基于功能性近红外光谱技术的不同阻力系数动静态任务在卒中后康复训练中的研究

目的 功能性近红外光谱（functional near-infrared spectroscopy，fNIRS）技术作为一种新型的无创脑功能检测方法，结合上肢康复机器人，可以及时获取脑功能变化指标，并应用于神经康复领域。康复机器人设计有被动、主动、阻力3种训练模式，其中阻力模式对具有一定肌力水平的患者有更好的康复效果。阻力模式下的控制方式分为动态控制和静态控制，而有关阻力模式下不同控制方式对于卒中上肢偏瘫病人运动功能的影响尚不清楚，不同控制模式下的重要参数——力度对脑区激活的影响鲜有报道。本研究旨在探讨动态与静态阻力模式在不同阻力水平下对脑卒中患者运动康复期间脑功能变化的影响。方法 本研究共招募20名患有上肢功能障碍的脑卒中患者，并预先进行了适应性训练和两种运动模式下3种不同力度的训练。采集双侧前额叶皮层（prefrontal cortices，PFC）、双侧初级感觉运动皮层（primary motor cortices，M1）、双侧初级躯体感觉皮层（primary somatosensory cortices，S1）和双侧前运动皮层和辅助运动皮层（premotor and supplementary motor cortices，PM）在静息和运动训练状态下的fNIRS数据，并计算样本数据在不同生理状态下的偏侧化指数（lateralization index，LI）、锁相值（phase locking value，PLV）和网络测度，来考察皮层激活特性和脑连接拓扑特性。结果 与静息态相比，动态模式和静态模式显著激活了脑的对侧M1区和同侧的PM区。与动态相比，静态模式对对侧M1区的激活更明显。脑网络分析结果显示，动态和静息状态下的对侧PFC区和对侧M1区（F=4.709，P=0.038），对侧PM区和同侧M1区（F=4.218，P=0.049）的网络连接强度存在显著差异。此外，研究结果显示，动态模式下M1区激活同力度增加呈正相关，静态模式下则相反。结论 动、静态两种阻力训练模式均能激活相应的脑功能区。动态阻力模式比静态阻力模式使脑氧水平变化更大、感兴趣区域（region of interest，ROI）之间的连通性更强，且力度的增加对于不同的模式产生的影响具有差异性。针对脑卒中患者，动态模式可能对运动相关的脑功能区激活有更强的促进作用。