Effects of high-frequency repetitive transcranial magnetic stimulation and hyperbaric oxygen in patients with post-stroke cognitive impairment
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摘要:目的
分析高频重复经颅磁刺激(rTMS)联合高压氧对脑卒中后认知功能障碍(PSCI)患者的影响。
方法选取118例PSCI患者, 随机分为观察组(n=59)和对照组(n=59)。对照组接受常规药物治疗联合高压氧干预, 观察组在对照组基础上另加用高频rTMS进行治疗。比较2组治疗前后蒙特利尔认知评估量表(MoCA)、洛文斯顿作业疗法认知评定量表(LOTCA)及改良Barthel指数(MBI)评分。
结果观察组干预期间无脱组病例, 剩余59例有效病例, 对照组自主退出1例, 剩余58例有效病例。治疗后, 2组的MoCA各维度评分及总分高于治疗前, 且观察组注意与集中、延迟记忆、语言、视空间/执行以及抽象思维维度评分均高于对照组, 差异有统计学意义(P < 0.05); 2组的LOTCA各维度评分及总分高于治疗前, 且观察组高于对照组, 差异有统计学意义(P < 0.05); 2组MBI评分高于治疗前, 且观察组高于对照组, 差异有统计学意义(P < 0.05)。
结论与高压氧单独治疗相比, 高频rTMS联合高压氧治疗在改善脑卒中患者认知障碍和日常生活能力方面具有显著优势。
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关键词:
- 高频重复经颅磁刺激 /
- 高压氧 /
- 脑卒中后认知功能障碍 /
- 蒙特利尔认知评估量表 /
- 洛文斯顿作业疗法认知评定量表 /
- 改良Barthel指数
Abstract:ObjectiveTo analyze the effects of high-frequency repetitive transcranial magnetic stimulation (rTMS) combined with hyperbaric oxygen in patients with post-stroke cognitive impairment (PSCI).
MethodsA total of 118 patients with PSCI were randomly divided into observation group (n=59) and control group (n=59). The control group received conventional drug therapy combined with hyperbaric oxygen intervention, and the observation group was treated with high-frequency rTMS on the basis of the control group. Montreal Cognitive Assessment Scale (MoCA), Lovingston Occupational Therapy Cognitive Assessment (LOTCA) and Modified Barthel Index (MBI) score were compared between the two groups before and after treatment.
ResultsDuring the intervention period, there were no drop-out cases in the observation group, remaining 59 effective cases, and one case in the control group withdrew voluntarily, remaining 58 effective cases. After treatment, the item scores and total scores of MoCA in the two groups were significantly higher than before treatment, and the scores of attention and concentration, delayed memory, language, visuospatial/executive and abstract thinking in the observation group were significantly higher than those in the control group (P < 0.05); the item scores and total scores of LOTCA Scale in the two groups were significantly higher than before treatment, and the observation group was significantly higher than the control group (P < 0.05); the MBI scores in the two groups were significantly higher than before treatment, and the observation group was significantly higher than the control group (P < 0.05).
ConclusionCompared with hyperbaric oxygen therapy alone, high-frequency rTMS combined with hyperbaric oxygen has significant advantages in improving cognitive impairment and daily living ability in patients with stroke.
