李夢(mèng)曉，馮麗娟，張福蓉，李健，金榮疆

鏡像視覺反饋療法在康復(fù)訓(xùn)練中的研究進(jìn)展①

李夢(mèng)曉，馮麗娟，張福蓉，李健，金榮疆

鏡像視覺反饋療法(MVF)作為一種新興的康復(fù)手段，在臨床應(yīng)用廣泛。本文介紹MVF在改善腦卒中后肢體的運(yùn)動(dòng)功能、幻肢痛以及認(rèn)知、言語方面的效果，并闡述其作用機(jī)制。

康復(fù)訓(xùn)練；鏡像視覺反饋療法；研究進(jìn)展；綜述

1 鏡像視覺反饋療法(mirror visual feedback,MVF)及其原理

MVF是1995年由Ramachandran等學(xué)者首次提出，并應(yīng)用在幻肢痛患者疼痛治療中[1]。其作用機(jī)制與鏡像運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元系統(tǒng)(mirror neuron system,MNS)密切相關(guān)。MNS提供“觀察-執(zhí)行匹配機(jī)制”，對(duì)理解人類思維能力的起源及人類文化的進(jìn)化具有重要意義，同時(shí)也為運(yùn)動(dòng)想象、鏡像療法、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、腦機(jī)接口技術(shù)等康復(fù)療法和康復(fù)技術(shù)提供重要的神經(jīng)機(jī)制[2]。

MVF通過平面鏡成像的基本原理，充分發(fā)揮患者的主觀能動(dòng)性，經(jīng)視覺反饋等重要通路，將健側(cè)活動(dòng)的畫面復(fù)制到患側(cè)。1998年，Altschuler[3]在美國(guó)神經(jīng)科學(xué)年會(huì)上首次報(bào)告MVF應(yīng)用到腦卒中后運(yùn)動(dòng)功能康復(fù)中。

2 MVF在腦卒中后肢體運(yùn)動(dòng)功能障礙康復(fù)中的應(yīng)用

2.1 現(xiàn)狀

隨著人口老齡化，腦卒中的發(fā)病率日漸增加。在各種功能障礙(運(yùn)動(dòng)、言語、吞咽、認(rèn)知障礙等)中，偏癱是最常見、影響最嚴(yán)重的后遺癥，常造成嚴(yán)重的家庭和社會(huì)負(fù)擔(dān)，及早進(jìn)行康復(fù)治療被證實(shí)是降低致殘率的方法之一[4]。在腦卒中患者的訓(xùn)練中，肢體運(yùn)動(dòng)障礙是康復(fù)訓(xùn)練的重點(diǎn)和難點(diǎn)，MVF作為一種較新的康復(fù)訓(xùn)練方法，在解決這一難題上發(fā)揮著它獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。

2.2 具體運(yùn)用

1998年，Altschuler等[3]將鏡像療法應(yīng)用于腦卒中后上肢運(yùn)動(dòng)功能障礙治療中，并認(rèn)為鏡像療法能夠提高患側(cè)肢體關(guān)節(jié)活動(dòng)范圍、運(yùn)動(dòng)速度及精確度[5]。治療時(shí)，在患者面前放置一面“鏡盒”裝置，透過健側(cè)身體動(dòng)作的視覺輸出阻斷他們對(duì)患側(cè)肢體的視線，建立兩側(cè)肢體都功能正常的假象[6]。通過鏡像訓(xùn)練中鏡像對(duì)稱的雙側(cè)肢體運(yùn)動(dòng)模式，使未受損傷的半腦和損傷半腦進(jìn)行交互，從而誘導(dǎo)運(yùn)動(dòng)皮層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的重組，并促進(jìn)大腦皮層神經(jīng)的可塑性[7-8]。對(duì)MVF的Meta分析顯示[9-10]，該療法能夠顯著改善腦卒中后患者上肢運(yùn)動(dòng)功能，提高日常生活活動(dòng)能力，降低疼痛及改善單側(cè)忽略。

目前對(duì)于鏡像療法的評(píng)價(jià)多采用Fugl-Meyer評(píng)定量表(Fugl-Meyer Assessment,FMA)、運(yùn)動(dòng)評(píng)估量表(Motor Assessment Scale,MAS)、Barthel指數(shù)(Barthel Index,BI)等臨床評(píng)估量表，刪星星實(shí)驗(yàn)(Star Cancellation Test,SCT)等臨床測(cè)試，經(jīng)顱磁刺激(transcranial magnetic stimulation,TMS)、功能磁共振(functional magnetic resonance imaging,fMRI)等評(píng)價(jià)指標(biāo)。Michielsen等[2]以40例慢性腦卒中上肢偏癱患者為研究對(duì)象，隨機(jī)分為對(duì)照組和試驗(yàn)組，每組患者均在康復(fù)中心治療師的監(jiān)督下訓(xùn)練，每周1次，在家鍛煉每天1 h，每周5次，持續(xù)6周；試驗(yàn)組同時(shí)在家接受鏡像療法。療程結(jié)束后發(fā)現(xiàn)，試驗(yàn)組FMA評(píng)分改善優(yōu)于對(duì)照組，fMRI檢查也有對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)皮層的功能重組改變。

