從研究到臨床：中風(fēng)康復(fù)如何實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)干預(yù)

導(dǎo)讀

該研究運(yùn)用 TMS、EEG 及 TMS-EEG 技術(shù)，深入探究中風(fēng)恢復(fù)機(jī)制。研究依據(jù)運(yùn)動(dòng)誘發(fā)電位（MEP）的引出情況與患者運(yùn)動(dòng)功能水平進(jìn)行分組研究。結(jié)果顯示，低功能且 MEP（-）的患者，其大腦功能連接顯著增強(qiáng)，對(duì)運(yùn)動(dòng)功能恢復(fù)起到積極促進(jìn)作用；中 - 高功能但 MEP（-）的患者，在恢復(fù)過(guò)程中功能連接逐漸提升，對(duì)側(cè)半球在其中發(fā)揮關(guān)鍵作用；而 MEP（+）的患者，大腦半球間功能連接與運(yùn)動(dòng)功能呈負(fù)相關(guān)。這一成果表明，在中風(fēng)康復(fù)治療中，全面考量患者運(yùn)動(dòng)功能及患側(cè)皮質(zhì)運(yùn)動(dòng)通路完整性，對(duì)提升臨床治療效果意義重大。

研究方法

研究對(duì)象

81名中風(fēng)受試者和15名年齡匹配的健康成年人參與，中風(fēng)受試者在入組前1年內(nèi)發(fā)生中風(fēng)且無(wú)認(rèn)知障礙，所有參與者均需符合TMS篩選標(biāo)準(zhǔn)。排除妊娠、使用影響癲癇閾值藥物及體內(nèi)有金屬物或植入裝置。

研究流程

所有參與者進(jìn)行行為和神經(jīng)生理學(xué)測(cè)量，包括握力評(píng)估、中風(fēng)受試者的上肢Fugl-Meyer運(yùn)動(dòng)功能評(píng)估（UEFMA）和動(dòng)作研究手臂測(cè)試（ARAT），以及TMS、EEG和TMS-EEG測(cè)量。約2個(gè)月后，46名中風(fēng)受試者再次進(jìn)行相同測(cè)量。在這兩個(gè)階段中，神經(jīng)生理測(cè)量都在行為測(cè)量后進(jìn)行。

測(cè)量方法

EEG測(cè)量

使用配備TMS兼容EEG帽，電極放置采用國(guó)際10-20系統(tǒng)，靶點(diǎn)參考CPz，6分鐘靜息EEG記錄期間，受試者閉眼休息。分析使用MATLAB和EEGLAB工具箱進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理，計(jì)算半球間相干性、相位鎖定值（PLV）等指標(biāo)進(jìn)行功率和功能連接（FC）分析，以及圖論分析測(cè)量全局和局部網(wǎng)絡(luò)連接性。

TMS測(cè)量

在行為測(cè)量后進(jìn)行，使用依瑞德集團(tuán)NS5000成對(duì)脈沖磁刺激儀進(jìn)行單脈沖TMS刺激初級(jí)運(yùn)動(dòng)皮層，確定靜息運(yùn)動(dòng)閾值（RMT），通過(guò)導(dǎo)航系統(tǒng)確保線(xiàn)圈位置穩(wěn)定，進(jìn)行成對(duì)脈沖評(píng)估皮質(zhì)內(nèi)抑制和易化，某些情況下評(píng)估運(yùn)動(dòng)MEP和皮質(zhì)靜息期（CSP）、同側(cè)靜息期（ISP）。分析使用自定義MATLAB腳本離線(xiàn)分析MEP，計(jì)算短皮質(zhì)內(nèi)抑制（SICI）和皮質(zhì)內(nèi)易化（ICF）。

研究結(jié)果

01 橫斷面結(jié)果

不同組別在研究某一特定時(shí)間段神經(jīng)生理特征差異及各指標(biāo)之間的關(guān)系。

分組情況

81名中風(fēng)受試者在第1階段完成了測(cè)量，其中組0 [低功能MEP（-）個(gè)體] 有40名受試者，組1 [中-高功能MEP（-）個(gè)體] 有12名受試者，組2 [MEP（+）個(gè)體] 有29名受試者。

