重复经颅磁刺激治疗脑卒中后运动功能障碍的影像学机制

Transcranial magnetic stimulation (TMS) has shown beneficial effects in the treatment of motor dysfunction caused by stroke. However, the results from the studies are mixed due to the incomplete understanding of the mechanism of TMS's effects. Based upon the theory of remodeling motor function after stroke, this recent pre-study observed differentially acute cerebral effects of TMS, which were found with different simulation frequencies on patients suffering from motor dysfunction as a result of stroke. These effects corresponded to motor function improvement as assessed by electromyography; even though some individual differences were recorded. As observed in the preliminary findings of this study, it can be hypothesized that TMS causes changes in functional connectivity of the central motor system and improves the motor function in patients suffering from stoke. To verify this hypothesis, we will combine assessment through electromyography (motor threshold, motor evoked potential, central motor conduction time, and cortical silent period) with interleaved TMS - functional magnetic resonance imaging (TMS-fMRI) to compare the TMS group and control group in a double-blinded and randomized way to find out whether TMS has a role in adjusting motor dysfunction, as well as explore the underlying imaging mechanisms of TMS on motor dysfunction following stoke.

研究发现重复经颅磁刺激对脑卒中后运动功能障碍具有康复作用，但疗效报道不一。这可能是与重复经颅磁刺激治疗脑卒中后运动功能障碍的机制尚不完全清楚有关。本项目以脑卒中后大脑半球运动功能再塑性理论为指导，在申请人前期相关研究中发现不同频率经颅磁刺激引起不同的颅内反应。鉴于此，我们提出如下假说：重复经颅磁刺激可能引起颅内运动中枢功能连接性的改变，并以此调节运动功能。为验证此假说，我们将对重复经颅磁刺激组与对照组进行随机双盲比较，探讨重复经颅磁刺激是否对脑卒中后运动功能障碍有调节作用。为此，结合经颅磁刺激器及肌电图仪测试患者治疗前后运动阈值、运动诱发电位、中枢运动传导时间、皮层静息期指标及临床神经功能评价量表评估患者运动功能的变化情况,我们将用交互式经颅磁刺激磁共振功能成像技术检测受试者的急性颅内反应，分析对比刺激组与对照组运动功能连接性的改变，探讨TMS治疗脑卒中后运动功能障碍的影像学机制。

项目背景： . 研究发现重复经颅磁刺激（Repetitive Transcranial Magnetic Stimulation, rTMS）对脑卒中后运动功能障碍具有康复作用，但治疗参数及疗效报道不一。这可能与rTMS治疗脑卒中后运动功能障碍的机制尚不完全清楚有关。.主要研究内容：. 本项目基于卒中后大脑可塑性和神经康复理论，采用磁共振成像方法研究rTMS治疗脑卒中后运动功能障碍的作用机制，为进一步探讨rTMS的最佳治疗参数提供影像学 依据。.（1）研究卒中后运动功能障碍患者运动功能恢复前后，大脑双侧半球运动功能相关脑区的神经活动变化及半球间神经活动平衡情况的改变；.（2）研究探讨rTMS不同治疗参数、不同治疗类型对脑卒中疾病不同阶段的治疗效果情况，探讨最佳治疗方案；.（3）采用弥散张量成像研究rTMS长期治疗卒中后运动功能障碍患者后大脑运动相关脑区微结构参数及白质纤维束的变化情况，探讨rTMS的作用通路；.（4）采用功能磁共振成像方法研究rTMS长期治疗卒中后运动功能障碍患者运动相关大脑皮层自发神经活动的变化情况，探究rTMS对神经功能活动的影响及作用通路。.重要结果：.（1）随着运动功能的改善，患侧大脑半球感觉运动层、运动前区神经活动显著增强，患侧半球活动平衡逐渐上调，双侧半球偏侧性区域正常；辅助运动皮层、小脑变化不显著。.（2）rTMS对卒中后运动功能障碍的治疗效果与治疗时间不成正比，治疗5天时可以起到最好运动功能改善效果和长期效应；rTMS对急性脑卒中患者的治疗下过优于慢性期，对皮层下梗塞卒中患者的治疗效果优于皮层梗塞患者。.（3）高频rTMS可能通过调节改变患侧皮质脊髓束及运动相关皮层的微结构参数实现神经可塑，达到康复治疗效果。.（4）高频rTMS可以调节双侧皮层及皮层下运动相关皮层的神经活动实现神经康复。.科学意义：.（1）了解rTMS对卒中后运动功能障碍患者治疗的影像表现及作用机制；.（2）为进一步研究rTMS治疗卒中后运动功能障碍患者的最佳治疗参数使该技术最大限度地发挥临床治疗效果。