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脑卒中高发于中老年群体，以缺血性脑卒中较为常见，患者主要表现为手脚麻木、口眼歪斜等症状[1]。认知障碍及神经功能损伤是临床常见的卒中后并发症, 50%~70%的患者伴有卒中后认知功能障碍(PSCI), 30%的患者可进展为血管性痴呆[2-3]。高压氧治疗可增加血氧浓度，缓解脑组织损伤并改善脑代谢，有利于神经功能恢复[4]。重复经颅磁刺激(rTMS)是一种无创物理疗法，通过刺激大脑皮质引发局部及相关的远隔效应，目前在神经康复领域应用较为广泛[5]。但受刺激频率、刺激强度和治疗时间等因素影响，不同文献报道的rTMS干预效果差异较大[6]。本研究主要分析高频rTMS联合高压氧治疗对PSCI的影响，为脑卒中rTMS的规范化治疗提供参考，现将结果报告如下。
1. 资料与方法
1.1 一般资料
选取2020年2月—2021年6月就诊的118例PSCI患者为研究对象，采用随机数字表法分为观察组(n=59)和对照组(n=59)。纳入标准: ①经临床MRI、CT、脑血管造影等检查确诊，符合第4届全国脑血管病会议通过的脑卒中(蛛网膜下腔出血、脑出血、脑梗死)诊断标准者[7]; ②年龄45~65岁，首次发病且病情稳定无进展者; ③蒙特利尔认知评估量表(MoCA)评分 < 26分者; ④脑卒中恢复期患者; ⑤自愿参加本研究者。排除标准: ①因严重认知障碍(MoCA评分≤16分)、失语症或其他因素导致无法配合调查研究者; ②合并内脏严重器质性病变或全身传染性疾病者; ③患有非脑卒中引发的神经系统疾病、抑郁症者; ④收缩压≥160 mmHg和(或)舒张压≥100 mmHg者; ⑤合并气胸、上呼吸道感染等高压氧治疗禁忌证者; ⑥合并体内金属异物置入、颅内压升高和癫痫等rTMS治疗禁忌证者。脱落标准: ①研究中途自主退出者; ②治疗依从性较差，影响研究结果分析者; ③治疗过程中出现新的脑梗死灶或脑出血加重，需终止治疗者。
本研究符合赫尔辛基人体试验标准，所有患者知情同意。2组一般资料比较，差异无统计学意义(P>0.05), 见表 1。
表 1 2组一般资料比较(x±s)[n(%)]一般资料 观察组(n=59) 对照组(n=59) χ2/t P 性别 男 32(54.24) 25(42.37) 1.663 0.197 女 27(45.76) 34(57.63) 年龄/岁 56.02±8.33 55.37±8.51 0.419 0.676 病程/月 1.81±0.32 1.72±0.26 1.677 0.096 卒中类型 缺血性卒中 38(64.41) 40(67.80) 0.151 0.697 出血性卒中 21(35.59) 19(32.20) 病灶部位 丘脑或基底节区 35(59.32) 31(52.54) 0.634 0.728 大脑皮层 22(37.29) 25(42.37) 脑干 2(3.39) 3(5.08) 1.2 治疗方法
1.2.1 对照组接受脑卒中基础治疗及高压氧治疗
患者入组后，根据卒中类型进行对症和对因治疗，同时给予神经营养支持、降压调脂、改善血液循环等支持治疗。病情稳定后开展认知训练: 通过辨认照片、视频复述、诗歌背诵法进行记忆训练，通过参观简易房间后提问屋内摆设的相关位置进行定向训练，通过拼图游戏进行视觉训练，通过数目顺序、猜测游戏进行注意力障碍训练，通过折纸进行执行力训练，上述训练1次/d, 30 min/次，每周治疗5次，共治疗8周。高压氧治疗: 采用烟台冰轮高压氧舱有限公司的YC24000J-X医用加压舱，加压20 min, 0.24 MPa稳压吸氧4次，每次20 min, 中间休息5 min, 减压20 min, 每次治疗时间为135 min; 上述治疗1次/d, 10次为1个疗程，每疗程结束后间隔休息2 d, 共治疗4个疗程。
1.2.2 观察组在对照组的基础上接受高频rTMS治疗
