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Martin Lin, Taiwan, currently in UK

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中風過後治療的新進展,黃金恢復期?

Updated: Aug 11, 2021


中風過後常常是一切行動不變的開端,但是在剛中風後的 3-6 個月是一般所說的黃金恢復期,在這個階段通常是進步最快速的時期。這也是為什麼絕大多數復健科的住院都是在六個月內的時間,因為這時候積極的復健是最有效果的。但是近幾年來有越來越多新式的治療方式,即便已經過了傳統上的黃金恢復期還是有機會可以繼續進步。今天藉由這篇簡單的回顧性文獻,來看看近幾年的一些新進展。


簡介

即便目前對於中風後的復健已經相當成熟,大部分的患者都可以在急性期與亞急性期獲得物理治療、職能治療與語言治療,但是大多數患者在進入慢性階段時還是有很大的失能。目前這些比較新穎的治療方式主要是利用腦部的可塑性。所謂的大腦可塑性是指腦部對於外在的刺激或傷害所具備的功能性與結構性的適應。在一般的狀況下,受傷部位的大腦若有較好的神經活性,會是比較好的預後指標。但左右半球的大腦彼此間會有交互的作用,所以去調控好邊大腦的活性是某些治療方式中重要的核心技術。


新式治療方式

在這篇文獻中提到了一些目前具備不錯潛力的治療方式,包括:

  • 傳統復健 Conventional therapy

  • 機器人復健 Robotic assisted rehabilitation

  • 虛擬實境 Virtual reality

  • 腦部刺激 Brain stimulation

  • 細胞治療 Cell therapy

  • 人機界面 Brain-computer interface

  • 周邊神經移植 Peripheral nerve transplant

在下面的章節會一一簡單介紹給大家。這些治療方式有些已經行之有年,有些剛進入市場,有些仍舊在實驗階段。從下面這張圖我們可以大概知道這些治療採用的方式以及目前所處在的階段分別為何。主要有三種不同的治療概念:功能調控、修復傷害與建立繞道。


傳統復健

傳統復健的歷史悠久,也是目前看來最有證據等級的復健方式,無論怎樣形式的新型復健,目前看來都需要配合傳統復健的執行才會有一加一大於二的效果。傳統復健可以分為物理治療、職能治療與語言治療三大類,分別由不同專業的治療師來執行。傳統復健的效果主要由大量的時間堆疊而成,其實和我們進行肌力訓練的概念是一樣的,強度要夠時間也要多才能夠有效果。傳統復健主要是透過不斷的練習去增進這些結構間的連結,強化本身的功能與促進功能的修復。文獻中提到目前看來一些比較具有效果的治療方式包括:侷限誘發動作技巧(Constraint-induced movement therapy)、鏡像訓練等等。另外也提到了遠距離的復健也有其角色存在,因為可以持續堆疊訓練量,讓整體的效果更加提升。


機器人復健

Dr. M 之前有寫過關於下肢機器人復健的介紹,有興趣的可以參考:外骨骼與下肢機器人復健的應用。目前整體而言機器人復健在上肢的證據等級比較充足,有高度的證據指出機器人復健對於增強上肢的日常生活功能與肌力都有不錯的效果。在下肢方面,配合傳統復健或是一些電刺激的步態訓練看來對於未來獨立行走的可能是有比較大的幫助。另外也有研究指出機器人訓練配合抑制好邊大腦的治療效果優於單純的機器人復健。而機器人復健本身可以減少大腦間的抑制作用(好邊大腦抑制壞邊大腦的現象)。


虛擬實境復健

虛擬實境的復健配合傳統復健可以進一步的加強患者的預後,特別是在上肢的運動功能與日常生活表現。另外對於平衡、步態與一些忽略的狀況也有幫助。但是目前對於虛擬實境復健所應該使用的類型、時間、頻率以及整體的時間還需要更多的研究來回答怎樣是最好的組合。不過虛擬實境的復健因為新穎,所以對於強化患者的動機以及可以獨立執行復健的方面是有很大發展潛力的,綜合上面兩個因子也可以加強患者整體的訓練時間,更多的訓練量也意味著有更高的進步可能。這也是目前許多醫療院所都致力發展的項目,因為可以將復健由醫院端帶入社區端。