EEG測(cè)量

EEG功率：組間分析顯示，組0的患側(cè)（IH）delta和theta頻段功率以及健側(cè)（CH）theta頻段功率顯著高于健康對(duì)照組（圖一）。

圖一 各組間腦電圖功率的差異

半球間功能連接性

組間分析顯示，組0的theta頻段相干性和PLV顯著高于組1和健康對(duì)照組，delta頻段相干性與組1也有顯著組間差異（圖二）。

圖二 各組間半球間功能連接差異

圖論分析

組間分析顯示，組0的CH的delta頻段中介中心性，delta、theta頻段度中心性以及theta頻段聚類(lèi)系數(shù)與組1存在差異，部分指標(biāo)與健康對(duì)照組也有差異（圖3）。

圖3 各組間CH功能連接的差異

TMS-MEP測(cè)量

MEP（-）個(gè)體不可記錄患側(cè)手的TMS參數(shù)，因此僅比較組2與健康對(duì)照組，組2患側(cè)CSP顯著高于健康對(duì)照組，非患側(cè)手的TMS參數(shù)在各組間無(wú)顯著差異。

研究對(duì)象

組間分析顯示，組0的IH自然頻率顯著高于健康對(duì)照組，與組1相比也呈現(xiàn)出更高的趨勢(shì)，TEP成分無(wú)顯著主效應(yīng)（圖4）。

圖4 各組間IH固有頻率的差異

相關(guān)性分析

基線(xiàn)時(shí)，僅組2的delta頻段FC指標(biāo)與ARAT呈負(fù)相關(guān)，包括半球間FC、患側(cè)內(nèi)FC和健側(cè)內(nèi)FC的部分指標(biāo)，中風(fēng)病程與神經(jīng)生理結(jié)果無(wú)顯著相關(guān)性（圖5）。

圖5 第2組基線(xiàn)功能連接與運(yùn)動(dòng)功能的相關(guān)性

02 縱向結(jié)果

同一組別在不同時(shí)間階段恢復(fù)過(guò)程中的神經(jīng)生理變化趨勢(shì)及其與運(yùn)動(dòng)功能變化之間的關(guān)系。

分組情況

46名中風(fēng)幸存者完成了第二次測(cè)量：第0組19人，第1組9人，第2組18人。

行為測(cè)量

所有組第二次FMA和ARAT均顯著高于第一次測(cè)量結(jié)果，組間無(wú)顯著差異。

EEG測(cè)量

EEG功率：無(wú)顯著差異。

半球間功能連接性

theta頻段相干性和PLV存在組×?xí)r間交互作用，組1在第二次測(cè)量的theta頻段相干性和PLV等參數(shù)均高于第一次測(cè)量（圖6A、B）。

圖6 各組間功能連接差異變化

圖文分析

alpha頻段小世界屬性存在時(shí)間主效應(yīng)和組×?xí)r間交互作用。事后比較結(jié)果顯示，在組1中，第二次測(cè)量中的alpha頻段顯著更大（圖6C）。

健側(cè)半球的theta頻段度中心性，delta、theta頻段聚類(lèi)系數(shù)存在組×?xí)r間交互作用。事后比較顯示，組1在第二次測(cè)量的這些指標(biāo)高于第一次測(cè)量（圖6D、E）。

TMS-MEP測(cè)量

Session1中組0中有1名受試者在第二次測(cè)量時(shí)變?yōu)镸EP（+），組1中有3名受試者在第二次測(cè)量時(shí)變?yōu)镸EP（+），各組或半球間在兩個(gè)階段的TMS參數(shù)無(wú)顯著差異。

