镜像视觉反馈对双侧任务实践的启动效果：随机对照研究

摘要

镜像视觉反馈的启动效应可以简单地通过廉价的镜像疗法(MT)来提供，它对中风患者的感觉运动恢复有良好的效果。本研究采用单盲前测后测的方法，考察镜像视觉反馈在双侧任务练习中的启动效应是否会产生更好的结果。23例慢性脑卒中患者随机接受基于医院的任务导向MT或双侧手臂训练(BAT) 4周，每天90分钟，每周3天，每天30-40分钟，每周5天。根据修订后的诺丁汉感觉评估(Cohen’s)， MT有改善温度感觉的潜在趋势 ;95%可信区间，-0.09至2.09)，MT增加了卒中影响量表3.0总分( ;0.003到1.71)。MT在运动活动日志(使用量: ;-0.24 - 1.44;质量的运动: ;-0.35到1.31)。以镜像视觉反馈为启动效应的双侧运动训练可能会产生有益的效果。单边方法或MT加上额外的反馈可能是适当的修改。

1.介绍

中风是全球残疾的主要原因。中风幸存者可能在感觉运动函数中有损伤[1-3.］.因此，日常生活活动和生活质量受到负面影响。启动是一种内隐学习，可以增加大脑皮层的兴奋性，优化康复效果[4.，而积极的治疗可以诱发启动效应。

在广泛的中风干预中，镜像疗法(MT)和双侧手臂训练(BAT)是中风的新疗法。这些干预是启动技术的基础上的双边途径中风康复和易于实施的职业治疗[4.-6.］.在MT中，患者从镜子中获得未受影响的手臂的正常运动的视觉反馈[7.］.基于功能性神经成像或电生理技术的发现，脑卒中引起的半球间不平衡可能通过镜像视觉反馈得到修正[8.］.标准荟萃分析也显示了MT对运动功能和日常生活活动的影响[9.那10］.随着重复、双侧和对称运动练习的发展，不同的脑卒中康复MT方案已经形成，包括任务导向和非任务导向练习[11那12］.这些研究结果进一步表明，MT在改善感觉运动表现和日常生活活动方面是有效的，这些发现可以通过增加动作控制中的认知渗透、训练后镜像神经元系统的激活、以及对运动和感觉网络的调节作用[5.那11-14］.此前的一项研究表明，参与日常生活活动与慢性中风患者更好的生活质量有关[15］.

BAT在以任务为导向或非任务为导向的实践中以不同的形式提供，如对称或交替模式，并通过肌电描画触发的神经肌肉刺激、机器人或听觉提示来实现[16］.BAT的作用推测是由于同侧皮质脊髓通路的募集、对侧半球控制的增加以及抑制机制的正常化[6.］.先前一项专注于对称和任务导向协议的研究表明，BAT在改善中风患者的运动控制和受影响手臂的运动功能方面是有效的[17］.

MT和BAT具有相似的关键治疗元素，包括同时使用双侧手臂运动、肿块和重复练习，并提供基于运动的启动。相反，BAT和MT的区别在于MT中的镜像视觉反馈，它涉及到视觉区和体感觉区之间的知觉不一致，可能对运动学习产生启动效应[4.那5.］.

在过去，MT被用作一种启动技术，以改善受影响的手臂功能和中风的职业表现[18那19］.许多研究已经调查了MT与BAT相比的影响;然而，在严谨的研究中，镜像视觉反馈对双边任务练习的启动效应并没有得到明确的检验[12那13那20.-23］.以往的研究表明，任务导向MT结合BAT能够有效提高患臂的感觉运动性能[12那13］.然而，对照组的参与者接受了常规治疗，MT中的镜像视觉反馈是否是双侧任务练习的关键因素尚不清楚。四项研究比较了MT和BAT对慢性中风患者的影响，但结果值得怀疑[22那23］.Antoniotti等人的研究[20.]，对照组接受假治疗，用不透明表面替代镜子/反射表面，其强度可能不如BAT。两项研究中的其他训练项目是在患者的家庭环境中进行的。难以监测家庭训练的剂量可能是降低该治疗方案可能疗效的一个因素[22那23］.此外，研究中使用的结果衡量标准[21-23依赖于运动表现，在揭示感觉恢复的具体变化方面受到限制，这对于揭示介入方法的潜在机制是必要的，并且对60%以上表现出感觉缺陷的中风患者的功能恢复有益[24］.

