基于fMRI对视觉反馈平衡仪联合腕踝针治疗脑卒中后平衡障碍的机制*

周晶晶, 邓海鹏, 焦黛妍, 刘思宏, 张建萍

海安市人民医院 1康复科， 2影像科(江苏海安 226600)

我国已经成为全球脑卒中负担最沉重的国家之一，50%～80%的患者因功能障碍造成残疾，其中平衡功能障碍是最为常见的功能障碍。平衡功能障碍患者对踝和膝关节的控制能力较差，表现为步行能力及转移能力的降低甚至丧失，有跌倒、骨折等风险，严重影响患者的生活质量[1]。探索和采用有效的康复方法，改善脑卒中后患者的平衡功能至关重要。目前临床多给予脑卒中后平衡障碍患者综合治疗干预，视觉反馈平衡训练系统是近年来应用较多的一种平衡障碍和偏瘫治疗新技术，在改善平衡和运动功能障碍、提高生活质量等方面具有积极作用[2]。针灸也是脑卒中后平衡功能康复治疗中应用较多的中医手段，通过针灸可以提高痿软肌群的肌力及降低痉挛肌群的肌张力，以协调肌群之间的运动，同时能够增强本体感觉的输入，促进本体感觉恢复[3]，而本体感觉恢复后可缓解平衡障碍。目前平衡功能恢复的效果评定主要为一些神经电生理指标和功能评价量表，视觉反馈平衡仪和针灸对脑运动功能重组的具体作用机制尚未明确，这也限制了卒中后平衡恢复的深入发展。近年来，功能磁共振成像(fMRI)技术有助于了解卒中后脑结构和功能的塑形改变，为进一步深入探讨脑卒中后运动功能损伤和恢复机制提供可能[4]。本研究利用静息态血氧水平依赖性功能磁共振成像(BOLD-fMRI)和弥散张量成像(DTI)技术，观察平衡仪联合踝围刺法治疗脑卒中伴平衡障碍患者前后各脑区fMRI参数的改变，旨在探讨平衡仪联合踝围刺法对脑卒中平衡功能障碍的影响，及该联合疗法对脑卒中后神经可塑性和运动功能重组的作用机制。

1.1 一般资料 采用随机数字表法，将2020年7月至2022年7月在我院康复科住院的90例脑卒中后平衡障碍患者分为对照组、平衡组和联合组，各30例。3组患者的一般资料比较差异无统计学意义(P>0.05)，具有可比性，见表1。

纳入标准：3组患者符合第四届全国脑血管病会议制定的脑出血或脑梗死诊断标准[5]，并经MRI或CT确诊患者，为首次发病者，年龄介于20～70岁患者，病灶位于一侧大脑半球患者，病程<6个月的患者，参与本次研究过程中生命体征平稳者，既往无其他中枢和周围神经系统病史者，能够在有或无辅助装置下睁眼状态下维持静态站立至少1 min，能完成站立位上肢前伸者。本研究经过患者本人及家属同意，并签署知情同意书。

排除标准：将合并意识不清、认知功能障碍、明显言语障碍及视听觉障碍，偏侧忽略和偏盲，不能配合临床检查者，伴下肢关节、肌肉病症者，双侧大脑半球病变，肢体震颤及共济失调不能配合者，心、肺、肝、肾等重要脏器功能减退或衰竭者，需要长期服用抗眩晕药、镇静安眠药，不能停药者以及有MRI检查禁忌证者排除。

表1 3组一般资料对比

1.2 方法

1.2.1 对照组 康复科常规运动训练，方法包括神经肌肉促进技术、核心肌群训练、重心转移。由同一名专业治疗师进行运动训练。训练时长为1次40 min，1次/d，每周5次，共4周。

1.2.2 平衡组 在对照组的基础上采用DK-PHY平衡功能检测训练仪(石家庄杜康医疗 中国)进行平衡训练。方法：患者脱鞋站在静态平台上，利用显示屏提供的视觉反馈，让患者看到自己的重心位置，随着显示屏上的光标移动进行重心调整，即重心前-后，左-右转移及坐-站。均由同一名专业治疗师对平衡组和联合组患者进行平衡功能检测训练仪的使用指导并讲解注意事项，20 min/次，1次/d，每周5 d，共4周。