腦卒中后肢體康復(fù)難度較大，單純的某一項(xiàng)訓(xùn)練技術(shù)難以達(dá)到治療效果，目前多數(shù)學(xué)者傾向于將鏡像療法與其他治療相結(jié)合，以提升訓(xùn)練療效[11]。Kojima等[12]將肌電觸發(fā)神經(jīng)肌肉電刺激與鏡像療法聯(lián)合，發(fā)現(xiàn)對(duì)腦卒中患者肢體運(yùn)動(dòng)功能及關(guān)節(jié)活動(dòng)角度改善明顯。Kim等[13]將功能性電刺激與鏡像療法結(jié)合能有效地提高上肢運(yùn)動(dòng)功能。

2.3 相關(guān)原理

鏡像神經(jīng)元是一類特殊的神經(jīng)元，它們不僅在個(gè)體執(zhí)行特定動(dòng)作時(shí)興奮，在個(gè)體觀察其他同類執(zhí)行相同和相似動(dòng)作時(shí)也興奮[14]。分布于不同腦區(qū)的所有鏡像神經(jīng)元構(gòu)成MNS，該系統(tǒng)提供了一種很好地統(tǒng)一動(dòng)作感知與動(dòng)作執(zhí)行的“觀察-執(zhí)行匹配機(jī)制”。近年來，對(duì)MVF原理的探討主要集中于以下幾點(diǎn)。

2.3.1視覺反饋-運(yùn)動(dòng)觀察

通過視覺反饋進(jìn)行運(yùn)動(dòng)觀察，模仿、再學(xué)習(xí)，讓患者建立起類似于運(yùn)動(dòng)想象的模式。大量的腦成像研究顯示，想象一個(gè)動(dòng)作時(shí)激活的腦區(qū)與執(zhí)行該動(dòng)作時(shí)興奮的腦區(qū)有大量的重疊，如運(yùn)動(dòng)前皮質(zhì)層、前額葉皮層背外側(cè)、頂下小葉、小腦和基底節(jié)等，從而說明人類MNS在運(yùn)動(dòng)想象中發(fā)揮著重要作用。心理學(xué)實(shí)驗(yàn)表明[15]，在觀察與自身動(dòng)作記憶庫中儲(chǔ)存的動(dòng)作有共同成分的動(dòng)作時(shí)，人總會(huì)“情不自禁”地想去重復(fù)它，共同成分越多，就越想去模仿，鏡像神經(jīng)元的發(fā)現(xiàn)為這種被稱為“居身模仿”的心理現(xiàn)象提供一種可能的神經(jīng)機(jī)制。

2.3.2鏡像神經(jīng)元被激活

通過刺激重塑皮質(zhì)區(qū)，神經(jīng)元通路易化-雙側(cè)運(yùn)動(dòng)鏡像療法中患者獨(dú)立或輔助下進(jìn)行雙側(cè)運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練，雙側(cè)肢體進(jìn)行對(duì)稱動(dòng)作時(shí)，運(yùn)動(dòng)皮質(zhì)區(qū)得到廣泛激活[16]，習(xí)得性廢用減輕，肢體存在感增強(qiáng)。偏癱后由于神經(jīng)輸入等一系列環(huán)路被打破，使得偏癱側(cè)的肢體習(xí)得性廢用，鏡像療法將患者的注意力轉(zhuǎn)移到患側(cè)，間接增加該側(cè)肢體的存在感。1997年Nirkko等[17]提出，人的大腦皮層可塑性可以通過MVF進(jìn)行功能恢復(fù)，在MVF中，當(dāng)患者觀察正常肢體運(yùn)動(dòng)時(shí)，可使癱瘓的肢體動(dòng)起來，激活病變區(qū)域的神經(jīng)細(xì)胞，這樣正常的神經(jīng)元會(huì)承擔(dān)本應(yīng)由大腦受損區(qū)域完成的任務(wù)。大腦從這種運(yùn)動(dòng)中得到刺激，從而使癱瘓部位的運(yùn)動(dòng)功能得到恢復(fù)。鏡像可提供正確的視覺輸入，患者移動(dòng)功能良好的手臂時(shí)，通過鏡子反射，使患者產(chǎn)生癱瘓的手臂移動(dòng)的感覺，這可能一定程度上“替代”了原本減少或不存在的本體感覺輸入，這種現(xiàn)象有助于大腦皮層運(yùn)動(dòng)前區(qū)的重新恢復(fù)[18]。2.3.3其他