TMS-EEG測(cè)量

各個(gè)組以及左右半球之間，兩個(gè)測(cè)量階段的TEP成分和自然頻率都不存在顯著差異。

相關(guān)性分析

在組0和組1中，基線(xiàn)alpha頻段PLV與ARAT變化呈顯著正相關(guān)，組2無(wú)次相關(guān)性（圖7）。

圖7 基線(xiàn)alpha帶半球間功能連接與運(yùn)動(dòng)功能隨時(shí)間變化的相關(guān)性

組1中的CH的theta頻段度中心性變化、CH的delta頻段聚類(lèi)系數(shù)變化與ARAT變化呈顯著正相關(guān)（圖8A、B），組2中CH的ISP變化與ARAT變化呈顯著負(fù)相關(guān)（圖8C）。

圖8 神經(jīng)生理變化和運(yùn)動(dòng)功能之間的相關(guān)性隨時(shí)間的推移而變化

結(jié)論

本研究首次結(jié)合多種腦研究技術(shù)監(jiān)測(cè)中風(fēng)后縱向神經(jīng)生理變化，發(fā)現(xiàn)低功能MEP（-）個(gè)體FC顯著升高，這種較高的FC對(duì)運(yùn)動(dòng)恢復(fù)有積極作用。中-高功能MEP（-）個(gè)體在恢復(fù)過(guò)程中FC增加，研究觀察到該組在恢復(fù)過(guò)程中，對(duì)側(cè)半球（CH）的功能連接增加與運(yùn)動(dòng)恢復(fù)相關(guān)，表明CH對(duì)運(yùn)動(dòng)恢復(fù)起到關(guān)鍵的支持作用。MEP（+）個(gè)體半球間功能連接與運(yùn)動(dòng)功能呈負(fù)相關(guān)，CH的影響似乎對(duì)運(yùn)動(dòng)恢復(fù)不利。基于這些發(fā)現(xiàn)，研究強(qiáng)調(diào)中風(fēng)康復(fù)個(gè)性化干預(yù)的重要性，應(yīng)綜合考慮運(yùn)動(dòng)功能和患側(cè)皮質(zhì)運(yùn)動(dòng)通路完整性以?xún)?yōu)化臨床效率。

臨床應(yīng)用意義

這項(xiàng)研究為中風(fēng)康復(fù)的個(gè)體化干預(yù)提供了重要依據(jù)：

01 個(gè)體化康復(fù)策略

根據(jù)患者的運(yùn)動(dòng)功能水平和患側(cè)皮層運(yùn)動(dòng)通路的功能完整性，制定針對(duì)性的康復(fù)方案。

對(duì)于低功能MEP（-）患者，增加CH與IH之間的功能連接性可能有助于運(yùn)動(dòng)恢復(fù)。

對(duì)于中等至高功能MEP（-）患者，除了增加功能連接性外，還可以通過(guò)調(diào)節(jié)CH的皮層興奮性來(lái)促進(jìn)恢復(fù)。

對(duì)于MEP（+）患者，可能需要抑制CH的過(guò)度影響，以?xún)?yōu)化運(yùn)動(dòng)恢復(fù)。

02 新的康復(fù)技術(shù)開(kāi)發(fā)

研究結(jié)果支持開(kāi)發(fā)基于神經(jīng)調(diào)節(jié)技術(shù)（如TMS）的康復(fù)方法，以調(diào)節(jié)大腦功能連接性，促進(jìn)中風(fēng)后的運(yùn)動(dòng)功能恢復(fù)。

03 預(yù)后評(píng)估

通過(guò)EEG和TMS等技術(shù)評(píng)估患者的神經(jīng)生理學(xué)特征，可以為康復(fù)預(yù)后提供早期預(yù)測(cè)，幫助制定更有效的康復(fù)計(jì)劃。

總之，這項(xiàng)研究強(qiáng)調(diào)了中風(fēng)康復(fù)中個(gè)體化干預(yù)的重要性，并為未來(lái)的研究和臨床實(shí)踐提供了新的方向。

參考文獻(xiàn)：

Ding Q, Chen J, Zhang S, et al. Neurophysiological characterization of stroke recovery: A longitudinal TMS and EEG study[J]. CNS Neurosci Ther, 2024, 30:e14471. DOI: 10.1111/cns.14471.

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