1.2.3 联合组 在常规运动训练的基础上，先行患侧踝关节围刺法，针刺结束后立即使用DK-PHY平衡功能检测训练仪进行平衡训练。联合治疗法1次/d，每周5 d，共4周。选取上绝骨、丘墟、照海、解溪、中封、申脉、昆仑、商丘等穴位。患者仰卧位，取患侧肢体穴位，先针刺上绝骨，上绝骨位于绝骨穴与同水平胫骨外缘连线的中点，直刺1.0～1.5寸，采用提插捻转泻法，使患侧踝关节背屈; 接着采用丘墟透照海，用3寸毫针由丘墟穴沿外踝间隙向照海穴透刺，以在照海穴能触到针尖为度，得气后将针稍稍退到1寸左右留针，再用1寸半毫针直刺解溪、中封、申脉、昆仑、商丘形成围刺踝关节，行针手法采用轻度小幅度捻转手法，以上穴位均留针30 min。以上操作均由同一名针灸医师操作，针灸针均为华佗牌毫针0.25 mm×40 mm 和0.25 mm×75 mm，每次留针10 min。

1.3 观察指标 分别在治疗前、治疗后2周和治疗后4周时进行以下评价。

1.3.1 平衡功能 采用DK-PHY平衡功能检测训练仪(石家庄杜康医疗 中国)检测患者重心偏移程度、最大摆动幅度。具体检测项目包括：(1)重心转移轨迹参数：轨迹长、左右偏离、外周面积、单位面积轨迹长和矩形面积。(2)重心转移距离参数：包括X轴重心转移距离均值(Mean-X)、Y轴重心转移距离均值(Mean-Y)、X轴重心转移距离最大值(Max-X)、Y轴重心转移距离最大值(Max-Y)、重心转移距离(LSKG)、重心转移面积(SSKG)、重心转移面积比(LFS)。(3)体质量分布系数(WDI)和稳定性系数(SI)。

1.3.2 MRI指标 采用美国GE公司Discovery 750型3.0T MRI系统首先进行常规磁共振T1WI、T2WI、DWI扫描，明确病变部位者，进行静息态BOLD-fMR和DTI扫描。(1)双侧感觉运动区(SMC区)、主运动区(M1区)、辅助运动区(SMA区)、小脑的比率低频振幅(fALFF)：结构成像序列参数为TR=2 000 ms，TE=2.27 ms，矩阵=256×256，体素=1 mm×1 mm×1 mm，层厚=1 mm，层间距=1.5 mm，FOV=250 mm×250 mm，反转角8，共176层。BOLD-fMRI通过回波平面成像(EPI)序列扫描：TR=3 300 ms，TE=30 ms，矩阵为70×70，层厚=3 mm，层间距=0 mm，反转角 90°，层数为48层。(2)皮质脊髓束(CST)的各向异性分数(FA)：DTI采用平面回波序列，具体参数为：TR=7 000 ms，TE=100 ms，翻转角度=90°，矩阵=82×82，FOV=250 mm×250 mm，层厚=3 mm，层间距=0 mm，体素为 3 mm×3 mm×3 mm，扩散敏感梯度方向30个，扩散敏感系数：1 000 s/mm2，轴位扫描得到未加梯度弥散加权成像(b=0)，每个梯度方向扫描50个连续层面。

2.1 3组患者重心转移轨迹参数比较 3组患者治疗前重心转移轨迹参数比较差异无统计学意义(P>0.05)。治疗后2周和4周时，3组患者轨迹长、左右偏离、外周面积和矩形面积等参数均显著降低，单位面积轨迹长均显著增加(P<0.05)。联合组患者治疗后2周和4周时的轨迹长、左右偏离、外周面积和矩形面积等参数均显著小于对照组和平衡组，单位面积轨迹长显著大于对照组和平衡组(P<0.05)。见表2。

