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临床文献

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重复经颅磁刺激治疗急性缺血性脑卒中上肢运动障碍研究进展

急性缺血性脑卒中(acute ischemic stroke, AIS)最常见的后遗症为肢体运动障碍,包括早期迟缓性肢体偏瘫和中晚期痉挛性肢体偏瘫。多数AIS偏瘫患者的下肢运动障碍恢复速度较上肢快,经过一般康复锻炼治疗后可逐渐下地行走;而上肢功能恢复较慢,其中约50%的AIS患者在发病4年后仍存在上肢运动障碍,严重影响生活质量。常规的上肢康复锻炼主要通过运动代偿建立肢体的运动功能,但会导致关节慢性疼痛、肌肉功能受限及手臂异常运动模式等问题。因此,运动功能恢复的康复方案成为近年来许多神经科学领域的热点。重复经颅磁刺激(rTMS)是一种通过在患者头部放置线圈,施加不同频率的脉冲,在线圈与大脑皮层之间形成电流,激活皮质锥体细胞并诱导运动神经元放电,通过神经可塑性及降低半球间抑制,使肢体运动功能恢复的重要治疗方案。尽管目前针对rTMS治疗AIS偏瘫的随机对照试验逐渐增多,但由于rTMS的治疗方案,包括rTMS类型、疗程次数、周期、治疗时间等尚未形成统一标准,该技术仍未得到脑卒中领域专家的推荐,也未被纳入脑卒中治疗指南。本文结合国内外rTMS研究进展,系统梳理rTMS治疗AIS上肢运动障碍的方案,以期为临床医师在AIS患者康复中更科学、合理地应用rTMS提供参考。

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一、rTMS治疗运动障碍的机制 


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rTMS治疗运动障碍的机制尚未完全阐明,目前普遍认为长时程增强(LTP)和长时程抑制(LTD)是改善AIS患者神经可塑性的基础。低频rTMS(≤1Hz)诱导突触间γ-氨基丁酸(GABA)受体的激活引发 LTD 效应;高频rTMS(≥5Hz)诱导N-甲基-D-天门冬氨酸(NMDA)受体和α-氨基-3-羟基-5-甲基-4-异恶唑丁酸(AMPA)受体的激活引发LTP效应。早期研究认为,AIS导致肢体运动功能障碍的主要原因是皮质脊髓束的中断或兴奋性降低和健侧半球通过胼胝体抑制患者半球运动区的功能(半球间抑制模型),前者表现为运动诱发电位(MEP)的缺失、振幅降低和静息/活动运动阈值增加;后者表现为反应半球间抑制(IHI)的MEP后静默期时间延长。低频重复经颅磁刺激(LF-rTMS)和间歇θ脉冲刺激(iTBS)可以增加皮层初级运动区(M1)的MEP振幅,显著降低IHI后的静默期时间;高频重复经颅磁刺激(HF-rTMS)

和持续性θ脉冲刺激(cTBS)则可提高患者半球皮质M1的兴奋性。但研究发现,基于半球间抑制模型的rTMS治疗AIS的效果一致性较低,究其原因主要为,以上模型未考虑大脑剩余网络的作用。基于此,提出的双相平衡恢复模型引入了结构保留度的概念,此模型认为结构保留度较高,则半球竞争模型更能预测恢复;结构保留度较低,则代偿模型更占优势。虽然基于双相平衡恢复模型在理论解释上更加合理,但目前大多数rTMS研究仍基于半球间抑制模型。因此,rTMS治疗AIS运动障碍的机制有待进一步研究。


