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本文通过系统综述和荟萃分析,探讨小脑重复经颅磁刺激(rTMS)对脑卒中康复的影响。研究发现,小脑 rTMS 在改善吞咽和运动功能(如平衡、日常生活活动能力)方面有一定效果,但仍存在局限性,未来需更多高质量研究。
1. 引言
脑卒中是导致残疾和死亡的主要原因之一,严重影响患者日常生活和自理能力,给个人、家庭和社会带来沉重负担。传统康复方法疗效有限,非侵入性神经调节方法为脑卒中康复带来新希望。重复经颅磁刺激(rTMS)作为一种非侵入性策略,可通过脉冲磁场改变神经元膜电位,调节特定脑区神经兴奋性,对脑卒中恢复至关重要。近年来,针对小脑的 rTMS 研究逐渐增多,小脑不仅参与运动协调,还与言语、注意力和空间关系感知等有关,且与大脑形成复杂神经网络。然而,目前关于小脑 rTMS 对脑卒中恢复益处的研究较少,相关试验规模较小,缺乏综合分析。本系统综述和荟萃分析旨在全面评估小脑 rTMS 对脑卒中恢复的影响,为临床治疗提供参考。
2. 方法
本分析遵循 Cochrane 系统评价干预手册的指南,并按照 PRISMA 标准呈现结果。该系统综述已在 PROSPERO 前瞻性注册,注册号为 CRD42024534244。
2.1 搜索策略
在 Web of Science、PubMed 和 EMBASE 等数据库中进行检索,检索时间从数据库建立至 2024 年 3 月 31 日。同时,查阅相关的荟萃分析、综述及已识别研究的参考文献列表,以扩大搜索范围。检索采用医学主题词(MeSH)和相关关键词相结合的方式,根据各数据库的独特索引和分类方法进行。以 PubMed 为例,具体检索策略见相关表格。
2.2 纳入与排除标准
按照 PICOS 框架定义纳入和排除标准。纳入标准包括:脑卒中患者;干预措施为针对小脑的 rTMS 或 theta 爆发刺激(TBS);对照组为标准康复联合假 rTMS 或仅标准康复;所有反映脑卒中康复治疗效果的结局指标;研究设计为随机对照试验(RCTs)、非随机对照试验或病例报告。排除标准包括:研究对象为健康个体或非脑卒中患者;刺激目标区域不是小脑;书籍、学位论文、会议论文、综述或信件;动物实验;无法获取全文;非英文出版物;数据不完整、原始数据无法获取或联系作者后仍无法获取全文的研究。
2.3 研究选择
将收集到的所有研究录入 EndNote 20 文献管理系统,利用程序内置工具识别并剔除重复文献。两名研究者(HBL 和 LS)分别评估每项研究的标题和摘要,然后根据预先制定的标准进行筛选。为进一步筛选,两名 reviewers 需获取并审查全文,排除不符合纳入标准的文献,以确认其适用性。若在审查过程中出现分歧,则在主要研究者(KZ)的参与下达成共识。
2.4 数据提取
两名 reviewers(KZ 和 XLX)分别从纳入研究中收集以下信息:干预前后的测量指标或这些时间点之间的差异;患者特征(人数、性别、年龄、发病时间);TMS 刺激参数(刺激频率、刺激强度、靶点、脉冲数、刺激持续时间、线圈类型和刺激部位);文章信息(作者姓名、发表年份);试验方法(是否与传统康复治疗相结合)。
2.5 质量评估
采用物理治疗证据数据库(PEDro)评估纳入 RCTs 的质量,该量表包含 11 个标准,第一项不评分,最高可得 10 分。得分 9 - 10 分为 “优秀”,6 - 8 分为 “良好”,4 - 5 分为 “一般”,低于 4 分为 “较差”。对于病例报告,使用 Joanna Briggs Institute 的 JBI 量表进行评估。按照 Cochrane 系统评价干预手册中的指南评估偏倚风险。两名 reviewers(KZ 和 XLX)独立评估所有研究的质量,通过讨论解决分歧并达成共识。
2.6 数据分析