MVF可通過視覺記憶功能，激活病灶側(cè)M1區(qū)與小腦區(qū)域，幫助偏癱患者康復(fù)。在進(jìn)行MVF訓(xùn)練中，患者能夠看到健側(cè)肢體運(yùn)動(dòng)的鏡像而激活運(yùn)動(dòng)皮質(zhì)鏡像神經(jīng)元。腦電圖研究發(fā)現(xiàn)[19]，其發(fā)電形式類似于實(shí)際執(zhí)行動(dòng)作，阻礙癱瘓側(cè)肢體形成習(xí)慣性廢用。國(guó)外學(xué)者應(yīng)用fMRI觀察到采用鏡像療法的腦梗死患者癱瘓肢體好轉(zhuǎn)與大腦運(yùn)動(dòng)皮層激活有關(guān)。MVF在發(fā)揮一定治療作用外，其訓(xùn)練也強(qiáng)調(diào)雙側(cè)訓(xùn)練，使大腦半球間的抑制被解除。

3 MVF在幻肢痛康復(fù)中的應(yīng)用

截肢指由于外傷、內(nèi)科疾病或手術(shù)而導(dǎo)致的后天性肢體缺失。截肢后除出現(xiàn)基本的傷口問題外，也常常伴有一系列幻肢問題[20]。有研究報(bào)道，幾乎所有截肢患者都會(huì)出現(xiàn)幻肢感，其中80%左右主訴有幻肢痛[21]。幻肢痛是一種神經(jīng)病理性疼痛(neuropathic pain,NP)，多為持續(xù)性的刀割樣痛、針刺樣痛、灼燒痛、麻痛、癢痛、擠壓痛，嚴(yán)重影響患者的日常生活活動(dòng)能力[22]。迄今為止，臨床上有很多治療幻肢痛的方法，如藥物、手術(shù)、神經(jīng)阻滯等侵入性操作。MVF也是其中治療方法之一，正是因?yàn)槠浜?jiǎn)單、易懂、無創(chuàng)性的操作，臨床應(yīng)用效果往往較好?；弥泻突弥吹木唧w產(chǎn)生機(jī)制尚不明確，即便是目前接受度較高的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)說也不能完全解釋[23]。但總體來說，MVF能夠應(yīng)用于幻肢痛的治療，與大腦可塑性機(jī)制密不可分。

MVF主要通過視覺反饋和運(yùn)動(dòng)觀察，利用MNS激活大腦可塑性，抑制大腦中樞的功能區(qū)異常移位[24]。在該療法中，通過視覺反饋、運(yùn)動(dòng)觀察、運(yùn)動(dòng)想象、運(yùn)動(dòng)模仿提供了一種以視覺作為主導(dǎo)的多感覺協(xié)同幻覺，最終影響患者對(duì)幻肢感的掌握，減輕幻肢異常感覺[25-26]。Moseley等[27]在將透鏡與平面鏡結(jié)合的鏡像療法中發(fā)現(xiàn)，將患者手部放大的影像反饋給患者會(huì)激發(fā)運(yùn)動(dòng)感引起的上肢疼痛，而縮小的影像則會(huì)抑制該類疼痛；他們最早將鏡像療法用于治療幻肢痛，將鏡子放在截肢患者的患側(cè)，發(fā)現(xiàn)鏡子中的幻覺能夠有效減輕幻肢痛。

MVF以其非侵入性、低成本、簡(jiǎn)便易行的特點(diǎn)，成為截肢患者幻肢問題干預(yù)的輔助治療手段。Sale等[28]囑患者坐在一面特殊的鏡子面前，截肢的部位隱藏于鏡外，他在鏡子里只看到自己健全的手臂活動(dòng)的映像。這樣可使患者產(chǎn)生截除的肢體仍然存在的視覺錯(cuò)覺，患者移動(dòng)健全的肢體時(shí)會(huì)主觀感覺自己又能移動(dòng)和控制幻肢。這種方法可以激活那些引發(fā)幻肢痛的腦部調(diào)節(jié)中心，從而減緩疼痛的感覺，減輕幻肢痛的疼痛評(píng)分。甚至有人提出在家里主動(dòng)進(jìn)行鏡像療法治療是一種有效、低廉的康復(fù)治療措施[29]。

