经颅磁刺激用于卒中患者手功能恢复的研究进展
(综述节选 2017)
在卒中慢性期，处于失衡状态是患侧大脑半球的皮质运动区功能重组的障碍之一。因此，若达到促进卒中患者手功能恢复的目的，一方面需增加脑受损区的兴奋性及降低神经传导的刺激阈值；另一方面需改善脑梗死后两侧大脑半球间的相互抑制，促进大脑功能的平衡。经颅磁刺激（TMS）是一种神经电生理技术，能够利用一定强度的时变磁场，在脑内诱发感应电流，刺激可兴奋组织并影响脑内代谢过程，从而影响相应神经细胞的功能。重复经颅磁刺激（rTMS）发展于TMS基础上，可影响大脑皮质的兴奋性，低频rTMS（≤1Ｈz）降低神经细胞的兴奋性，对大脑皮质有抑制作用，高频rTMS（＞1Ｈz）增加神经细胞的兴奋性，可对大脑皮质产生兴奋作用。
1.TMS对手功能预后的评价指标
大脑皮质接受rTMS后，可在相应靶肌记录到复杂的兴奋或抑制波形，其波形的形状取决于刺激的强度、频率及受刺激皮质的兴奋性。近年来，TMS作为一种客观的评价运动神经传导功能的方法应用于卒中手功能的预后评估，常用的评价指标如下。
1.1 运动诱发电位
运动诱发电位（MEP）是指用rTMS分别作用于头部初级运动皮质（Ｍ1）区，在拇短展肌表面电极记录得到的运动诱发电位，检查运动神经从皮质到肌肉的传递，传导通路的完整性。用于评价卒中的指标有：（１）潜伏期；（２）中枢运动传导时间（CMCT）；（３）波幅；（４）刺激阈值。异常判断标准包括：（１）MEP潜伏期延长；（２）中枢运动传导时间延长；（３）刺激皮质时未引出MEP；（４）波幅较健侧下降50％ ；（５）波形异常：包括波形增宽、低平或出现双峰波或多相波；（６）阈值升高。符合以上任意一项即可以判断为MEP的波形异常。卒中患者可以表现为各项指标均在正常范围，也可以表现为上述判断标准中的一项或数项异常。MEP的异常程度与临床症状、病情轻重与MEP异常程度呈正相关。总之，诱发电位作为一种神经电生理学检查方法，具有灵敏度高变化与病理改变相平行、先于临床体征变化的优势，能够为卒中损伤程度及预后评估、治疗方案选择及疗效评定提供相对客观的指标。
1.2CMCT
中枢运动传导时间(CMCT)是从脑皮质到脊髓前角运动神经细胞的传导时间，可由皮质到靶肌传导时间减去周围运动神经传导时间计算。由于其去除了脊髓到肌肉的传导时间，能更精确地反映从大脑皮质到脊髓前角的传导时间，相对于MEP潜伏期来说，可更好地反映卒中患者中枢运动功能变化情况。轻度瘫痪患者CMCT5可能正常，中、重度瘫痪患者的程度越重，CMCT延长越明显，甚至出现波形消失。CMCT与患者的卒中的严重程度成正比，且对卒中患者的预后有一定的预测作用。
1.3 运动阈值
运动阈值（MT）是指在连续10次刺激中，至少有5次引出MEP的波幅＞50μV所需的最小刺激强度。MT检测主要用于评价皮质脊髓束的兴奋性。一般来说，卒中严重患者的MT较正常人高。
2. rTMS对卒中患者手功能的影响
2.1 高频rTMS对手功能的治疗
高频rTMS刺激患侧Ｍ1区可增强患侧运动皮质功能的兴奋性，缓解卒中后患侧原有皮质功能抑制状态。已有研究表明，增强脑梗死患者受损半球Ｍ1区的兴奋性，用高频（3～20Ｈｚ）rTMS对可以增强患侧手的运动活动。Ameli等用10Hz的rTMS对16例卒中患者的受损侧半球Ｍ1区进行治疗，观察患侧手的运动功能改善情况。结果有11例患者受损侧的Ｍ1区神经活动增强，通过患侧食指敲击试验，显示患侧手的灵巧性得到改善。Winters等对15例脑梗死患者患侧Ｍ1区分别给予10Hz的rTMS刺激和假刺激10分钟/次，1次／天，每次治疗即刻及治疗后10天，嘱患者偏瘫侧手指做连续对指运动，用运动准确性、运动时间、MEP波幅判定干预前后患者行为和运动皮质兴奋性的变化。结果发现，高频rTMS组的MEP波幅显著高于正常刺激组，并且波幅的变化与运动执行准确性的提高呈正相关。对卒中恢复期或后遗症期患者，在受损皮质区应用高频rTMS激活代偿通路，可引起与功能康复相关的变化。皮质功能重组首先出现在病变周围完整脑组织中，随后出现在同侧或对侧远隔皮质或皮质下结构中。现在同侧或对侧远隔皮质或皮质下结构中。在卒中亚急性期（卒中后72ｈ至1个月），Hayward和Brauer用3Hz高频rTMS联合物理治疗及作业治疗，根据上肢测试和最大抓握力两项运动行为学评估，上肢和手部的运动功能有显著改善。但大面积脑梗死患者的运动功能却不能通过高频rTMS治疗得到明显的改善。表明刺激部位残存的神经细胞及神经功能的存在是rTMS治疗发生作用的必要条件。