使用 Review Manager 5.4 进行统计分析。标准化均数差(SMD)及其 95% 置信区间作为量化连续结局的合并指标。利用 WebPlotDigitizer 提取图片中的数值数据。通过 Cochran's Q 检验和 I2 统计量评估研究间的异质性。若 P 值≥0.1 且 I2≤50%,则采用固定效应模型;否则,采用随机效应模型。若存在显著异质性,则进行亚组分析和敏感性分析。以 P < 0.05 为具有统计学意义。对于不适合进行荟萃分析的研究(如病例报告),对其主要结果进行定性分析,并与荟萃分析结果相结合。若针对单个分析目标的研究数量不足,则不进行荟萃分析,仅对结果进行定性描述。
3. 结果
3.1 搜索结果
共筛选了 489 篇摘要,其中 36 项研究进入全文 eligibility 评估。最终,18 项研究(RCT:14 项,病例报告:4 项)符合系统评价的纳入标准,涉及 638 名参与者。14 项 RCT 研究纳入荟萃分析,其中 9 项研究(321 名参与者)探讨了小脑 TMS 对脑卒中后运动功能障碍的影响,5 项研究(293 名受试者)研究了小脑 TMS 对脑卒中后吞咽困难的影响。在方法学质量方面,3 项研究被评为 “优秀”,9 项研究为 “良好”,2 项研究为 “一般”,质量评分范围为 1 - 9 分(平均 7 分),表明试验整体质量良好。Cochrane 评估显示研究的偏倚风险和整体质量适中。
3.2 试验特征
18 项试验的主要临床特征和干预参数详情见相关表格。
3.2.1 TMS 对脑卒中后吞咽困难的影响
6 项研究中有 5 项为 RCTs,共 293 名受试者随机分为真 TMS 组和假刺激组。部分研究纳入了幕下区域脑卒中患者,部分纳入了半球脑卒中患者。参与者平均年龄在 49 - 66 岁之间,脑卒中发病时间为 1 周 - 6 个月,吞咽困难严重程度通过 FEDSS 评估,范围为 0 - 6。2 项研究采用 iTBS,3 项研究采用高频 rTMS(5Hz 或 10Hz),5 项研究将干预措施与吞咽康复治疗相结合。治疗参数在不同研究中存在差异,使用的 TMS 线圈包括 figure - of - eight 线圈、双锥线圈和圆形线圈,刺激强度为 80% - 110% RMT,每次治疗的脉冲数为 250 - 1800 个,持续时间为 190s - 20min,刺激部位包括小脑的特定区域,部分研究采用双侧刺激。
3.2.2 TMS 对脑卒中后运动功能障碍的影响
12 项研究中有 9 项为 RCTs,共 321 名受试者随机分为真 TMS 组和对照组。部分研究纳入了小脑或脑干脑卒中患者,部分纳入了半球脑卒中患者。参与者平均年龄在 51 - 76 岁之间,脑卒中发病时间多在 2 周以后。平衡功能通过 BBS 评估,范围为 0 - 56;步行能力通过 10 MWT 评估;下肢运动功能通过 FMA - LE 评估。6 项研究采用 iTBS,2 项研究采用低频 rTMS(1Hz),1 项研究同时使用低频 rTMS 和 cTBS,6 项研究将干预措施与传统物理治疗相结合。治疗参数在不同研究中存在差异,多数研究使用 figure - of - eight 线圈,刺激强度为 90% - 110% RMT 或 80% AMT,每次治疗的脉冲数为 600 - 1200 个,持续时间为 80s - 15min,刺激部位包括受损或未受损的小脑外侧区域,部分研究采用双侧刺激。
3.3 荟萃分析:TMS 对脑卒中后吞咽困难的影响与对照组比较
5 项关于脑卒中后吞咽困难的 RCTs 纳入荟萃分析。吞咽困难评估指标包括 Fiberoptic Endoscopic Dysphagia Severity Scale(FEDSS)、Penetration Aspiration Scale(PAS)和 Standardized Swallowing Assessment(SSA)。汇总数据显示无明显异质性,采用固定效应模型。rTMS 组和假刺激组之间存在显著差异,亚组分析表明,不同评估指标下,rTMS 均能显著改善吞咽功能,且双侧和单侧小脑刺激在治疗吞咽障碍方面均有效,但两者有效性无明显差异。敏感性分析表明,去除任何一项研究对总体结果影响不大。