腦部刺激

腦部刺激可以分成兩大部分,分別為侵入性與非侵入性,主要是透過一些外在的刺激進行腦部功能的調整 Modulation 進而改變大腦整體的活性。侵入性刺激與非侵入性刺激的差異在於,一般來說侵入性的刺激可以比較精準的刺激到單一部位,而效果也可以持續較久的時間,但相對需要付出的就是一些侵入性治療的風險。


非侵入性刺激

目前有在使用的非侵入性刺激可以分為經顱磁刺激 Transcranial Magnetic Stimulation (TMS) 與經顱電刺激 Transcranial Direct Current Stimulation (tDCS) 兩大類。但是其實最近復健醫學會的許多主題是超音波與震波的腦部刺激。這部分的機轉與效果都還在研究階段,未來如果有更新的研究再和大家分享。

不論是 tDCS 或是 TMS 使用的原理都是透過促進或抑制大腦的活性來影響整體的調控。大體上都是透過電去刺激神經,只是 tDCS 是以電直接刺激而 TMS 是透過磁場的變化產生電進行刺激。以 tDCS 來說 Anodal tDCS 有促進的作用,而 Cathodal tDCS 則是有抑制的作用。在 TMS 上,反覆的刺激 rTMS 的頻率會影響到促進或抑制的效果,如果採用高頻的刺激 Burst 是屬於促進的效果,而如果是採用低頻的刺激則是偏向抑制的效果。常見的使用方式是對好邊進行抑制(好邊的大腦本身會去抑制壞邊的大腦),或是直接促進壞邊大腦的功能。(下圖下半部)

近幾年來關於這些腦部刺激的研究越來越多,證據等級也慢慢上升,目前看來對於患者的運動功能以及失語症方面的效果看起來是不錯的。


除了剛剛上面提到的透過不同的頻率與電擊去刺激達到促進或抑制的效果以外,目前在動物實驗中也發現這些刺激本身可以去加強大腦結構間的連結性、抑制發炎物質、降低氧化壓力、增加神經膠細胞的活性、促進粒線體功能、血管新生與加強神經傳導。(下圖上半部)

在非侵入性的刺激類型所導致的可塑性應該被視為是以一個大腦為整體,而非單一去刺激局部的位置產生的促進或抑制的效果。

侵入性刺激

在侵入性的刺激文章中主要提到的有大腦皮質微電極刺激 Cortical microelectrode stimulation 與深部腦刺激 Deep brain stimulation (DBS),但是對於兩者實際的效果並沒有很完整的描述。由於是直接將電極或是刺激器埋入大腦的特定部位,所以侵入性是非常高的,因此也都還在臨床試驗階段。目前看來對於手部功能的進步以及疼痛的控制都有一些角色存在。



細胞治療

細胞治療也是近幾年發展想當快速的一個領域。整體上的概念很簡單,利用一些還未分化的幹細胞,希望透過這些幹細胞去修復損傷處的細胞達到治療的效果。這些幹細胞可以分為內生性與外生性兩種種類,這兩種理論上都會有促進神經重塑的效果。除了幹細胞以外,一些生長因子的治療也被納入在這個領域內,但是還是有很多安全上的疑慮,所以仍在臨床試驗的階段。因此目前該如何使用以及要在中風後的哪一個階段使用仍舊在研究當中。這類型的治療絕大多數都是由花蓮慈濟醫院的林欣榮院長的團隊在負責,因為特管法的因素,也不是每一家醫療院所都有辦法提供。

外生性的細胞移植可以依照細胞來源分為三個不同的類別:

  • 永生細胞株 Immortalized cell lines

  • 神經前驅細胞或幹細胞 Neural progenitor or stem cells

  • 骨髓前驅細胞或幹細胞 Bone marrow-derived progenitor or stem cells

這些細胞各自有各自的優點,但以目前的研究看來,這些局部植入的幹細胞大概只有 1/3 會移行到中風處,而如果是系統性給予的大概只有 < 10% 會到達目標區域。整體來說這些幹細胞大概只會取代 0.2% 的神經細胞。所以這些幹細胞的效果其實不是真的去取代原本的細胞,更多的是改變整個周遭的微環境,透過改變激素的分泌以及周邊的化學環境:

  • 強化神經軸突的髓鞘與突觸間的傳導

  • 強化神經與血管新生

  • 增加生長因子的分泌

  • 調節免疫系統功能

  • 降低細胞凋亡

  • 維持血腦障壁

  • 重建大腦白質

所以即便沒有真正取代死亡的細胞,幹細胞的治療看起來仍舊有其效果,但這些治療最顯著的疑慮就是如何控制這些細胞的生長不會導致惡性腫瘤的產生或是一些神經學的損傷、癲癇甚至死亡。此外,這類型的研究數目目前仍舊很少,在實驗的設計上也缺乏一些對照組的實驗,很多實驗也是動物實驗所以未必能夠應用到人體,同時不同階段的實驗(急性、亞急性或慢性)之間能夠互相比較的參考性也較低。這些都是細胞治療未來仍須努力的方向。


人機界面

人機界面 Brain-computer Interface BCI 也是另一個研究的方向,特斯拉的創辦人 Elon Musk 旗下的 Neuralink 公司主要就是在進行人機界面的開發。BCI 和上面的一些治療方式有著根本性的差異,BCI 採用的是所謂的繞道 By pass 的方式。簡單來說,直接繞過已經受傷的部位,透過現有仍舊健康的大腦區域來執行功能,所以是促進某些大腦區塊的掌控。在感測器上可以分為侵入性或是非侵入性的感測器,侵入性的可能就必須將某些感測器埋入大腦,透過這些感測器去感知人大腦的命令,非侵入性的也是類似的道理,但是就是紀錄端並非在體內,例如利用腦波的監控來達到同樣的效果。同時在輸出端也有所不同,可以直接的控制身體某部位的肌肉或是去控制外在的系統(外骨骼)來達到目標。

BCI 的系統目前看來可以在上肢的運動功能有很好的進展,同時可以增加患側大腦中的活性與連結性。但是由於 BCI 的使用基本上是要盡可能的擴展仍舊完整部位的功能,所以需要有很好的集中力以及自制力,對於有一些中風過後情緒或認知異常的患者可能無法配合。

在經過 BCI 的訓練後,我們可以發現 Output neuron 的活性和鄰近的細胞有著很大的差異,代表著這些細胞正在經歷重塑的過程。


周邊神經移植

周邊神經移植和上面提到的 BCI 同樣都有 By pass 的作用。文章中提到的是將對側的第七對頸神經移植到患側去解決癱瘓的問題。透過這樣的移植可以利用非患側的大腦去控制原本已經喪失功能的手部動作。在術後 8 個月可以看到手腕出現自主的伸展動作,而產生動作時是由好邊大腦進行調控。在術後 12 個月時可以看到患側大腦的活性已經下降。所以這種治療方式是完全透過好邊去取代壞邊。研究指出透過神經移植配合傳統復健可以讓功能性指標 Fugl-Meyer score 上升 17.7 分。

但是這樣的手術也會造成好邊的手產生麻木、力量下降以及感覺功能異常的狀況,不過絕大多數的症狀都會在術後 3 個月內緩解。由於這類的手術案例仍少,所以在傳統復健上應該如何去執行以及有沒有最合適的治療模板還是一個未知數。但是透過術後不斷的練習強化這些神經肌肉的連結,利用神經本身的可塑性應該是可以強化整體的治療效果。


總結

中風病人是復健科住院病人中的大宗,一直以來黃金的恢復期大約都是事件發生後的半年左右,但是隨著目前科技的進展,利用大腦本身的神經可塑性配合一些新型態的治療可能可以繼續延長這段對治療反應不錯的時間。不過這些治療基本上都是屬於自費的治療,而且一定要配合傳統復健才能有更好的效果。如果今天金錢無虞,那當然可以多方嘗試,但如果今天經濟上有困難,那這些新型態的治療方式是否可以負荷也要謹慎的考量。

不論是中風或是肌肉骨骼相關的傷害,在復健的前期我們都希望盡可能最大化患者本身的功能,但不可否認到了某一個時間點後進步的幅度會變得越來越小,這個時候著力的重點就會慢慢往如何在現階段的身體能力下最大化其日常生活的功能以減除照護者的負擔。所以,雖然目前有越來越多的治療選擇,但仍舊應該仔細評估患者目前恢復的潛力,來決定訓練的重點。


Dr. M 我們下次見!

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