4 MVF在腦卒中后認(rèn)知、言語康復(fù)中的應(yīng)用

4.1 具體應(yīng)用

認(rèn)知、言語受到大腦高級(jí)中樞的支配，并與腦部的Broca區(qū)相關(guān)。MVF主要基于鏡像神經(jīng)元。鏡像神經(jīng)元是1996年科學(xué)家在研究猴子大腦運(yùn)動(dòng)前皮層區(qū)單神經(jīng)元放電時(shí)，偶然發(fā)現(xiàn)此神經(jīng)元不但在執(zhí)行任務(wù)時(shí)放電，在看到其他個(gè)體執(zhí)行同一動(dòng)作時(shí)也興奮。大腦重要的認(rèn)知、語言功能區(qū)如額下回后部Broca區(qū)、腹側(cè)前運(yùn)動(dòng)皮質(zhì)、下頂葉、顳上溝皮質(zhì)區(qū)，是鏡像神經(jīng)元的主要分布區(qū)域[30]。在失語癥恢復(fù)過程中產(chǎn)生語言的腦區(qū)與編碼手動(dòng)作的腦區(qū)有功能連接，MNS在這兩個(gè)認(rèn)知功能中起中介作用；并且，在語言功能區(qū)與負(fù)責(zé)運(yùn)動(dòng)計(jì)劃、執(zhí)行、解釋、理解和感知行為的MNS腦區(qū)有明顯的交互作用[31]。

不論從人類認(rèn)知、語言的進(jìn)化，還是從個(gè)體認(rèn)知的發(fā)育角度，對(duì)于手動(dòng)作的觀察和模仿非常必要，手、手臂與言語、姿勢(shì)緊密聯(lián)系，這主要由MNS承擔(dān)。在運(yùn)動(dòng)學(xué)習(xí)中通過動(dòng)作觀察、意圖理解等激活MNS，可以支持卒中后認(rèn)知功能、語言功能障礙的重新學(xué)習(xí)。王偉等[32]的研究初步提示，進(jìn)行手動(dòng)作觀察訓(xùn)練后，右頂下小葉MNS區(qū)域激活，并有助于改善左側(cè)空間忽略注意認(rèn)知障礙。也有研究顯示[33]，除了視覺信息，與動(dòng)作相聯(lián)系的聽覺信息同樣可以激活MNS。陳文莉等[34]的研究提示，動(dòng)態(tài)手動(dòng)作觀察可顯著提高失語癥患者的語言功能，并且優(yōu)于靜態(tài)圖片觀察(不激活MNS)和復(fù)述。Marangolo等[35]的研究提示，動(dòng)作觀察和執(zhí)行方法有利于促進(jìn)單詞的提取和表達(dá)。卒中患者行動(dòng)作觀察時(shí)鏡像腦區(qū)出現(xiàn)的興奮性，提示MNS有利于運(yùn)動(dòng)記憶的形成[36]。

4.2 MVF和一般康復(fù)療法的區(qū)別

語言、感知、學(xué)習(xí)記憶是大腦的高級(jí)認(rèn)知活動(dòng)，MNS的研究為人類在動(dòng)作理解、意圖、心智、語言等認(rèn)知言語問題的理解方面，提供了一個(gè)新的視角和突破點(diǎn)。MVF采用平面鏡成像的基本原理，將健側(cè)活動(dòng)通過視覺反饋來誘發(fā)患側(cè)活動(dòng)，達(dá)到消除異常感覺或恢復(fù)運(yùn)動(dòng)的目的，通過鏡像訓(xùn)練，使訓(xùn)練中的肢體通過鏡子的反射，讓未受損的大腦半球和損傷的大腦半球進(jìn)行交互，從而誘導(dǎo)大腦皮質(zhì)功能重組，并促進(jìn)大腦可塑性的建立。而一般的重復(fù)或觀察訓(xùn)練，是通過不斷的、反復(fù)進(jìn)行的患側(cè)肢體練習(xí)，給予受損側(cè)大腦半球刺激，讓其支配的肌肉在重復(fù)訓(xùn)練當(dāng)中建立起一種“記憶模式”。在類似于這樣的重復(fù)訓(xùn)練中，受益最大的是肌肉本身，患者可以通過不斷的肌肉訓(xùn)練達(dá)到基本生活的自理能力，使肌肉產(chǎn)生一系列的“記憶反應(yīng)”；雖然大腦皮層也參與到相應(yīng)的訓(xùn)練中，但就受損的大腦半球而言，鏡像療法的訓(xùn)練可能會(huì)優(yōu)于單純的反復(fù)訓(xùn)練模式。