本研究通过比较任务导向MT和BAT对同等剂量治疗的慢性脑卒中患者感觉运动表现和生活质量的影响，评估镜像视觉反馈的启动效应。我们假设有视觉镜反馈的双侧任务练习比单独的双侧任务练习在结果测量上有更大的改善。

2.材料和方法

2．1.参与者

经机构审查委员会批准，从4个参与地点招募人员，包括1个医疗中心和3个地区医院。利用医院记录，一旦研究治疗师确定潜在的参与者，参与者被邀请并解释本研究的实验程序。然后由研究评估人员进行进一步的资格和基线评估。中风的诊断是使用标准的成像技术。纳入标准为患者首次单侧缺血性或出血性卒中持续时间超过发病6个月;轻度至中度运动损伤(Fugl-Meyer评估上肢总分18 - 55分)[7.那25];受累手臂的任何关节均无严重痉挛(改良 ）[26];能够按照指示;没有严重的视力障碍（基于最佳凝视健康卒中量表全国学院分数）27];没有其他神经，神经肌肉或骨科病;不同时参与其他研究;，并没有以前的3个月内接受肉毒杆菌毒素注射。这项研究是在ClinicalTrials.gov注册，是根据修订后的（2000）赫尔辛基宣言的道德准则，并批准了人类研究委员会。知情同意和赞同，其中包括研究的风险和收益，进行口头和每个参与者写获得。所有的参与是自愿和匿名。患者保密性和数据的安全性进行了妥善处理。迄今为止，还没有公布的研究已经比较了与单独的双边任务实践谁接受了治疗等量的慢性中风患者的感觉表现和生活质量的视觉镜反馈双边任务实践的影响。因此，本项目所需要的样本量计算，并根据以往的研究估计[12那13］.基于获得0.80的统计效能和0.05的单边I型误差所需的最小样本量，每组至少11名受试者的总样本量被认为是足够的。关于注册的更多信息如图所示1。

２.２.设计

该研究采用单盲随机预上的预测和最低设计。基于计算机生成的随机序列表，对BAT或MT组的置换块随机化（图1)，并按病变侧(右侧或左侧)和Fugl-Meyer评估上肢总测试前评分(<40或≥40)对受试者进行分层[7.］.两组的分配比例为1:1。干预和结果评估分别由两名经过良好培训和认证的职业治疗师实施。治疗和测量监督由治疗师和研究人员之间的预约会议、通信软件、电话和记录表提供。负责结果测量的评估者对参与者的分组分配不知情，而参与者对研究假设不知情。在基线和干预后立即对参与者进行结果测量。

２.３.干预措施

治疗方案设计使两组患者接受相同的治疗量，包括4周(1)1.5小时/天，3天/周的医院MT或BAT方案和(2)30 - 40分钟/天，5天/周的家庭实践。以医院为基础的治疗是在参与者定期安排的职业治疗期间进行的。在整个研究过程中，所有其他常规跨学科卒中康复方法均照常进行。

2.3.1。医院为基础的MT协议

以医院为基础的MT方案包括45分钟镜盒训练和45分钟功能训练。为受影响的手臂进行10分钟的热身运动，包括伸展和被动的运动范围，然后使用一个便携式镜盒( ）[28]置于每位受试者正中矢状面。受影响的手臂被放置在镜子后面。未受影响的手臂在镜子前的运动被反射出来，就像患侧正在被移动一样(图)2（a））.在反射镜盒的训练中，参与者被引导在所述镜像图像凝视以允许它们想象反射是他们的患臂执行活动并在对称图形尽可能同时移动两个臂。该活动包括10分钟的非面向任务的动作，如前臂内旋/外旋或手指屈曲/伸展，35分钟的面向任务的活动，如从手机拿起听筒，拿起项目和推杆他们在箱子或其他功能性任务参与日常活动。

