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iTBS加速腦卒中患者上肢功能恢復(fù)!fNIRS揭示大腦修復(fù)新機(jī)制

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前言

中風(fēng)是一種常見的腦血管疾病,導(dǎo)致的上肢運(yùn)動(dòng)功能障礙給患者日常生活帶來極大挑戰(zhàn)。據(jù)估計(jì),約80%的中風(fēng)患者在患病后會(huì)出現(xiàn)上肢運(yùn)動(dòng)功能障礙。盡管積極治療,約60%的患者仍有不可逆的上肢運(yùn)動(dòng)功能損害。因此,改善上肢運(yùn)動(dòng)功能,提高患者生活質(zhì)量,是中風(fēng)康復(fù)領(lǐng)域的重要目標(biāo)。

天津醫(yī)科大學(xué)總醫(yī)院萬春曉教授的研究團(tuán)隊(duì)的在《Frontiers in Neurology》上發(fā)表了一篇《Effects of intermittent theta burst stimulation on upper limb motor recovery in early stroke patients: an fNIRS study》研究,該研究探索間歇性thete爆發(fā)刺激(iTBS)對早期腦卒中患者上肢運(yùn)動(dòng)功能恢復(fù)的影響:通過功能性近紅外光譜成像(fNIRS)監(jiān)測大腦皮層功能連接的變化,揭示iTBS促進(jìn)神經(jīng)修復(fù)的相關(guān)機(jī)制。

研究方法

被試

最終納入52名確診的缺血性卒中患者。

分組設(shè)計(jì)

治療組(TG,29 例):真 iTBS刺激 + 常規(guī)康復(fù);

對照組(CG,23 例):假 iTBS刺激 + 常規(guī)康復(fù)。

iTBS刺激

iTBS治療中使用武漢依瑞德集團(tuán)生產(chǎn)的TMS設(shè)備并配置圓形線圈拍。刺激方案如下:

  1. 刺激強(qiáng)度:TG為80%靜息運(yùn)動(dòng)閾值(RMT),CG為10%RMT。

  2. 刺激頻率:3個(gè)50Hz的脈沖串以5Hz的頻率重復(fù),刺激2秒,間歇8秒,共600個(gè)脈沖,總時(shí)長200秒。

  3. 刺激部位:兩組均為患側(cè)初級運(yùn)動(dòng)皮層(M1),CG組使用偽刺激。

  4. 治療頻率:每天1次,共8天。

圖1 iTBS示意圖

fNIRS數(shù)據(jù)采集

使用武漢依瑞德集團(tuán)旗下資聯(lián)虹康生產(chǎn)的BS系列臺式近紅外腦功能成像設(shè)備,該設(shè)備可覆蓋全腦區(qū)域,32發(fā)32收共106通道,通過發(fā)射690nm和830nm的雙波長近紅外光測查氧合血紅蛋白(HbO)、脫氧血紅蛋白(HbD)和總血紅蛋白(HbT)的變化,采樣率為100Hz。在5分鐘的靜息狀態(tài)數(shù)據(jù)收集過程中,要求患者處于安靜和放松的狀態(tài),保持頭部靜止,閉眼休息,但不能睡著。通過fNIRS監(jiān)測大腦的靜息態(tài)功能連接(RSFC)的變化。

圖2 fNIRS探頭排布

量表評分

兩組在治療前后進(jìn)行上肢運(yùn)動(dòng)功能評估量表(FMA-UE)和改良Barthel指數(shù)(MBI)評分,以評估上肢運(yùn)動(dòng)功能和日常生活活動(dòng)能力。

研究結(jié)果

人口統(tǒng)計(jì)學(xué)特征

兩組在性別、高血壓史、冠心病史、糖尿病史、卒中史、病變半球、年齡、BMI、入院時(shí)血壓、治療前FMA-UE和MBI得分等方面均無顯著差異,TG治療后的MBI得分顯著高于CG(p<0.05)。