5 思考與展望

MVF發(fā)展至今，其臨床應(yīng)用越來越廣泛。從最初治療幻肢痛到腦卒中后肢體運(yùn)動(dòng)功能、認(rèn)知及言語功能障礙康復(fù)。MVF的提出和發(fā)展為神經(jīng)科學(xué)及康復(fù)醫(yī)學(xué)帶來了機(jī)遇和挑戰(zhàn)，其臨床效果也逐步被認(rèn)可。

目前對(duì)于MVF的研究還在進(jìn)一步深入，前期的科研主要集中在該療法的作用機(jī)制與原理等方面。但現(xiàn)在MVF的使用大多還是以傳統(tǒng)的平面鏡為切入點(diǎn)，患者在最開始的訓(xùn)練中可能也會(huì)產(chǎn)生不舒適的主觀感受，這或許與平面鏡本身令人眩暈有關(guān)。

其次，雖然MVF在臨床上有巨大的實(shí)用價(jià)值，但是它也有一定的局限性，其技術(shù)理論本身就決定該療法治療的患者應(yīng)該是單側(cè)肢體癱瘓，也就是說患者的另一側(cè)肢體需要具備一定的肢體運(yùn)動(dòng)功能且沒有明顯的骨科疾患，在此訓(xùn)練過程中患者需要具備充分的認(rèn)知能力和理解能力去執(zhí)行治療師的口令或鏡像裝置給出的指令。

MVF的應(yīng)用在一定程度上改善了腦卒中患者的肢體運(yùn)動(dòng)功能，但腦卒中患者肌張力始終是困擾他們康復(fù)的一大難題，MVF能改善患者的日常生活活動(dòng)能力，卻不能改善患者患側(cè)肢體的肌張力問題。

隨著科技的進(jìn)步和數(shù)字化信息時(shí)代的來臨，MVF輔助器具的引入受到更多關(guān)注，不再僅僅局限于使用傳統(tǒng)設(shè)備，而是使用諸如虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、機(jī)器人技術(shù)等?，F(xiàn)階段MVF操作的統(tǒng)一性、規(guī)范性還沒有一個(gè)明確的標(biāo)準(zhǔn)，無法針對(duì)不同患者制定不同的鏡像操作、訓(xùn)練指標(biāo)、訓(xùn)練項(xiàng)目等，具體治療時(shí)長(zhǎng)和臨床治療途徑還處于待探討的階段。不過，未來我們有理由相信，數(shù)字化信息平臺(tái)的建立將會(huì)給MVF帶來更具創(chuàng)新的思路和臨床治療途徑。

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Mirror Visual Feedback Therapy for Rehabilitation Training(review)

LI Meng-xiao,FENG Li-juan,ZHANG Fu-rong,LI Jian,JIN Rong-jiang
School of Health Preservation and Rehabilitation,Chengdu University of Traditional Chinese Medicine,Chengdu,Sichuan 610000,China

JIN Rong-jiang.E-mail:jrj133@126.com

Mirror visual feedback therapy(MVF),as a new mean of rehabilitation,is applied widely in clinic.This article introduced its effects in improving post-stroke limb motor function,phantom limb pain,cognition and speech,and elaborated the mechanism.

rehabilitation training;mirror visual feedback therapy;research progress;review

R493

A

1006-9771(2017)12-1403-04

[本文著錄格式]李夢(mèng)曉，馮麗娟，張福蓉，等.鏡像視覺反饋療法在康復(fù)訓(xùn)練中的研究進(jìn)展[J].中國(guó)康復(fù)理論與實(shí)踐,2017,23(12):1403-1406.

CITED AS:Li MX,Feng LJ,Zhang FR,et al.Mirror visual feedback therapy for rehabilitation training(review)[J].Zhongguo Kangfu Lilun Yu Shijian,2017,23(12):1403-1406.

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(No.81273852)。

成都中醫(yī)藥大學(xué)養(yǎng)生康復(fù)學(xué)院，四川成都市610000。作者簡(jiǎn)介：李夢(mèng)曉(1992-)，女，漢族，四川內(nèi)江市人，碩士研究生，主要研究方向：腦血管疾病康復(fù)的基礎(chǔ)與臨床研究。通訊作者：金榮疆(1963-)，男，教授，博士生導(dǎo)師。E-mail:jrj133@126.com。

10.3969/j.issn.1006-9771.2017.12.007

2017-06-22

2017-08-17)