脑卒中基础治疗及高压氧治疗同对照组; rTMS治疗采用深圳英智科技有限公司的M-50脉冲磁场刺激仪，患者取仰卧位或者坐位，根据2020版rTMS临床治疗指南与2019-nCoV相关神经精神疾病治疗推荐的经颅磁刺激疗法应用指南[8]将“8”字线圈定位于左侧背外侧额叶，频率为10 Hz, 刺激强度为80%运动阈值(MT), 刺激量为1 200个。再定位于右侧背外侧额叶皮质，频率为1 Hz, 刺激强度为80%运动阈值，刺激量为800个，总共约30 min。1次/d, 每周5次，共治疗8周; 治疗过程中康复医师密切观察患者治疗感受，如有不适及时处理。
1.3 评估标准
1.3.1 MoCA[9]
该量表包括注意与集中(6分)、延迟记忆(5分)、语言(3分)、视空间/执行(5分)、抽象思维(2分)、命名(3分)、定向力(6分)共7个指标，总分0~30分，分值越高表示患者的认知能力越好, MoCA总分 < 26分判定为认知障碍。
1.3.2 洛文斯顿作业疗法认知评定量表(LOTCA)[10]
该量表从空间知觉、定向等7个方面评估患者认知能力，前3项次级子项目为5分制及定向中的2个次级子项目为8分制，其余均为4分制，最低1分，LOTCA量表总分119分，得分越高表示患者的认知功能越好。
1.3.3 改良Barthel指数(MBI)[11]
包括进食、洗澡等11项内容，除洗澡和个人卫生采用1~5分评分法外，其余各项均采用0、2、5、8、10分5级评分法，百分制计分，患者评分越低提示日常生活能力越差。
1.4 统计学分析
应用SPSS 22.0软件处理数据, 2组MoCA评分、LOTCA评分等计量资料以(x±s)表示，行t检验; 2组性别、卒中类型等计数资料采用[n(%)]表示，行χ2检验。P < 0.05表示差异有统计学意义。
2. 结果
2.1 2组MoCA评分比较
观察组干预期间无脱组病例，剩余59例有效病例，对照组自主退出1例，剩余58例有效病例。治疗后, 2组的MoCA各维度评分及总分高于治疗前，且观察组注意与集中、延迟记忆、语言、视空间/执行以及抽象思维维度评分均高于对照组，差异有统计学意义(P < 0.05); 2组命名、定向力评分比较，差异无统计学意义(P>0.05), 见表 2。
表 2 2组MoCA评分比较(x±s)分 条目 观察组(n=59) 对照组(n=58) 治疗前 治疗后 治疗前 治疗后 注意与集中 3.25±0.67 4.32±0.85*# 3.20±0.58 3.87±0.60* 延迟记忆 2.03±0.42 3.84±0.40*# 2.05±0.37 3.02±0.26* 语言 1.04±0.25 2.37±0.19*# 1.09±0.27 2.02±0.11* 视空间/执行 3.12±0.24 4.65±0.43*# 3.06±0.41 4.10±0.36* 抽象思维 0.98±0.11 1.42±0.13*# 1.01±0.16 1.26±0.10* 命名 1.53±0.20 2.64±0.50* 1.50±0.24 2.17±0.35* 定向力 3.42±0.63 4.90±0.96* 3.38±0.50 4.53±0.85* 总分 15.67±2.01 24.14±2.11* 15.29±2.24 20.97±2.37* MoCA: 蒙特利尔认知评估量表。与治疗前比较, *P < 0.05; 与对照组比较, #P < 0.05。 2.2 2组LOTCA评分比较
治疗后, 2组LOTCA量表各维度评分及总分高于治疗前，且观察组LOTCA量表各维度评分及总分高于对照组，差异有统计学意义(P < 0.05), 见表 3。
表 3 2组LOTCA评分比较(x±s)分 条目 观察组(n=59) 对照组(n=58) 治疗前 治疗后 治疗前 治疗后 空间知觉 8.11±1.24 10.25±1.30*# 8.06±1.27 9.62±1.14* 定向 9.68±1.03 13.31±2.56*# 9.53±1.27 11.26±2.39* 视知觉 12.89±2.02 14.97±2.63*# 12.94±2.31 14.02±2.60* 视运动组织 18.02±1.16 22.03±3.45*# 18.10±1.43 20.17±3.58* 思维操作 17.85±2.01 23.62±3.19*# 17.74±2.16 21.02±2.57* 专注力及注意力 2.10±0.22 2.96±0.37*# 2.13±0.20 2.43±0.29* 总分 68.65±5.17 87.14±6.33*# 68.30±5.01 78.52±4.89* LOTCA: 洛文斯顿作业疗法认知评定量表。与治疗前比较, *P < 0.05; 与对照组比较, #P < 0.05。 2.3 2组MBI评分比较