表2 3组患者治疗前后重心转移轨迹参数比较

2.2 3组患者重心转移距离参数比较 3组患者治疗前重心转移距离参数比较差异无统计学意义(P>0.05)。治疗后2周和4周时3组患者各项重心转移距离参数均呈显著降低趋势，对照组患者治疗后2周和4周时的各项参数均显著大于平衡组和联合组(P<0.05)。联合组患者治疗后2周和4周时各项重心转移距离参数均显著小于对照组和平衡组(P<0.05)。见表3。

表3 3组患者治疗前后重心转移距离参数比较

2.3 3组患者WDI和SI比较 3组患者治疗前WDI和SI比较差异无统计学意义(P>0.05)，治疗后2周和4周时的WDI和SI均呈显著降低趋势(P<0.05)。平衡组和联合组患者治疗后2周和4周时的WDI和SI均显著低于对照组，联合组患者治疗后2周和4周时的WDI和SI均显著低于平衡组(P<0.05)。见表4。

表4 3组患者治疗前后WDI和SI比较

2.4 3组患者fALFF比较 3组患者治疗前SMC区、M1区、SMA区和小脑等fALFF比较，差异无统计学意义(P>0.05)。经过治疗，3组患者SMC区、M1区、SMA区和小脑等fALFF均呈显著增加趋势(P<0.05)。联合组患者治疗后2周和4周时SMC区、M1区、SMA区和小脑等fALFF均显著大于对照组和平衡组，平衡组显著大于对照组(P<0.05)。见表5。

表5 3组患者治疗前后fALFF比较

2.5 3组患者皮质脊髓束FA比较 3组患者患侧皮质脊髓束FA均显著低于健侧(P<0.05)。经过治疗，3组患者患侧皮质脊髓束FA均显著增加(P<0.05)。联合组患者治疗后2周和4周时的患侧皮质脊髓束FA均显著大于对照组和平衡组，平衡组患者显著大于对照组(P<0.05)。见表6。

表6 3组患者治疗前后皮质脊髓束FA比较

脑卒中已经成为严重影响我国居民生命健康的重要疾病，且发病率呈逐年升高趋势，也呈现年轻化发病趋势。卒中后平衡障碍是造成身体功能恢复不良以及残疾的最重要因素，平衡功能障碍能够造成运动控制障碍、步态异常居家康复后步行跌倒风险增加[6]。目前大量研究均发现超过70%的卒中患者在住院及出院后6个月内出现过跌倒，其中近1/3的患者发生骨折，因此造成半数以上患者平衡信心不足，对康复锻炼产生恐惧，进一步减少了活动锻炼，其独立性丧失、社会交流减少，产生抑郁情绪，严重影响患者生活质量，因此对于卒中患者尤其是卒中后平衡障碍患者需进行平衡功能训练[7]。

本研究采用的平衡功能检测训练仪是一种视觉反馈训练系统，能够将患者训练过程中的重心摆动情况实时显示在显示屏上，视觉信号经过视觉传导通路传递至大脑皮层视觉中枢，经思维意识中枢进行分析处理做出决策后向运动区传递信号，经皮质-脊髓束将指令传递至脊髓α运动神经元，控制身体肌肉群做出重心移动动作[8]。王晓春等[9]进行的一项荟萃分析结果表明，与常规平衡训练比较，采用视觉反馈平衡系统训练的脑卒中患者平衡能力和日常生活活动能力提升更高。本研究也发现，平衡组患者治疗后2周和4周时的重心转移轨迹参数、重心转移距离参数以及WDI和SI均显著优于对照组，说明视觉反馈平衡仪能够提升卒中后平衡障碍改善效果。

