使用H线圈的深度重复经颅磁刺激对脑卒中后下肢运动功能的影响：初步研究

脑卒中是导致长期残疾的主要原因，非侵入性脑刺激技术，如经颅磁刺激技术被认为是治疗卒中后运动障碍的一种有效干预方法。由上肢运动区的研究提出的大脑半球间竞争模型指出可以通过抑制健侧半球兴奋性，促进患侧半球兴奋性，改善大脑间失衡状态。然而，在卒中后慢性期，大脑半球间竞争，至少在上肢，被发现不如亚急性期明显，而且研究发现经胼胝体不对称性随时间而减少。此外，由于目前研究提出的观点，健康人的足部运动由双半球控制，研究者假设未受影响半球的下肢运动系统在卒中后发生的恢复机制中起着积极作用。

该研究的目的是评估双侧高频rTMS刺激卒中后慢性期患者下肢运动皮质的安全性和有效性。为了到达位于半球中皮质表面深处的下肢皮质运动区域，研究者使用H线圈进行rTMS治疗，旨在有效刺激颅骨下方约3-5厘米的深度。以往研究显示，与标准的8字线圈相比，H线圈只需较低的强度就能获得下肢运动反应和更大的感应电场。

方法

被试

10名脑卒中后患者。所有患者为大脑中动脉区域受损，其中6名患者是右侧半球，4名患者是左侧半球。患病时间为6个月到3年(慢性期)。年龄在49-74岁之间(平均62.2岁)

流程

这是一项双盲、安慰剂对照的交叉研究。每位患者都以随机顺序(真-假或假-真)接受了真、假两种rTMS治疗，两种治疗之间间隔4周洗脱期。分组后，每位被试收到两张编码磁卡(A和B)，每张卡片包含一种治疗模式(真或假)，通过指定磁卡确定治疗模式，可以有效确保双盲效果。每种治疗周期持续3周，11次高频rTMS治疗(第一周5次，第二周和第三周3次)。

DTMS

中国深圳英智科技与以色列BrainsWay公司联合开发的全球首个、中国首家深部TMS刺激系统（Deep transcranial magnetic stimulation，DTMS）。深部H型线圈专利技术是利用感应电场矢量叠加的原理，采用特殊头盔式结构设计使刺激线圈靶点定向与头皮相切，让不相切的线圈元素尽量减少，从而加强在深部靶组织中的感应电场，同时减少在非靶组织中的剌激强度。线圈材质是导电多股漆包线保证线圈可以尽量贴合头皮，底座部分导线呈一定的间隔分布，减少了对浅层皮质的剌激强度，当线圈放电时，不同位置的导线在深部产生感应电场相互叠加，形成更深、更宽的完整感应电场，达到深部剌激的目的。常规线圈产生的磁场随着刺激深度增加，衰减速度非常快，而H线圈由于其特殊构造，使得它产生的磁场衰减速度慢，所以刺激深度更深，进而对大脑深部的组织进行刺激。最主要的是普通线圈如果要实现深部刺激，需加强脉冲电流强度，势必对皮层组织产生更强的感应电场，损伤表皮，但H线圈只需较低强度就可以刺激深层次皮质，对表层皮质的损伤很小。

真治疗采用的刺激参数为90%静息运动阈值，20Hz刺激频率，30个刺激序列，60s串间歇时间，总脉冲数为1500。

假治疗是通过激活放置在同一刺激头盔中的假线圈进行假刺激，该头盔设计用于模拟类似的声学伪影和一些头皮感觉，但没有在大脑中产生有效磁场。

每次治疗持续时间约30分钟。

临床评估

在治疗期结束前后一天以及四周的随访（作为第二个治疗周期的基线）中进行临床评估（图1）。

主要结果评估采用Fugl-Meyer评定量表下肢部分(Fugl-Meyer assessment for the LE, FMA-LE)。次要结果评估采用10米步行测试(10 meter walk test, 10MT)和6分钟步行测试(6 minute walk test, 6MWT)。

结果

在真治疗中，时间因子对下肢FM和10MT有显著影响(分别为F=17.1，p<0.001和F=3,7，p=0.05)。事后分析显示，在基线检查和两次治疗结束评估之间，下肢FM评分显著改善(基线检查和治疗结束：p=0.009；基线检查和随访：p=0.001)，并且在随访期间持续改善(治疗结束和随访p=0.05)。随访时相比基线检查时的改善表明，在真治疗的第二次基线测量之前存在延续效应(图2)。

另外，与基线相比，在真治疗结束时，10MT的表现有显著改善(基线与治疗结束时p=0.04)。随访1个月后的持续改善未达到显著性水平(基线与随访p=0.07)(表2)

在治疗结束时，真治疗与假治疗相比，下肢FM的改善百分比显著更高，在1个月的随访中改善也更好(真治疗为p=0.01，假治疗为p=0.006)。此外，在治疗结束和随访评估之间，真治疗的临床疗效显著提高(治疗结束与随访：p=0.04)(图3)

结论

在脑卒中后亚急性期，健侧上肢运动区过度兴奋且半球间抑制增强，但在慢性期，半球间抑制不如亚急性期明显，且此时抑制健侧运动区会对恢复产生不利影响，这一发现提示促进健侧运动区在恢复机制方面能发挥有益作用。本研究在此基础上，采用H线圈施加双侧高频rTMS刺激卒中后慢性期患者的下肢运动皮层。

结果发现深部高频rTMS在改善下肢运动功能方面发挥了有效作用，在卒中后慢性期，3周的治疗可诱导下肢功能的长期改善，改善效果在结束后至少能持续1个月。

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参考文献：Chieffo, R. ,  Prezzo, S. D. ,  Houdayer, E. ,  Nuara, A. ,  Maggio, G. D. , &  Coppi, E. , et al. (2014). Deep repetitive transcranial magnetic stimulation with h-coil on lower limb motor function in chronic stroke: a pilot study. Archives of Physical Medicine & Rehabilitation, 95(6), 1141-1147.