MT之后是45分钟的功能训练，比如切蔬菜和从水壶里倒水。功能训练中的所有动作和活动都是根据参与者的损伤和他们个人的康复目标而设计的。

2.3.2。基于医院的BAT协议

基于医院的BAT协议与MT协议类似，但没有提供镜像盒(图)2（b））.参与者被要求尽可能同时对称地移动双臂。

2.3.3。回家练习

家庭实践定制了每个参与者的常规环境，以达到康复的目的。在医院的功能培训课程中被选择，展示，并反复实施活动，以确认患者正确执行它们。为了确保完整性，我们向参与者告知参与者的效果的下降而无需实践，并使其填写了包含其名称，程序，重复频率和活动期间的表格以及在执行活动时遇到的问题。治疗师通过电话和通信软件或每家医院访问进行后续行动。

２.４.结果测量

研究中使用的结果测量包括身体功能、残疾和健康的国际分类(ICF)领域的功能、结构、活动和参与，包括Fugl-Meyer评估、修订的诺丁汉感觉评估、切多克手臂和手活动清单、运动活动日志、卒中影响量表3.0。在干预期间，也记录了参与者接受的治疗量(10分钟的非任务导向运动加上35分钟的任务导向活动的重复频率)和潜在的副作用，包括疼痛和疲劳。

2.4.1。主要成果

采用33项Fugl-Meyer Assessment评估上肢运动损害程度，采用3点评分(0 - 2)[25］.本仪器的间信度和可重复性已经建立[25］.修订后的诺丁汉感官评估用于评估感觉障碍。3分刻度（0到2），总得分为48分，评估了触觉子测试，包括轻触，温度，拼凑，压力，触觉定位和双边同时接触肩部，肘部，手腕，手腕，手腕，手腕，手腕，和手。我们分析了在预测试中得分低于48分（表示感觉障碍）的参与者的数据[12］.可靠性已得到很好的成熟[29］.采用脑卒中影响量表3.0评估自我感知生活质量和多维脑卒中恢复情况，包括4个身体功能、记忆、情绪、沟通和社会参与领域。卒中影响量表3.0采用5分制(1 - 5)，计算总体平均总分[30.］.该仪器由罗序分析，制定并呈现出良好的有效性[31］.

2.4.2。二次结果

切多克手臂和手活动量表以7分制(1 - 7)测量了13项现实生活中的双边任务中的手臂和手的功能[32］.Chedoke手臂和手活动量表的性质已经被研究，显示出高的inter - rater信度和收敛和判别的横截面效度[32］.30项运动活动日志是一项半结构化的访谈，评估自我感知的真实世界使用情况，包括受影响上肢的使用数量和运动质量。采用6点量表(0 - 5)编制具有已确定的信度和效度的运动活动日志得分，从中计算运动得分的平均使用量和质量[33］.

2．5．统计分析

基线临床特征表现为百分比频率、标准差平均值或四分位数范围的中位数。两组间的差异采用分类数据Fisher精确检验和独立数据Fisher精确检验进行比较 -检验或曼 - 惠特尼根据数据的分布特性测试连续数据[34-36］.为了指示两组之间的差异的大小，一个效应大小(科恩的 ）计算和95％置信区间（CI）计算[37那38］.一个很大的影响是由至少有0.8个，温和的影响的0.5，并通过一个小的影响0.2。每个变量的改善超过10%表示临床显著改善(最小的临床重要差异)。意义( ）所有比较的水平设置为0.05。分析使用SAS 9.4软件(SAS Institute Inc.， Cary, NC)和G功率3.1 [39］.对不良反应作了描述性总结。

结果

二十三名中风患者（13名男子和10名妇女）同意参加该研究。患者的平均年龄为54.57岁（SD，10.52岁;范围，41.16岁），平均中风发作为53个月（SD，31.58个月）（图1）.两组受试者的基线特征无显著差异(见表1)1）.MT组10分钟非任务定向运动和35分钟任务定向运动的平均重复频率(平均161.35次，SD, 34.24次)与BAT组(平均168.10次，SD, 47.56次)无显著性差异;平均差异为-6.75 (95% CI， -40.89至27.39))。