治疗后, 2组MBI评分高于治疗前，且观察组MBI评分高于对照组，差异有统计学意义(P < 0.05), 见表 4。
表 4 2组MBI评分比较(x±s)分 组别 时点 n MBI评分 观察组 治疗前 59 69.58±10.63 治疗后 59 78.64±8.21*# 对照组 治疗前 59 67.49±9.85 治疗后 58 75.32±7.50* MBI: 改良Barthel指数。
与治疗前比较, *P < 0.05; 与对照组比较, #P < 0.05。3. 讨论
脑卒中患者常伴有注意力、计算力、定向力等多领域的认知功能障碍，严重影响患者的生活质量，关于PSCI临床尚缺乏特效疗法，多采用药物治疗辅助认知训练[12-13]。但认知康复训练疗程长、见效慢，多数患者难以坚持，治疗效果不理想。高压氧治疗可有效增加脑组织供氧，清除氧自由基，缓解细胞凋亡，降低再灌注损伤; 同时可通过内源性途径促进神经干细胞增殖，有利于神经细胞恢复。既往研究[14]表明，高压氧治疗在改善卒中患者神经功能及认知功能障碍方面效果良好。研究[15]发现，脑卒中后运动功能障碍与双侧大脑半球间的整合失衡相关，卒中发生后患侧大脑半球运动皮质的抑制作用减弱，导致健侧大脑半球运动过度活跃，引发患侧大脑半球皮质运动区功能重组障碍。而rTMS治疗可有效调节双侧大脑半球皮质兴奋性恢复平衡，但目前临床尚无形成相关治疗的共识与规范[16]。本研究采用高频rTMS联合高压氧治疗脑卒中后认知功能障碍，获得良好干预效果。
本研究以118例PSCI患者为研究对象，分别给予其高压氧治疗及高频rTMS联合治疗，发现观察组治疗后MoCA及LOTCA评分改善效果较对照组存在显著差异，说明高压氧单独治疗及rTMS联合治疗均可有效改善脑卒中患者的认知功能，但后者的效果更佳。这得益于rTMS治疗可重塑大脑皮质整体或局部神经网膜功能的作用。rTMS电流可激活靶向定位皮质层的椎体神经元，引发轴突内部微观变化，提高突触功能的可塑性，恢复退化功能; 同时还可通过电流刺激增加神经递质、激素及神经生长因子的释放，提高大脑动脉血流量，调节脑代谢，改善脑皮质兴奋性及海马神经元存活率，从而促进认知功能恢复[17]。一项单中心研究[18]显示, 1 Hz rTMS治疗可提高脑卒中认知障碍患者视觉空间功能、记忆力和注意力评分及血清游离三碘甲状腺原氨酸(FT3)水平。吴少璞等[19]研究证明, 10 Hz高频rTMS联合高压氧治疗卒中后认知障碍可改善患者MoCA评分及P300波幅，这与本研究结论相符。由于脑卒中患者病变部位和严重程度不同，因此采用rTMS刺激不同部位皮质对认知功能的影响可能存在差异，本研究由于样本容量有限未展开分类讨论，因此该结果还有待后续研究进一步完善。
不同频率的rTMS刺激对大脑皮质的作用效果不同[20-21]。通常频率在1 Hz以下的为低频rTMS, 常用于抑制健侧大脑半球兴奋性，以降低其对患侧半球胼胝体抑制，达到间接提高患侧大脑半球兴奋性的目的; 频率高于1 Hz的属于高频rTMS, 可直接提高患侧大脑半球兴奋性。研究[22-23]显示，低频rTMS可改善患者上肢痉挛，而高频rTMS可提高手关节活动度，促进肢体功能恢复。还有研究[24-26]指出，高频rTMS对神经功能损伤的改善作用可能与脑源性神经营养因子/酪氨酸激酶受体B信号通路的激活有关，还与其促进乙酰胆碱、多巴胺等脑神经递质的释放及突触素的表达，调节神经递质代谢的作用相关。本研究以PSCI患者为样本，脑卒中病程处于恢复期，因此采用10 Hz高频rTMS进行治疗，以促进患侧神经功能恢复并改善日常生活能力，结果显示，观察组治疗后MBI评分显著高于对照组，可见高频rTMS联合高压氧治疗PSCI有利于改善患者日常生活能力，这与患者治疗后神经功能损伤恢复和认知功能改善关系密切，提示在脑卒中后不同阶段合理选择rTMS治疗方案可获得良好效果。
综上所述, 10 Hz高频rTMS联合高压氧治疗PSCI, 可改善患者神经功能损伤及认知功能，提高其日常生活能力，具有良好临床应用效果。但本研究存在不足之处，例如纳入样本量较少，并为单中心临床设计，部分结论可能存在偏倚，还需后续补足。