2.2 低频rTMS对卒中手功能的治疗
低频rTMS刺激脑梗死患者健侧Ｍ1区，可降低健侧运动皮质功能的兴奋性，减弱健侧半球对患侧半球的抑制，使双侧半球皮质兴奋性趋于平衡。在一项随机对照试验中，Takeuchi等给予20例轻度偏瘫患者健侧运动皮质1Ｈz低频rTMS 25min，患侧手部运动的功能短期得到改善（改善时间＜30min）。有学者使用1Hz，100％ MT,1200次脉冲的低频rTMS刺激15例轻中度卒中患者的健侧大脑半球运动皮质，发现低频rTMS可显著改善患者手部运动功能，而且效能可以持续至rTMS治疗后2周。Nowak等用1Ｈz rTMS对15例大脑中动脉闭塞的卒中患者进行治疗，在健侧Ｍ1区进行刺激，时间10 min／次，1次／d。行为学结果显示，rTMS应用于健侧Ｍ1区，提高了手指运动功能和患侧手抓握能力。功能性核磁MRI显示，rTMS作用于健侧Ｍ1区，使健侧Ｍ1区和非主要运动区的过度兴奋降低。故对健侧Ｍ1区进行rTMS治疗，可能使卒中后皮质运动网络的神经激活。神经影像可被用来识别网络结构的特征，特别是识别使用rTMS时神经调节的易感性。
3.TMS对手指的神经
3.1 TMS对卒中后手指力量的神经调控
利用TMS研究手指活动，有助于认识神经系统对运动功能的调节机制以及对复杂运动和技巧运动的控制过程。TMS对手部小肌肉活动的影响受到广泛的重视。在研究中发现，当TMS刺激Ｍ1区手部支配区域时，对侧手指力量输出幅度会发生变化，MEP的幅度也发生改变。有研究者用TM刺激Ｍ1区的支配手活动区域，分别研究运动想象、食指最大力量输出想象、4个手指同时输出最大力量的运动想象3种情况，对侧指浅屈肌的MEP、各手指的力量输出同时被记录；结果表明，运动想象中MEP增强、MT降低，运动想象使皮质运动区域兴奋增强，TMS使手指力量输出增强。Liepert等的研究发现，单侧手指输出低强度力量时，会通过抑制同侧运动皮质控制对侧相应手指肌肉活动的神经活动。以TMS为研究手段，检测TMS引起的手指力量的变化，可以更好地了解中枢神经系统对手指力量控制的机制。
3.2 TMS对手指活动模式的神经调控
国外已有学者开始运用TMS技术进行手指活动模式及其神经调控方面的科研工作。Latash等研究显示，各手指并非一个独立的力量控制单元，在共同完成指定任务时，各手指间存在很强的相互作用，如当一个人用单个手指按压物体时，实际上其余手指也是会有力量输出。此外，在多手指输出最大总和力量时，个体手指的力量总是小于其最大自主收缩力。因此，分配到个体手指的力量与参与作用的手指数目成反比。随后，在进一步的研究中， Li进行了多手指力量输出过程中个体手指力量感知的研究，受试者通过指尖向下压传感器，手部的屈肌发生收缩而输出力量，受试者用不同的手指组合方式输出指力，经过短暂休息后，通过记忆在没有视觉反馈的条件下，重复输出食指（或小指）之前的作用力。试验结果显示，食指重复输出的指力和之前的作用力无明显差异，与同时作用的手指数目无关；而在3个手指（中指、无名指和小指）或4个手指同时作用时，小指重复输出的指力明显大于之前的作用力；在无名指和小指同时作用时，却不存在这种差异。该结果显示，在多手指力量输出试验中，食指的指力比小指的指力能更为准确地被机体感知。由此推断中枢神经系统能够对下行运动命令起到向食指分配和引导的作用。
4.小结
TMS已成为卒中手功能康复很重要的治疗手段，需通过fMRI(功能性核磁)作为疗效观察依据。因为fMRI既可显示卒中后皮质网络受到干扰而出现的病理生理改变，也可用于观察神经调控技术干预后的改变。然而，也有诸多研究者认为，TMS与传统的运动训练相比较，未显示额外的治疗效果。分析主要原因为卒中后脑功能重组是一个动态的过程，患者个体之间存在差异，主要受损部位、发病时间、运动区损伤严重程度及发病前状态等因素的影响。因此，应该制定个体化的rTMS的治疗方案，这些方案应包括刺激的位置、强度及密度。
（来源：中国脑血管病杂志 2017年第14卷第6期:332～336；本网节选）