３．１．结果测量

3.1.1。主要成果

两组间Fugl-Meyer评分无显著性差异(表1)2）.MT组根据修订后的诺丁汉感觉评估(Nottingham Sensory Assessment)显示出改善温度感觉的潜在趋势(中位数差异，0 (95% CI, 0.14 - 2.74); （95％CI，-0.09至2.09））。此外，Mt组中的四个参与者（44.44％）在修订的诺丁汉感官评估温度下实现了≥0.8的最小临床重要差异。蝙蝠集团的一个参与者（16.67％）实现了本标准，尽管这一成就未能达到意义（ 根据Fisher的精确测试)。MT组在卒中影响量表(Stroke Impact Scale)上也有显著和较大的改善(平均差异，5.82 (95% CI, 0.40 - 11.24); (95% CI, 0.003 - 1.71))。运动活动日志(使用量和运动质量)和卒中影响量表在两组间的临床重要差异均未达到显著性( 那经Fisher精确检验，分别为0.28和0.12)。根据结果，MT组的温度感觉和生活质量有改善的趋势，以脑卒中影响量表衡量。

3.1.2。二次结果

两组间Chedoke手臂和手部活动量表差异无统计学意义(表)2）;然而，在MT组的运动活动日志分数临床相关的改进（效果大小）超过那些BAT组使用的（量的：平均差异，0.30（95％CI，-0.09到0.69）; （95％CI，-0.24到1.44）;运动的质量：平均差异，0.24（95％CI，-0.14到0.62）; (95% CI， -0.35 - 1.31))。综上所述，MT组比BAT组在运动活动日志分数上有更大的改善趋势。

4.讨论

据我们所知，这项研究是第一个评估镜像视觉反馈启动效应的研究，通过比较任务导向MT和BAT对接受等量治疗的慢性脑卒中患者感觉运动表现和生活质量的影响。本研究强调了镜像视觉反馈，这可能是机器翻译中双边任务练习的关键因素，并提供了不同的恢复特征。研究结果部分支持了我们的假设，MT后的温度感觉和生活质量有了更大的改善。

4.1。镜子视觉反馈的好处

之前的一项研究表明，MT有很大的影响，并证明了温度感变化的群体差异[12］.该研究将温度感恢复的促进解释为镜像视觉反馈输入的结果，镜像视觉反馈输入通过对后顶叶和前运动皮层的多模态神经元的镜像视觉反馈来调节体感觉皮层网络。此外，温度感的恢复通常先于其他躯体感觉功能的恢复。本研究的设计扩展了以往的发现，即镜像视觉反馈的启动效应可能导致恢复。神经影像学技术可用于研究与上述结果相对应的脑内神经可塑性变化。

此外，尽管在治疗前和治疗后在运动损伤和双侧任务中手臂/手功能的结果测量中没有发现有统计学意义的差异，MT组在生活质量上有显著改善，并且在日常生活中使用量和运动质量的改善程度上比剂量匹配的BAT组有更大的趋势。这些结果可以解释为镜像神经元系统的激活增加和镜像视觉反馈的启动效应。知觉区和运动区可能由镜像神经元系统连接[5.］.

此外，根据启动范式，MT的镜像视觉反馈不仅通过基于动作的启动提供启动效应，还通过进一步的运动表象和动作观察提供启动效应[4.］.这些额外的启动效应也可能促进参与者对力量和受影响的手臂使用的感知，从而改善生活质量。为提高MT治疗效果，增加操作物体的重量或动作速度可能是临床实践的方向。

4.2。无显着差异运动障碍的群体之间的改进

描述性数据表明，运动功能障碍和臂的改进/上双边任务手功能不组之间显著不同。几个可能的原因可以解释这些现象。首先，先前的研究显示双侧深远的，从内到外移动的臂的长度增加目标手臂动作的招聘[40］.在我们的研究中使用的镜盒的大小可能限制了MT组参与者的行动。