二、rTMS治疗AIS上肢运动障碍


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1、rTMS治疗方案刺激点的定位

大多数有关AIS上肢运动障碍患者rTMS的研究均使用手运动热点作为刺激定位点。然而,当AIS导致上肢严重偏瘫时,在患侧常无法诱发可靠的MEP,功能磁共振(fMRI)检测手运动热点同样存在困难。一些研究采用健侧半球手运动热点区对应的患者半球镜像位置作为刺激点,或以磁共振手运动区的体表对应位置作为刺激点;进一步的研究将功能性近红外光谱为MEP引导无法定位热点的患者提供目标刺激点定位,同时也利用静息态fMRI感觉运动网络峰值激活点作为潜在刺激靶点,以提高定位准确性。另有研究提出,通过将患者的MRI 图像作为立体定向导航基础,结合电场建模追踪与恢复相关的皮层激活变化,以密切监测潜在的重新映射,实时确定磁线圈位置及其与患者立体定向坐标和目标区域的关系,进一步提高定位准确性。目前的刺激点定位方法或操作简便但准确性有限,或精度较高但流程复杂、临床实用性不足。因此,未来仍需进一步探索更为科学、简便且易于临床推广的定位方法。

2、rTMS治疗最佳时间及最佳次数

rTMS治疗AIS上肢运动障碍的最佳时间及最佳次数目前尚无定论。研究发现,发病1周内开始抑制性LF-rTMS可以显著改善患者上肢运动功能,而对6个月后AIS偏瘫患者上肢功能恢复效果不佳。兴奋性rTMS(iTBS和HF-rTMS)对3个月内上肢运动功能、手部力量及手灵活性的改善较为显著,而3个月后仅能改善手部力量和手灵活性。另外,HF-rTMS、iTBS和LF-rTMS均能改善3个月内上肢肌力、肌肉协同功能,而3个月后改善能力明显变差。因此,AIS患者应在病情稳定后尽早行rTMS治疗。多数rTMS的治疗持续周期常为2周进行10次rTMS。但有研究发现,20次rTMS方案是治疗AIS患者上肢功能恢复的最佳治疗次数,但该研究样本量较小,后续需更大的样本以确定最佳治疗次数。

3、AIS早期上肢运动障碍的rTMS治疗方案

AIS上肢运动障碍包括早期迟缓性瘫痪和中晚期痉挛性瘫痪,其治疗方案存在差异。对于迟缓性瘫痪,基于半球间抑制模型和双峰平衡恢复模型理论,rTMS刺激点多为M1区,常用的治疗方案包括健侧大脑半球的 LF-rTMS或iTBS刺激方案、患侧大脑半球的HF-rTMS 或cTBS刺激方案。对于MEP良好的患者,可尝试通过HF-rTMS促进受损大脑半球的兴奋性,或者通过LF-rTMS抑制未受损大脑半球的兴奋性,以间接促进受损大脑半球的功能恢复。对于MEP不良患者,可能需要通过HF-rTMS直接促进未受损大脑半球的兴奋性,以增强其补偿功能。然而,LF-rTMS方案常以≤1Hz的频率提供磁脉冲刺激,具有抑制效果良好、耐受性好、副作用少的优点,但治疗时间较长,疗效较慢。HF-rTMS方案常以≥5Hz的频率提供磁脉冲,具有兴奋性效果,治疗时间较短,疗效较快,但存在诱发癫痫的风险。iTBS 方案和cTBS方案均以50Hz的短脉冲群刺激,具有强效的兴奋性效果,治疗时间短,但需精确定位,还可能引起头痛等不适。对大脑半球患侧背侧运动前皮质进行 HF-rTMS是基于代偿模型的另一种治疗方案,该方案需使用神经影像技术(如fMRI或神经导航系统)精确定位背侧前运动皮层,能够增强皮质可塑性,增加受损区域兴奋性,有助于促进功能恢复和改善运动功能,尤其在严重脑卒中后患者的恢复中效果显著。然而,此方案的应用也存在一些缺点,包括治疗期间可能引起头痛等症状。另有研究发现,不同个体对HF-rTMS的反应存在差异,部分患者疗效不显著的原因可能与个体基因差异和神经网络状态有关。