3.4 荟萃分析:TMS 对脑卒中后运动功能障碍的影响与对照组比较
6 项针对脑卒中后运动功能障碍的 RCTs 纳入荟萃分析。
3.4.1 平衡功能评估
5 项 RCTs 报告了 BBS 评分,存在显著异质性,采用固定效应模型。结果显示 TMS 组的 BBS 评分显著高于对照组。亚组分析表明,iTBS、超过 10 次的 TMS 刺激以及刺激对侧小脑在改善平衡功能方面更有效。
3.4.2 下肢运动功能评估
3 项 RCTs 报告了 FMA - LE 评分,存在异质性,荟萃分析结果显示 TMS 组和对照组之间无统计学意义上的差异。
3.4.3 步行能力评估
3 项 RCTs 报告了 10MWT 结果,2 项 RCTs 报告了 TUG 结果,均无明显异质性,采用固定效应模型。meta 分析表明 rTMS 组和假刺激组在 10MWT 和 TUG 评分上均无显著差异。
3.4.4 日常生活活动能力评估
4 项 RCTs 报告了 Barthel Index(BI)评分,采用固定效应模型。meta 分析显示 TMS 组的 BI 评分显著高于对照组。
3.5 定性分析:TMS 对脑卒中后吞咽困难和运动功能障碍的影响
7 项关于脑卒中后功能障碍的研究(RCT:3 项,病例报告:4 项)进行了定性分析。部分病例报告显示,小脑 rTMS 刺激可改善吞咽功能,如降低 cPAS 评分;在运动功能方面,可改善下肢肌张力、缓解共济失调症状等。
3.6 安全性评估
18 项研究中仅 7 项报告了不良事件,其中 6 项研究指出未发生严重不良事件,1 项研究使用不良事件问卷发现组间无差异。
4. 讨论
本综述对 18 项试验的分析表明,小脑 rTMS 对脑卒中后的康复有显著贡献,尤其在改善吞咽和运动功能方面。然而,相关研究数量仍然有限,在其他方面的探索也有待加强。
4.1 小脑 rTMS 对吞咽功能的疗效
吞咽困难是脑卒中后的常见问题,可增加肺炎风险。小脑在吞咽运动的精确控制中发挥重要作用,通过与延髓及 cerebello - thalamo - cortical 回路的关联,参与吞咽运动的调节。
4.1.1 小脑 rTMS 的疗效
系统综述和荟萃分析表明,高频 rTMS 或 iTBS 刺激小脑可改善脑卒中患者的吞咽功能。小脑的抑制作用在吞咽调节中起重要作用,高频 rTMS 可减少抑制输出,增加小脑皮层活动,并通过 cerebello - thalamo - cortical 回路进行精细调节,促进吞咽功能恢复。此外,小脑靶向 rTMS 还可调节皮层兴奋性,重建中枢神经系统,形成新的神经网络,从而增强吞咽功能。
4.1.2 刺激部位
亚组分析显示,双侧或单侧小脑刺激均可显著改善脑卒中患者的吞咽功能,但双侧刺激并不比单侧刺激更有效。虽然有研究表明刺激双侧大脑半球可能比单侧更具临床疗效,但在小脑刺激中,双侧刺激增加的皮层兴奋性并未转化为更显著的临床吞咽功能改善。这可能与单侧刺激的不同小脑刺激部位有关,因为吞咽是一个双侧过程,小脑 rTMS 无论是刺激同侧还是对侧,都可对抗皮层缺陷对吞咽准确性的抑制作用。
4.1.3 线圈选择
不同研究的刺激方案存在差异,不同的线圈如 figure - of - eight 线圈和双锥线圈会影响刺激效果的强度。figure - of - eight 线圈提供集中刺激,双锥线圈可诱导更深的磁场,更适合刺激小脑。然而,目前多数研究仍推荐使用 figure - of - eight 线圈,未来研究应比较这两种线圈对脑卒中康复的影响,以选择更合适的刺激方案。
