōu)勢半球通過胼胝體抑制非優(yōu)勢半球,反之非優(yōu)勢半球對優(yōu)勢半球也有一定的影響,從而達到1 種動態(tài)平衡。tDCS則提供了1 個穩(wěn)定的低強度電流流動之間的正電極和負電極之間的皮質目標區(qū)域。tDCS 可通過改變皮質神經元靜息膜電位的極性來增加皮質神經元的興奮性,從而增加去極化的機會。陰極刺激的作用可下調受傷半球中過度活躍的抑制性皮層中間神經元。研究[19]表明,通過陽極或興奮性tDCS 刺激對位(右側)額顳區(qū)或完好的左側額下回和病灶周圍區(qū)域的部分,從而改善言語運動輸出。
2.2 老年腦卒中言語障礙非侵入腦刺激的臨床康復策略 由麗等[20]認為rTMS 可通過興奮或抑制神經元功能以調控局部或全腦的網絡,以促進腦功能的自我重塑。選取44 例老年腦卒中言語失用患者作為觀察對象,主要采取1 Hz 的rTMS 在右側Broca 同源區(qū),以言語失用評定標準以及西方失語成套測驗(WAB)作為評定指標,干預后可顯著改善腦卒中后言語失用的言語功能。潘巍一等[21]將96 例老年腦卒中后運動性失語患者分為觀察組和對照組,觀察組采用tDCS,治療后進行語言功能評分、波士頓診斷性失語癥檢查量表評分、功能性言語溝通能力評分等,發(fā)現tDCS 更有利于患者語言功能恢復。韋增瓊等[22]對40 例老年腦卒中語言功能障礙患者根據患者自身具體情況,辯證施護的開展相關護理干預,內容主要包括情志護理、音樂康復、發(fā)音訓練、針對性訓練及社會支持護理,干預后對自發(fā)語言、聽理解、復述與命名等數據進行評價,結果顯示辯證施護可有效促進腦卒中后語言功能恢復。
3.1 老年腦卒中吞咽障礙非侵入腦刺激的的作用機制 腦卒中后吞咽障礙(post stroke dysphagia, PSD)作為老年腦卒中常見功能障礙之一,主要受5 對腦神經和部分中樞神經系統參與控制,不僅影響患者的生理狀態(tài),還影響其社會和心理狀態(tài)。吞咽系統中樞位于雙側大腦半球,受大腦半球皮質調控,當調控失衡時,多表現為半球間不對稱性[23]。研究[24]表明,吞咽功能主要受優(yōu)勢半球的影響,當非優(yōu)勢半球受損時,患者的吞咽障礙一般可在短時間內自行恢復,而優(yōu)勢半球病變患者可能會遺留長時間的吞咽障礙。因此,吞咽功能恢復治療機制多依賴于調節(jié)非優(yōu)勢半球興奮性,抑制優(yōu)勢半球興奮性。
高頻rTMS 可刺激吞咽功能的非優(yōu)勢半球引起皮層興奮性增高,從而促進吞咽功能的恢復。此外,提高受損側皮質延髓束興奮性也是改善吞咽功能障礙的機制之一。tDCS則主要通過弱電刺激對大腦皮質神經元活動進行調節(jié),陽極使靜息膜電位去極化增加皮質興奮性,而陰極使靜息膜電位超極化降低皮質興奮性。有學者[25]采用陽極刺激健側半球的C3 與T3(或C4 與T4)的中點(國際腦電圖10-20系統定位), 此區(qū)域包括初級感覺運動皮質和前運動區(qū), 結果顯示可刺激老年腦卒中后吞咽運動皮質,從而利于恢復吞咽障礙恢復。
3.2 老年腦卒中吞咽障礙非侵入腦刺激的臨床康復策略 王瞳等[26]通過觀察rTMS 作用雙側、健側和患側大腦半球吞咽皮質,代表對老年腦卒中PSD 的影響,干預后發(fā)現5.0 Hz 高頻rTMS 刺激可有效改善老年腦卒中PSD 患者的吞咽功能,其中刺激雙側時效果顯著。朱婷婷等[27]對45 例老年腦卒中吞咽功能障礙患者采用集束化護理觀察,對日常生活能力、神經功能、吞咽功能及生活質量進行評估。結果表明,采用集束化不僅可改善患者的吞咽功能,還可提高其康復質量,從而提高患者的日常生活功能。
4.1 老年腦卒中吞咽障礙非侵入腦刺激的的作用機制 認知障礙作為腦卒中常見功能障礙之一,主要表現為記憶力、注意力、執(zhí)行力和社會行為障礙。據Nakajima 等[28]的國外調查研究顯示,腦損傷后慢性期最常見的認知癥狀表現為記憶障礙(90%)、注意力障礙(82%)和執(zhí)行功能障礙(75%)。
近年來,NIBS 被廣泛用來治療腦卒中人群認知功能。NIBS 技術主要使用電和(/或)磁以非侵入的方式誘導潛在大腦皮層的興奮性變化,并潛在地誘導長期的神經可塑性變化。rTMS 和tDCS 對大腦皮層有不同的作用機制。rTMS通過不同經顱磁刺激頻率可調節(jié)兩側大腦半球興奮性,重新構建左右大腦半球間競爭性抑制平衡模式。此外,可調節(jié)興奮性突觸后電位,增加神經可塑性,可有效促進認知功能恢復[29]。馬將等[30]運用“大腦半球間抑制理論”和“認知儲備”等理論,發(fā)現采用rTMS 可在神經病理/損傷時使認知功能最大化,增強神經可塑性,從而改善認知功能。tDCS 可調節(jié)各腦區(qū)皮層的興奮性,以促進受損區(qū)域功能重建,構建新的神經環(huán)路,重塑中樞神經突觸,從而促進腦卒中認知障礙恢復。
4.2 老年腦卒中吞咽障礙非侵入腦刺激的的臨床康復策略余果等[31]在腦卒中認知障礙患者治療前后采用蒙特利爾認知功能評測量表(MoCA)、改良Barthel 指數(MBI)及事件相關電位P300 等對相關指標進行評價,發(fā)現采用tDCS刺激后可有效提高腦卒中認知障礙患者的認知功能和ADL能力。反饋式早期康復護理是1 種新型的護理方式,主要內容有把患者的反饋和要求以及對患者早期康復護理的重點貫穿到患者恢復過程中的各個時間點,同時對患者進行心理和軀體的康復干預以及認知功能訓練。林碧清等[32]對80 例老年腦卒中認知障礙患者采用反饋式早期康復護理,采用MMSE 評分(簡易智力神經狀態(tài)檢查量表評分)觀察認知功能,結果發(fā)現,反饋式早期康復護理可有效改善老年腦卒中患者的認知功能。
綜上,目前臨床中多以NIBS 作為老年腦卒中腦刺激康復的方法之一,NIBS 主要通過電磁場誘導電流刺激誘導特異性大腦神經功能變化,從而具有調節(jié)大腦皮層興奮性的能力。其中rTMS 和tDCS 為代表方法,通過特有頻率的腦刺激以改善老年腦卒中患者的運動障礙、言語障礙、吞咽障礙及認知障礙等。但限于種種因素,尚未對損傷部位的電流密度分布、腦卒中腦刺激干預最佳時機、腦刺激是否應與行為治療相結合、是否應刺激多個腦部位等問題進行探索,這些問題都值得研究。