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表 1 2组一般资料比较(x±s)[n(%)]
一般资料 观察组(n=59) 对照组(n=59) χ2/t P 性别 男 32(54.24) 25(42.37) 1.663 0.197 女 27(45.76) 34(57.63) 年龄/岁 56.02±8.33 55.37±8.51 0.419 0.676 病程/月 1.81±0.32 1.72±0.26 1.677 0.096 卒中类型 缺血性卒中 38(64.41) 40(67.80) 0.151 0.697 出血性卒中 21(35.59) 19(32.20) 病灶部位 丘脑或基底节区 35(59.32) 31(52.54) 0.634 0.728 大脑皮层 22(37.29) 25(42.37) 脑干 2(3.39) 3(5.08) 
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表 2 2组MoCA评分比较(x±s)
分 条目 观察组(n=59) 对照组(n=58) 治疗前 治疗后 治疗前 治疗后 注意与集中 3.25±0.67 4.32±0.85*# 3.20±0.58 3.87±0.60* 延迟记忆 2.03±0.42 3.84±0.40*# 2.05±0.37 3.02±0.26* 语言 1.04±0.25 2.37±0.19*# 1.09±0.27 2.02±0.11* 视空间/执行 3.12±0.24 4.65±0.43*# 3.06±0.41 4.10±0.36* 抽象思维 0.98±0.11 1.42±0.13*# 1.01±0.16 1.26±0.10* 命名 1.53±0.20 2.64±0.50* 1.50±0.24 2.17±0.35* 定向力 3.42±0.63 4.90±0.96* 3.38±0.50 4.53±0.85* 总分 15.67±2.01 24.14±2.11* 15.29±2.24 20.97±2.37* MoCA: 蒙特利尔认知评估量表。与治疗前比较, *P < 0.05; 与对照组比较, #P < 0.05。
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表 3 2组LOTCA评分比较(x±s)
分 条目 观察组(n=59) 对照组(n=58) 治疗前 治疗后 治疗前 治疗后 空间知觉 8.11±1.24 10.25±1.30*# 8.06±1.27 9.62±1.14* 定向 9.68±1.03 13.31±2.56*# 9.53±1.27 11.26±2.39* 视知觉 12.89±2.02 14.97±2.63*# 12.94±2.31 14.02±2.60* 视运动组织 18.02±1.16 22.03±3.45*# 18.10±1.43 20.17±3.58* 思维操作 17.85±2.01 23.62±3.19*# 17.74±2.16 21.02±2.57* 专注力及注意力 2.10±0.22 2.96±0.37*# 2.13±0.20 2.43±0.29* 总分 68.65±5.17 87.14±6.33*# 68.30±5.01 78.52±4.89* LOTCA: 洛文斯顿作业疗法认知评定量表。与治疗前比较, *P < 0.05; 与对照组比较, #P < 0.05。
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表 4 2组MBI评分比较(x±s)
分 组别 时点 n MBI评分 观察组 治疗前 59 69.58±10.63 治疗后 59 78.64±8.21*# 对照组 治疗前 59 67.49±9.85 治疗后 58 75.32±7.50* MBI: 改良Barthel指数。
与治疗前比较, *P < 0.05; 与对照组比较, #P < 0.05。
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