FMA-UE和MBI得分

兩組在干預(yù)后FMA-UE和MBI得分均顯著提高(p<0.001),TG的MBI得分提高幅度大于CG(圖3)。

圖3 兩組FMA-UE和MBI的評分

RSFC變化

基線時(shí),兩組的HbO、HbD和HbT水平無顯著差異。CG的RSFC變化呈周期的循環(huán)趨勢,即先上升2天至第一個(gè)峰值,再下降幾天至第一個(gè)波谷,這種交替的趨勢一直持續(xù)到試驗(yàn)結(jié)束。TG的RSFC變化周期為2天,即先上升1天,再下降1天,一直持續(xù)到試驗(yàn)結(jié)束(圖4)。這些結(jié)果表明,治療組的變化模式更快。

圖4 全腦功能連接邊緣計(jì)數(shù)趨勢圖(藍(lán)色:HbD-RSFC;紅色:HbO-RSFC;綠色:HbT-RSFC,X軸為時(shí)間,Y軸為全腦功能連接邊數(shù))

重復(fù)測量方差分析顯示,時(shí)間對HbD、HbO和HbT水平有顯著影響,且時(shí)間與組別的交互作用顯著,表明兩組隨時(shí)間的變化趨勢存在顯著差異(圖5)。

圖5 重復(fù)測量TG和CG之間的脫氧血紅蛋白監(jiān)測(FCED)下的全腦功能連接邊緣的方差分析結(jié)果

RSFC與FMA-UE及MBI的相關(guān)性

治療前,F(xiàn)MA-UE與RSFC的各指標(biāo)無顯著相關(guān)性,BMI與RSFC的各指標(biāo)也無顯著相關(guān)性,但FMA-UE與MBI呈顯著正相關(guān)(rs=0.326,p=0.003)(圖6)。

圖6 基線期RSFC與FMA-UE、MBI的相關(guān)性

治療后,F(xiàn)MA-UE與RSFC的各指標(biāo)無顯著相關(guān)性;MBI與HbO-RSFC和HbT-RSFC無顯著相關(guān)性,但與HbD-RSFC呈顯著正相關(guān)(rs=0.25,p=0.024),且FMA-UE與MBI呈顯著正相關(guān)(rs=0.269,p=0.015)(圖7)。

圖7 治療后RSFC與FMA-UE、MBI的相關(guān)性

研究結(jié)論

據(jù)研究結(jié)果,iTBS能顯著改善早期腦卒中患者的上肢運(yùn)動(dòng)功能和日常生活活動(dòng)能力,其作用機(jī)制可能是通過加速大腦皮層恢復(fù)周期來促進(jìn)神經(jīng)修復(fù)。同時(shí)觀察到,TG組在治療后,展示出更快的RSFC變化周期并且其峰值也出現(xiàn)得更早,這暗示iTBS可以加速腦功能的恢復(fù)過程。

同時(shí)本研究利用fNIRS技術(shù)監(jiān)測大腦皮層功能連接的變化,揭示iTBS促進(jìn)神經(jīng)修復(fù)的相關(guān)機(jī)制,為iTBS在卒中康復(fù)中的應(yīng)用提供了新的證據(jù)和思路。fNIRS作為新一代光學(xué)無創(chuàng)腦檢測設(shè)備,其具有適用人群廣、無創(chuàng)無痛、適應(yīng)癥范圍廣泛等特點(diǎn),也越來越多地出現(xiàn)在臨床與科研領(lǐng)域,相信未來這一技術(shù)可以為腦卒中等疾病康復(fù)領(lǐng)域起到更大作用。

參考文獻(xiàn):

Liu, M., Wan, C., Wang, C., & Li, X. (2025). Effects of intermittent theta burst stimulation on upper limb motor recovery in early stroke patients: an fNIRS study. Frontiers in Neurology, 16, 1542827. https://doi.org/10.3389/fneur.2025.1542827

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