從研究到臨床：中風康復如何實現精準干預

導讀

該研究運用 TMS、EEG 及 TMS-EEG 技術，深入探究中風恢復機制。研究依據運動誘發(fā)電位（MEP）的引出情況與患者運動功能水平進行分組研究。結果顯示，低功能且 MEP（-）的患者，其大腦功能連接顯著增強，對運動功能恢復起到積極促進作用；中 - 高功能但 MEP（-）的患者，在恢復過程中功能連接逐漸提升，對側半球在其中發(fā)揮關鍵作用；而 MEP（+）的患者，大腦半球間功能連接與運動功能呈負相關。這一成果表明，在中風康復治療中，全面考量患者運動功能及患側皮質運動通路完整性，對提升臨床治療效果意義重大。

研究方法

研究對象

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

研究流程

所有參與者進行行為和神經生理學測量，包括握力評估、中風受試者的上肢Fugl-Meyer運動功能評估（UEFMA）和動作研究手臂測試（ARAT），以及TMS、EEG和TMS-EEG測量。約2個月后，46名中風受試者再次進行相同測量。在這兩個階段中，神經生理測量都在行為測量后進行。

測量方法

EEG測量

使用配備TMS兼容EEG帽，電極放置采用國際10-20系統，靶點參考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工具箱進行數據預處理，計算半球間相干性、相位鎖定值（PLV）等指標進行功率和功能連接（FC）分析，以及圖論分析測量全局和局部網絡連接性。

TMS測量

在行為測量后進行，使用依瑞德集團NS5000成對脈沖磁刺激儀進行單脈沖TMS刺激初級運動皮層，確定靜息運動閾值（RMT），通過導航系統確保線圈位置穩(wěn)定，進行成對脈沖評估皮質內抑制和易化，某些情況下評估運動MEP和皮質靜息期（CSP）、同側靜息期（ISP）。分析使用自定義MATLAB腳本離線分析MEP，計算短皮質內抑制（SICI）和皮質內易化（ICF）。

研究結果

01 橫斷面結果

不同組別在研究某一特定時間段神經生理特征差異及各指標之間的關系。

分組情況

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

EEG測量

EEG功率：組間分析顯示，組0的患側（IH）delta和theta頻段功率以及健側（CH）theta頻段功率顯著高于健康對照組（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頻段聚類系數與組1存在差異，部分指標與健康對照組也有差異（圖3）。

圖3 各組間CH功能連接的差異

TMS-MEP測量

MEP（-）個體不可記錄患側手的TMS參數，因此僅比較組2與健康對照組，組2患側CSP顯著高于健康對照組，非患側手的TMS參數在各組間無顯著差異。

研究對象

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

圖4 各組間IH固有頻率的差異

相關性分析

基線時，僅組2的delta頻段FC指標與ARAT呈負相關，包括半球間FC、患側內FC和健側內FC的部分指標，中風病程與神經生理結果無顯著相關性（圖5）。

圖5 第2組基線功能連接與運動功能的相關性

02 縱向結果

同一組別在不同時間階段恢復過程中的神經生理變化趨勢及其與運動功能變化之間的關系。

分組情況

46名中風幸存者完成了第二次測量：第0組19人，第1組9人，第2組18人。

行為測量

所有組第二次FMA和ARAT均顯著高于第一次測量結果，組間無顯著差異。

EEG測量

EEG功率：無顯著差異。

半球間功能連接性

theta頻段相干性和PLV存在組×時間交互作用，組1在第二次測量的theta頻段相干性和PLV等參數均高于第一次測量（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間主效應和組×時間交互作用。事后比較結果顯示，在組1中，第二次測量中的alpha頻段顯著更大（圖6C）。

健側半球的theta頻段度中心性，delta、theta頻段聚類系數存在組×時間交互作用。事后比較顯示，組1在第二次測量的這些指標高于第一次測量（圖6D、E）。

TMS-MEP測量

Session1中組0中有1名受試者在第二次測量時變?yōu)镸EP（+），組1中有3名受試者在第二次測量時變?yōu)镸EP（+），各組或半球間在兩個階段的TMS參數無顯著差異。

TMS-EEG測量

各個組以及左右半球之間，兩個測量階段的TEP成分和自然頻率都不存在顯著差異。

相關性分析

在組0和組1中，基線alpha頻段PLV與ARAT變化呈顯著正相關，組2無次相關性（圖7）。

圖7 基線alpha帶半球間功能連接與運動功能隨時間變化的相關性

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

圖8 神經生理變化和運動功能之間的相關性隨時間的推移而變化

結論

本研究首次結合多種腦研究技術監(jiān)測中風后縱向神經生理變化，發(fā)現低功能MEP（-）個體FC顯著升高，這種較高的FC對運動恢復有積極作用。中-高功能MEP（-）個體在恢復過程中FC增加，研究觀察到該組在恢復過程中，對側半球（CH）的功能連接增加與運動恢復相關，表明CH對運動恢復起到關鍵的支持作用。MEP（+）個體半球間功能連接與運動功能呈負相關，CH的影響似乎對運動恢復不利。基于這些發(fā)現，研究強調中風康復個性化干預的重要性，應綜合考慮運動功能和患側皮質運動通路完整性以優(yōu)化臨床效率。

臨床應用意義

這項研究為中風康復的個體化干預提供了重要依據：

01 個體化康復策略

根據患者的運動功能水平和患側皮層運動通路的功能完整性，制定針對性的康復方案。

對于低功能MEP（-）患者，增加CH與IH之間的功能連接性可能有助于運動恢復。

對于中等至高功能MEP（-）患者，除了增加功能連接性外，還可以通過調節(jié)CH的皮層興奮性來促進恢復。

對于MEP（+）患者，可能需要抑制CH的過度影響，以優(yōu)化運動恢復。

02 新的康復技術開發(fā)

研究結果支持開發(fā)基于神經調節(jié)技術（如TMS）的康復方法，以調節(jié)大腦功能連接性，促進中風后的運動功能恢復。

03 預后評估

通過EEG和TMS等技術評估患者的神經生理學特征，可以為康復預后提供早期預測，幫助制定更有效的康復計劃。

總之，這項研究強調了中風康復中個體化干預的重要性，并為未來的研究和臨床實踐提供了新的方向。

參考文獻：

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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