脑卒中偏瘫足下垂、内翻严重影响患者的步态功能，中医上辨证取穴、循经取穴是针灸取穴的主要理论依据，大多数治疗中风偏瘫足下垂、内翻主要取足三阳经穴，从经络循行路线来看，足三阳经均经过小腿及足部，本研究所选用的穴位包括上绝骨、丘墟、照海、解溪、中封、申脉、昆仑、商丘等，均位于人体踝部与足部，分布有皮神经、胫神经、腓肠神经等与运动相关的重要神经。现代医学表明，丘墟穴在改善脑组织功能、增强偏瘫患者患侧下肢肌力等方面具有十分重要的作用，刺激丘墟穴时可明显增加软瘫肌群的肌电运动电位，中医上也认为刺激丘墟穴时可明显改善脑卒中患者的踝关节背屈功能[10]。绝骨穴又名悬钟穴，属于足少阳胆经，浅层布有腓肠外侧皮神经，深层有腓深神经的分支，针刺上悬钟穴有填精益髓、舒筋通络之功；
解溪位于足背踝关节横纹的中央，拇长伸肌腱与趾长伸肌腱之间，布有腓浅神经，腓深神经和胫前动、静脉，配商丘、丘墟、昆仑、太溪，有舒筋活络的作用。因此，诸穴相合共奏调和气血、濡养宗筋、疏经通络之功。腕踝针能够刺激皮下浅表的神经外周和中枢感受器，兴奋信号通过神经末梢传导至中枢神经，从而调节人体相关功能。脑卒中主要表现为局灶性神经功能缺损，通过腕踝针能够改善颅脑损伤中发生的微血管灌流，保护神经元，促进神经元修复和功能重建，进而改善功能障碍症状。方美凤等[11]发现通过腕踝针能够明显改善脑卒中偏身感觉障碍患者生活质量、生活自理能力、运动功能，减轻偏身感觉障碍程度。本研究联合组在常规康复和视觉反馈平衡仪干预基础上给予患者腕踝针治疗，结果表明，联合组患者治疗后2周和4周时的重心转移轨迹参数、重心转移距离参数以及WDI和SI均显著优于对照组和平衡组，说明视觉反馈平衡仪联合腕踝针提升卒中后平衡障碍改善效果更佳。

本研究以MRI技术探讨了视觉反馈平衡仪联合腕踝针治疗脑卒中后平衡障碍的机制，结果发现联合组患者治疗后2周和4周时SMC区、M1区、SMA区和小脑等fALFF以及患侧皮质脊髓束FA均显著大于对照组和平衡组，平衡组显著大于对照组(P<0.05)。BOLD-fMRI可以通过检测组织中脱氧血红蛋白含量的变化来间接测量脑神经元的活动改变。低频振幅(ALFF)是血氧水平依赖功能磁共振成像技术的一种研究方法，为静息态下直接观测人脑局部脑活动的常用方法，能够直接观察脑部功能活动血氧依赖水平信号基线变化的幅度，可提示脑部神经元的自发活动。fALFF是低频振幅与全脑频率之比，旨在去除脑脊液噪声信号对低频振幅的影响，是对ALFF标准化的一种分析措施[12]。研究发现，脑卒中上肢功能患者静息态fALFF降低，通过治疗该指标提高[13]。皮质脊髓束是机体运动功能最重要的纤维束，通过DTI能够可视化检查，FA取决于大脑白质组织水平和完整性[14]，魏彧等[15]研究发现，脑卒中患者病灶侧皮质脊髓束FA显著降低，FA与上肢运动功能评分呈显著正相关性，提示可通过各脑区fALFF及皮质脊髓束FA评估脑卒中后平衡障碍和功能障碍的指标。本研究纳入研究对象较少，未进行长期随访，对于fMRI在脑卒中后平衡障碍患者长期疗效评估中的价值仍有待进一步验证。

综上所述，视觉反馈平衡仪联合腕踝针能够改善脑卒中后平衡障碍患者平衡功能，这与脑卒中后神经可塑和运动功能重组有关，可将fALFF和FA作为平衡障碍康复指标使用。

利益相关声明：所有作者声明不存在任何利益冲突。

作者贡献说明：周晶晶：酝酿和设计实验，实施研究，采集、分析数据，统计分析，起草论文；
邓海鹏、焦黛妍、刘思宏、张建萍：实施研究，采集、分析数据，统计分析，对论文的知识性内容作批评性审阅。