4.1.4 刺激频率和刺激持续时间
本 meta 分析中,刺激持续时间均为 10 次治疗,小脑 rTMS 的频率有所不同。亚组分析表明,5Hz rTMS、10Hz rTMS 和 iTBS 刺激频率均可改善脑卒中患者的吞咽功能,但 iTBS 在 FEDSS 评估中可能更具优势。先前研究也证实了高频 rTMS 和 iTBS 对改善吞咽功能的有效性,但由于研究数量有限,其研究结果的普遍性和临床价值仍需进一步验证。
4.2 小脑 rTMS 对运动功能的疗效
运动功能障碍是脑卒中的常见且严重后果,影响患者日常生活和恢复。除大脑皮层外,小脑在运动的精确控制和协调中起关键作用,小脑损伤会影响患者的运动功能。rTMS 可调节小脑神经元的兴奋性,影响神经可塑性,高频 rTMS 增强长时程增强(LTP),低频 rTMS 诱导长时程抑制(LTD),从而调节小脑神经网络功能。此外,小脑与多个脑区有广泛的纤维连接,小脑 rTMS 可通过调节 cerebello - thalamo - cortical 回路,调节皮层兴奋性,促进运动功能恢复,并利用半球间抑制机制改善脑卒中后的运动功能障碍。
4.2.1 小脑 rTMS 对平衡功能的疗效
研究表明,高频 rTMS 刺激小脑可显著改善脑卒中患者的运动功能,尤其是平衡功能,提高患者的日常生活活动能力。小脑、丘脑和大脑皮层的多个区域参与身体的平衡控制,小脑 rTMS 可能通过促进神经可塑性,优化大脑皮层和小脑之间的回路,调节神经肌肉控制模式和力量,以及影响整体脑网络的整合和调节,来改善平衡功能。亚组分析显示,小脑 iTBS、超过 10 次的刺激以及刺激对侧小脑在改善脑卒中后的平衡功能方面更有效。
4.2.2 小脑 rTMS 对步行能力和下肢运动功能的疗效
本综述显示,小脑 rTMS 对下肢运动功能和步行能力(通过 FMA - LE 和 10MWT 评估)的影响有限。然而,部分研究表明小脑 iTBS 可显著改善下肢运动功能,且在 10MWT 评估中,部分研究显示 rTMS 干预后有显著改善。结果的差异可能与参与者数量有限或病变部位不同有关,需要更多研究来确认这些结果,并明确 rTMS 在改善脑卒中患者步行能力和下肢运动功能方面的作用。
4.2.3 小脑 rTMS 对肌张力障碍和共济失调的疗效
小脑 rTMS 可能是治疗脑卒中后共济失调的有前景的方法。共济失调是由于小脑功能受损导致的姿势控制和运动协调障碍,小脑 rTMS 可促进小脑的神经可塑性,增强小脑与大脑皮层的相互作用,从而改善共济失调症状。此外,小脑在控制运动协调和维持肌肉张力方面起关键作用,小脑功能受损可导致肌张力障碍,小脑 rTMS 可通过调节 cerebello - thalamo - cortical 回路,改善肌张力障碍。
4.3 局限性
本研究存在一些局限性。首先,文献均为英文,可能存在发表偏倚。其次,研究纳入的异质性可能与 TMS 参数(如频率、强度和治疗持续时间)有关。第三,搜索的数据库有限,导致纳入研究数量受限。第四,本研究未纳入随访的结局指标,无法确定小脑 rTMS 对脑卒中康复的改善效果是否具有长期效应。第五,研究人群中脑卒中患者未分类,结果可能受功能障碍严重程度和脑卒中部位的影响。最后,样本量有限且缺乏详细的脑卒中患者分类,限制了对小脑 rTMS 在不同类型脑卒中中作为辅助或单一治疗有效性的理解。
5. 结论
小脑 rTMS 在改善脑卒中患者的吞咽和运动功能(尤其是平衡和日常生活活动能力)方面显示出一定效果。然而,参与者特征、研究方案和刺激参数等因素会影响小脑 rTMS 对脑卒中康复的效果,且目前相关文献数量有限。未来研究应扩大样本量,提高研究质量,增加长期随访,更严格地监测和报告安全性数据,并关注小脑 rTMS 在不同类型脑卒中中的疗效,与运动皮层刺激进行比较研究,以充分探索其应用潜力。总体而言,小脑 rTMS 有望成为脑