《The Egyptian Journal of Neurology, Psychiatry and Neurosurgery》:The role of repetitive transcranial magnetic stimulation in restoration of post stroke motor power
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背景: 脑卒中是导致长期残疾的主要原因,重复经颅磁刺激(repetitive transcranial magnetic stimulation, rTMS)通过调节皮层兴奋性并促进神经可塑性(neuroplasticity),可能增强脑卒中后的运动功能恢复。
背景: 脑卒中是导致长期残疾的主要原因,重复经颅磁刺激(repetitive transcranial magnetic stimulation, rTMS)通过调节皮层兴奋性并促进神经可塑性(neuroplasticity),可能增强脑卒中后的运动功能恢复。
目的: 探讨rTMS对发病两周内入院的急性缺血性脑卒中(acute ischemic stroke, AIS)患者运动结局的影响,并比较高频与低频rTMS对运动恢复的效果差异。
对象与方法: 本前瞻性队列研究纳入99例急性缺血性脑卒中男性患者,于2020年7月至2023年9月在Kobri El-Koba军事医疗综合体卒中单元连续招募。研究人员采用非随机分配方式(1:1:1)将患者分为高频rTMS组、低频rTMS组和假刺激对照组。rTMS治疗为连续三个月内每月五次连续每日治疗(共15次);高频(10 Hz)刺激施加于患侧初级运动皮层(primary motor cortex, M1),低频(1 Hz)刺激施加于健侧运动皮层。研究人员在基线和治疗后三个月内每月记录基线人口学特征、卒中严重程度(NIHSS)、运动肌力(MRC)和功能结局(mRS)。
结果: 接受rTMS治疗的脑卒中患者其神经和运动恢复显著优于对照组。尽管基线严重程度相当,高频和低频rTMS均能改善随访期间的NIHSS、MRC和mRS评分,其中高频组的改善效果最为显著。恢复主要受rTMS驱动,而非病灶侧别或部位,支持rTMS在增强脑卒中后恢复中的作用。
结论: 早期rTMS可增强急性缺血性脑卒中患者的神经和运动恢复,其中高频rTMS效果最佳,且独立于病灶特征。
论文解读
一、研究背景与意义
脑卒中是导致长期残疾的重大公共卫生问题,也是全球第三大死亡原因,约占所有死亡人数的7%–10%。脑卒中后运动功能障碍严重影响患者的生活质量和社会参与能力。物理治疗是脑卒中后运动恢复的关键手段,但仅靠物理治疗往往不足以显著改善患者预后,因此需要探索更多有效的康复干预方法。
在健康大脑中,半球间抑制(interhemispheric inhibition)维持两侧大脑半球之间的功能平衡状态。脑卒中后这种平衡可能被打破,从而显著延缓功能恢复。因此,通过调控神经可塑性来恢复脑细胞的正常活动模式,被认为是缺血性脑卒中后康复的潜在策略。重复经颅磁刺激(rTMS)作为一种无痛、非侵入性的脑刺激工具,能够在局部和跨突触水平调控皮层兴奋性。刺激参数尤其是频率可调节其效应,产生抑制或兴奋作用:高频rTMS(≥3 Hz)可提高皮层兴奋性,而低频rTMS(1 Hz)则抑制皮层活动。运动皮层rTMS不仅能增强与远端运动区域的连接,还能影响局部皮层兴奋性。因此,rTMS通过诱导神经可塑性,有望恢复脑卒中后运动网络之间异常减弱的连接,从而促进运动功能恢复。
本研究旨在探讨rTMS对发病两周内入院的急性缺血性脑卒中患者运动结局的影响,并比较高频与低频rTMS对运动恢复的效果差异,为早期脑卒中康复提供循证依据。
二、研究设计与技术方法
本研究为前瞻性队列研究,于2020年7月至2023年9月在Kobri El-Koba军事医疗综合体卒中单元连续招募99例急性缺血性脑卒中男性患者。研究对象按1:1:1比例非随机分配至三个组别:高频rTMS组、低频rTMS组和假刺激对照组。
纳入标准为:男性患者(因研究在军事医疗综合体开展,收治的脑卒中患者以男性为主,此限制旨在保证人群同质性并减少性别相关混杂因素)、年龄18–75岁、首次急性缺血性脑卒中且发病在两周内、意识完全清醒(格拉斯哥昏迷量表GCS=15)、存在单侧运动障碍(偏瘫)且适合接受rTMS治疗。排除标准包括:年龄<18岁、发病超过两周、出血性脑卒中或缺血性脑卒中出血转化、既往缺血性脑卒中史、意识障碍(GCS<15)或认知障碍,以及rTMS禁忌证(如心脏起搏器、金属植入物)。
rTMS治疗方案:高频组刺激患侧半球初级运动皮层(M1),频率10 Hz,强度为静息运动阈值(rMT)的90%,每疗程1000个脉冲,采用20串×50脉冲的串结构,串间间隔5秒;低频组刺激健侧半球M1,频率1 Hz,强度为静息运动阈值的100%,每疗程1800个脉冲,采用单一连续串;假刺激对照组将线圈置于与头皮呈90°的位置,频率和时长与低频组相同,模拟主动rTMS的听觉和感觉体验但不产生有效的皮层刺激。所有患者连续三个月内每月接受五次连续每日治疗,共15次。全部患者在研究期间均接受标准化物理治疗和药物治疗。
