运动想象训练对卒中后患者上肢运动功能恢复的影响及静息态fNIRS脑网络特征研究

目的:评价运动想象训练(motor imagery training,MIT)对卒中后患者上肢运动功能的干预效果,采用功能性近红外光谱技术(functional near-infrared spectroscopy,fNIRS)初探MIT脑网络功能连接(functional connectivity,FC)特征。方法:纳入78例脑卒中偏瘫患者随机分为对照组和试验组,每组39例。对照组接受常规康复训练100min/天,6次/周,试验组在对照组基础上接受MIT 30min/天,6次/周,两组均干预3周。干预前以及3周后进行Fugl-Meyer上肢运动功能评定量表(FMA-UE)评定。在两组中各抽取10例左侧偏瘫且病变部位均在基底节区患者,采集10min fNIRS静息态血氧数据。设定感兴趣区(regions of interest,ROI)包括双侧前额叶(prefrontal cortex,PFC)、背外侧前额叶(dorsolateral prefrontal cortex,DLPFC)、前运动区和辅助运动皮层区(pre-motor and supplementary motor cortex,PMC&SMA)、体感联合皮层(somatosensory association cortex,SSAC)及感觉运动区(sensorimotor cortex,SMC),基于氧合血红蛋白(HbO)在时间序列上浓度计算两组患者在所有通道间及ROI间静息态FC强度差异。通过Person相关性检验,计算PMC&SMA、SMC血氧相对增量与FMA-UE评分相对增量之间的相关性。结果:干预3周后,两组患者FMA-UE评分均较干预前提高(P<0.05),且试验组提高FMA-UE评分更为显著(P<0.05)。基于HbO静息态FC分析发现,两组所有通道间FC均增加,与对照组相比,试验组具有显著性差异(P<0.01);干预3周后连通性存在显著性差异(0.01<P<0.05)的ROI-ROI包括:L_PFC-R_SSAC、L_DLPFC-R_SSAC、L_PFC-R_SMC、R_SSAC-L_DLPFC、R_SSAC-L_SSA、R_SSAC-R_PMC&R_SMA、R_SMC-L_SSAC、R_SMC-L_DLPFC、R_SMC-R_PMC&R_SMA。相关性分析发现,试验组PMC&SMA血氧相对增量与FMA-UE评分相对增量存在正相关性(r=0.658,P=0.039)。结论:MIT可改善卒中后患者的上肢运动功能,其作用机制可能与改变脑功能网络的失连接异常模式有关,如增加两侧半球运动皮质间固有FC,增加损伤侧半球运动皮质与健侧半球运动皮质、损伤侧额叶皮层间FC强度。

非受累侧半球高频经颅磁刺激改善脑卒中后中重度上肢偏瘫的作用及运动皮质重组特征分析

目的:比较新型高频重复经颅磁刺激(rTMS)和常规低频rTMS干预非受累侧半球对脑卒中后中重度偏瘫上肢运动功能的影响,采用功能性近红外光谱(f NIRS)分析大脑运动皮质功能重组的特征。方法:将20例脑卒中中重度上肢偏瘫患者(Fugl-Meyer上肢近端部分评分<26分)随机分为rTMS高频组和低频组。在常规药物治疗和康复训练基础上,高频组对非受累侧前运动皮质背侧(cPMd)进行5Hz的rTMS兴奋,低频组对非受累侧初级运动皮质(cM1)进行常规1Hz的rTMS抑制。于治疗前、治疗20天后,对两组患者采用Fugl-Meyer上肢运动功能评定量表(FMA-UE)进行疗效评价,并用fNIRS检测两侧大脑运动皮质的氧合血红蛋白(HbO2)浓度变化,探讨初级运动皮质(M1)、前运动皮质(PMC)及辅助运动区(SMA)的激活及功能连接变化情况。结果:(1)上肢运动功能:与治疗前相比,治疗后两组FMA-UE评分均显著提高(P<0.05);高频组FMA-UE总分显著高于低频组(P<0.05),且FMA-UE近端部分评分增加尤为显著(P<0.01)。(2)HbO2浓度的改变:治疗后高频组非受累侧M1、PMC及患侧M1显著增高(P<0.05);低频组患侧M1显著增高(P<0.05)、非受累侧M1显著降低(P<0.05);高频组非受累侧PMC显著高于低频组(P<0.05)。(3)偏侧化指数(LI)的改变:低频组经治疗后大脑运动皮质的LI较前显著性增加(P<0.01);高频组经治疗后LI也增加,但差异无显著意义(P>0.05)。(4)静息态功能连接变化:治疗后高频组的非受累侧PMC-M1功能连接显著增加(P<0.05)、非受累侧M1-患侧M1的功能连接显著降低(P<0.05)。低频组治疗前后比较,非受累侧PMC-M1、患侧M1-PMC及患侧M1-SMA的功能连接有差异,但差异无显著意义(P>0.05)。结论:对脑卒中后中重度上肢偏瘫患者的cPMd进行高频rTMS改善上肢运动功能的效果优于常规的c M1的低频抑制。可能与这种新型调控方法更有利于激活非受累侧PMC和M1的皮质兴奋性,加强非受累侧半球内、两半球间及皮质-皮质下环路的功能连接,从而促进偏瘫上肢尤其是近端的运动功能恢复有关。