其次，研究中使用的双边MT可能导致对参与者对参与者的同时双边运动的关注有限部署，对参与者进行躯体感应损伤或注意力。在双侧MT期间，可能的疗效也可能降低。

4．3．局限性和未来发展方向

这项初步研究有几个值得考虑的局限性。首先，本研究的样本量较小。需要在更大的样本基础上进行进一步的研究，以验证和扩展研究结果。例如，假设幂次为0.80，单向I型误差为0.05，未来验证MT在改善体感觉功能(如温度)方面优势的试验的最小样本量将是每个干预组中至少14名受试者。其次，我们没有考虑个性化的目标距离对手臂和躯干在到达过程中的运动的影响。这方面可能是导致这两组之间观察到的差异的一个因素，需要在未来的研究中进行检验或良好控制。

第三，研究中使用的双边MT可能还导致了对镜子的关注和双边运动的实践来限制。MT集团参与者经历的镜像视觉反馈的性质可能在个人基础上不同，并且认证审查。通过听觉反馈增强的单侧或MT的单方面方法可能是未来研究的适当修改。

最后，在解释研究结果时，应考虑研究参与者的人口统计学特征。出血性中风患者随着时间的推移可能会显示出更好的功能改善[41］.然而，卒中亚型对Mt / BAT的影响是未确定的。我们的样品大小仅限于允许子组分析。中风亚型对MT和BAT成果的潜在影响等待基于较大研究的审查。

年龄也可能是脑卒中中镜像视觉反馈启动效应的调节因素，值得评价。一项研究表明，镜像神经元系统的激活与年龄无关[42］.然而，关于中风发病年龄与镜像视觉反馈启动效应之间的直接关系的证据尚不充分。根据Radajewska的研究，老年中风患者可能更有可能体验到MT术后更好的功能预后的优势[43］.在我们的研究中,样本的大小是相当小的一个有意义的统计分析对结果的影响。因为年龄可能影响镜像神经元系统的激活,年龄的关系镜像视觉反馈的启动效应,等待未来的研究进一步审查。

社会或个人因素，如家庭支持或一般健康状况，可能会影响治疗结果，这可能进一步影响有意义职业的表现或参与[44那45］.未来的研究可以考虑将上述因素纳入更大的样本，以验证和扩展我们的发现。此外，本研究中使用的结果测量是基于成分的。为了确定干预后是否达到了预期的结果，未来的研究可能扩展到使用有意义职业的表现或参与的评估，如绩效量表满意度问卷(SPSQ) [1]或目标达成量表(GAS) [45］.

4.4。启示临床实践

根据本研究的结果，当对与本研究相似的患者提供职业治疗干预时，镜像视觉反馈诱导的启动效应可用于提高卒中后的感觉运动表现。此外，如果改善温度感觉或生活质量是治疗的目标，提供镜像视觉反馈可能是一个更好的选择。在双侧任务练习中使用镜像视觉反馈可以增加受影响上肢的活动量和运动质量。

5.结论

这一对比研究揭示了镜像视觉反馈对中风后改善的启动效应。镜像视觉反馈对双侧任务练习的温度感恢复和生活质量有较好的效果。为了有效地实现感觉运动康复中双侧任务练习的治疗目标，如果改善卒中相关的生活质量是治疗的目标，提供镜像视觉反馈可能是一个更好的选择。我们的研究也提出镜像视觉反馈是改善感觉功能的一个更好的选择。这些发现可能有助于规划包括双侧实践方法的个性化康复治疗。

数据可用性

为支持本研究结果而收集的人口统计学和临床数据经中国医科大学医院人类研究委员会批准，以保护患者隐私。支持本研究结果的数据可根据要求从通讯作者处获得(kehchunglin@ntu.edu.tw）.

的利益冲突

作者声明本文的发表不存在利益冲突。

致谢

本研究在一定程度上支持由国家卫生研究院(nhri - ex106 - 10403 -π,nhri - ex107 - 10403 -π,和nhri - ex106 10604 -π)和科学技术部(103 - 2314 - b - 002 - 008 - my3, 103 - 2314 - b - 182 - 004 - my3, 104 - 2314 - b - 002 - 019 - my3, 105 - 2314 - b - 182 - 037 - my3, 105 - 2314 - b - 182 - 018, 107 - 2314 - b - 002 - 052,台湾的108-2314-B-002-165-MY3)。

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