评估工具包括:格拉斯哥昏迷量表(GCS)、美国国立卫生研究院卒中量表(NIHSS)评估卒中严重程度、医学研究委员会(MRC)量表评估运动肌力、改良Rankin量表(mRS)评估功能结局。评估在rTMS开始前24小时及治疗后每月进行,持续三个月。实验室检查包括全血细胞计数、肝肾功能、凝血功能、血脂、C反应蛋白和红细胞沉降率;脑部非增强CT在发病24小时内进行以排除卒中模拟病和原发性脑出血,48小时后复查CT评估梗死体积;临床需要时行MRI检查。此外,所有患者接受12导联心电图,必要时行经胸和经食管超声心动图,并使用彩色多普勒超声评估颈动脉内中膜厚度。
三、研究结果
1. 基线特征与危险因素
研究纳入99例急性缺血性脑卒中男性患者。心血管危险因素高度普遍,包括糖尿病(68.7%)、高血压(58.6%)和心房颤动(78.8%);缺血性心脏病占61.6%,吸烟者占33.3%。多数患者为小至中等梗死(78.8%),左侧病灶略多(52.5%)。腔隙性梗死是最常见的亚型(48.5%),其次为后循环梗死(29.3%)。
2. 卒中严重程度(NIHSS)改善
基线NIHSS评分在三组间无显著差异(p=0.531)。治疗后1、2、3个月出现显著组间差异(p<0.001),高频组NIHSS评分下降幅度最大。两两比较显示,高频组与对照组在所有随访时间点均存在显著差异,而低频组与对照组的差异在后期评估中才变得显著。
3. 运动肌力(MRC)改善
基线MRC评分在三组间具有可比性(p=0.697)。高频和低频rTMS组在治疗后1、2、3个月的肌力改善均显著优于对照组(p<0.001),但高频组与低频组之间无显著差异。
4. 功能结局(mRS)
治疗后3个月mRS评分在组间存在显著差异(p=0.005)。良好预后比例在高频组(100%)和低频组(97.0%)显著高于对照组(78.8%),高频组与低频组之间无显著差异。
5. 病灶侧别与部位的影响
在低频组和对照组中,病灶侧别或部位与NIHSS、MRC或mRS评分的改善无显著关联。在高频组中,病灶部位与NIHSS和MRC评分变化相关,但未转化为mRS功能结局的显著差异。
6. rTMS组与对照组的总体比较
将高频和低频组合并为rTMS组后,rTMS组在所有随访时间点的NIHSS和MRC评分改善均显著优于对照组。基线NIHSS评分两组相似(7.0±3.3 vs 7.0±3.2,p=0.85);1个月时rTMS组NIHSS显著低于对照组(4.4±3.4 vs 6.2±3.8,p=0.020),2个月(3.7±2.9 vs 5.9±3.7,p=0.001)和3个月(2.6±2.2 vs 5.5±3.3,p<0.001)差异进一步增大。基线MRC评分两组相当(p=0.32),治疗后1个月(p=0.004)、2个月(p<0.001)和3个月(p<0.001)rTMS组肌力改善均显著优于对照组。
四、讨论与结论
讨论部分指出,本研究的发现与既往多项研究一致。Khedr等人的研究证实,在运动皮层施加真实rTMS较假刺激能显著改善运动恢复,且效应可长期持续。Du等人的随机对照试验发现,在接受标准物理治疗的基础上加用rTMS的患者较对照组表现出更大的运动改善,其中1 Hz刺激健侧半球对上肢功能获益尤为显著,且至少持续三个月。Xie等人的系统综述和荟萃分析提供了中等强度的证据,表明低频rTMS作用于对侧运动皮层可改善早期脑卒中患者的运动功能和日常生活活动能力。
关于神经功能改善,本研究中高频组在NIHSS改善方面显著优于低频组和对照组,与Du等人的随机对照试验结果一致——该研究发现高频rTMS与更大的皮层兴奋性和患侧运动皮层激活增加相关,且这些神经生理变化与长期运动和神经结局改善显著相关。Ni等人的网络荟萃分析也表明,高频和双频组合方案在改善NIHSS方面排名靠前。
关于运动肌力恢复,高频和低频组均较对照组显著改善,但两干预组之间无显著差异,这与Du等人和Zhang等人的系统综述结果一致。关于功能结局,高频组(100%)和低频组(97.0%)的良好预后比例显著高于对照组(78.8%),支持rTMS改善功能结局的结论。
关于病灶侧别和部位的影响,本研究发现恢复主要由治疗干预驱动而非病灶特征,这与Xie等人的荟萃分析结论一致——该分析未发现病灶侧别或解剖部位是临床结局的主要修饰因素。Hildesheim等人的研究也指出,rTMS可根据病灶位置(如皮质下vs皮质)差异性地调节皮层兴奋性和连接性,但这些神经学差异并不总能转化为NIHSS或mRS等量表上一致的临床结局差异。
研究结论: 本研究得出结论,早期应用重复经颅磁刺激(rTMS)较单纯常规治疗能显著增强急性缺血性脑卒中患者的神经和运动恢复。高频和低频rTMS均能改善运动功能和功能结局,其中高频刺激随时间推移表现出更显著的神经学获益。恢复主要受治疗干预驱动,而非病灶侧别或部位。这些发现支持rTMS作为早期脑卒中康复的有效辅助手段。
研究局限性: 非随机设计可能引入分配偏倚;相对较小的单中心样本限制了结果的普适性;仅纳入男性患者降低了结果对更广泛脑卒中人群的适用性;随访期较短,无法评估所观察效应的长期可持续性。