4、AIS中晚期上肢运动障碍的rTMS治疗方案

在治疗中晚期痉挛性瘫痪时,rTMS治疗方案主要包括健侧运动前区的cTBS刺激方案、小脑的cTBS刺激方案以及Hebbian型刺激方案。健侧运动前区的cTBS刺激方案能够通过调节健侧运动区的兴奋性,减少痉挛并促进受损肢体功能恢复,但其治疗效果存在个体差异,且可能引起轻微头痛。小脑的cTBS刺激方案主要通过增强小脑的调节功能来减轻肌肉痉挛和改善运动功能,但需要较长的治疗时间和较高的患者依从性。Hebbian型刺激方案结合高频rTMS和低频rTMS,模拟Hebbian学习规则,通过同步刺激增强神经连接,促进运动功能恢复,但治疗过程较为复杂,需精确调整刺激参数和时间,且不同患者的疗效可能存在差异。

5、多区域多模式联合rTMS治疗方案

多区域刺激、多种模式结合刺激方案是否更优于单纯rTMS刺激方案等问题,目前尚无定论。Chen等研究发现,经过14次交替LF-rTMS和HF-rTMS治疗后,慢性脑卒中患者的上肢功能显著改善。Wang等对慢性偏瘫脑卒中患者进行了不同序列的抑制和促进性rTMS研究,结果显示,结合1Hz和10Hz刺激能显著改善运动功能和皮质兴奋性变化,效果优于单一频率。因此,序列性抑制和促进rTMS方案可调节皮质兴奋性和促进神经可塑性,在AIS患者运动恢复中显示出良好的应用前景。另有研究发现,当rTMS与脑电图定义的高兴奋状态(特别是进行性感觉运动μ-震荡的谷底)同步时,LTP神经调控效果增加,可显著改善上肢运动功能。基于脑电图和fMRI等技术实时监测的治疗方案可能使rTMS更加合理和科学,有效降低癫痫等并发症发生风险。这些研究使得rTMS治疗AIS患者更加科学合理。



三、rTMS联合传统康复方案治疗AIS上肢运动障碍


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rTMS虽然是一种有前景的治疗手段,但在促进AIS患者肢体康复方面仍存在局限性,如不同患者对rTMS的反应存在差异、需多次治疗以维持治疗效果等。因此,rTMS联合传统康复方案治疗AIS上肢运动障碍可能是目前较好的方案。既往研究发现,物理锻炼可通过调节皮质可塑性来减少功能障碍并优化脑卒中后的运动功能恢复,然而单独依靠物理锻炼需要大量的时间和精力才能显著改善运动功能,有时甚至难以实现预期的功能正常恢复;rTMS可以优化运动训练引发的皮质可塑性变化,从而增强脑卒中患者物理锻炼的长期效果。因此,结合rTMS和物理锻炼可能是一种优越的方法,有助于恢复脑卒中后的运动功能。一项结合rTMS和任务导向训练改善脑卒中偏瘫患者上肢功能的Meta分析发现,联合模式对脑卒中后上肢运动功能障碍的治疗效果优于单模式康复方案。同时rTMS联合作业疗法、针灸及心理疗法等方案治疗AIS患者上肢运动功能障碍的研究越来越多,但目前仍不能确定哪一种联合方案更优。

综上所述,rTMS是一种基于脑组织电磁感应的非侵入性治疗方法,多种rTMS治疗方案结合康复治疗手段为AIS患者上肢运动功能的恢复提供了选择。在患者病情稳定后的3个月内,尽早给予大脑半球M1健侧的LF-rTMS治疗方案或患侧HF-rTMS/iTBS治疗方案联合传统康复方案,有助于增强联合可塑性、稳态可塑性和损伤诱导可塑性,进而促进患肢功能恢复。然而,目前关于rTMS的作用机制尚未完全阐明,其最佳治疗方案也有待进一步探索,未来仍需开展更多研究以推动该技术的发展。

注文章出处:刘徐华,蔡秀娟,孙淑艳等.重复经颅磁刺激治疗急性缺血性脑卒中上肢运动障碍研究进展.[J].临床医学研究与实践.2025.10(30):195-198.

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