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第 106 期 【 專業論壇 】 冷熱溫度刺激在中風病人動作恢復的療效
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高雄市立小港醫院 徐欣妏 物理治療師

    根據行政院衛生署於2011年所公布台灣地區生命統計資料,顯示2010年全國腦中風死亡人數總計達10134人,成為國人的第三大死因(7.0%)1腦中風是導致成年人口長期失能的最主要原因,面對腦中風後造成患者肢體障礙或功能喪失等相關後遺症及後續長期醫療成本的支出,中風危險因子的防治和復健治療策略實施,已經成為政府及相關醫療單位積極重視的課題。

    中風後物理治療臨床運用模式有許多種,「感覺刺激」(sensory stimulation)即為其中之一,其結合各種感覺動作刺激來提升肢體動作功能的恢復,最早於195060年代神經誘發技術(neurofacilitation technique)的概念開始發展,包含玻巴斯(Bobath) 、布朗斯壯(Brunnström)、路得(Rood)和本體感覺神經肌肉誘發(Proprioceptive Neuromuscular Facilitation)等學派,近年研究證實重複的感覺刺激有調節大腦皮質重組效應;2物理治療師運用各式感覺刺激治療中風病人的研究計畫發展快速,常見功能性電刺激(functional electrical stimulation)和功能性震動刺激(functional vibratory stimulation);這些物理因子治療模式均證實能提升中風病人動作及功能的進步,惟其中冷熱因子較少應用於中風病人復健治療計畫。

    「冷熱溫度刺激」(thermal stimulation)由國內花蓮慈濟醫院陳家慶物理治療師最先應用於臨床急性期中風患者的復健治療,其使用傳統熱敷包及冷敷包提供「疼痛」溫度刺激來源,發現給予為期六週,每週五次,一次約30分鐘的交替冷痛與熱痛之溫度刺激,中風患者除了在感覺功能恢復有顯著地進步,在動作功能方面,包括布朗斯壯恢復分期、改良版動作評估量表分數、患側手的握力、手腕屈曲及伸直角度等,皆有顯著地進步。這個研究首先證實「疼痛」冷熱溫度刺激有助於發病一個月內中風病人的上肢感覺與動作功能之恢復。3 其後續進行急性期中風病患下肢的隨機分組試驗,給予傳統復健治療額外加上每天30-40分鐘、每週5天及為期6週下肢「疼痛」冷熱溫度刺激治療,結果亦顯示接受溫度刺激療法的實驗組個案下肢動作及行走功能比較控制組有顯著進步。4

    後續高雄義大醫院吳宏嘉治療師等人研究利用可調控溫度之冷熱循環恆溫水槽結合敷墊,克服傳統冷熱敷包溫度不易控制的問題,其徵召21名中風至少三個月以上的個案,並隨機分配至實驗組或對照組。實驗組個案於傳統復健療程之外,另加入為期8週,一週三次,一次約30分鐘的上肢溫度刺激治療,結果顯示實驗組在上肢動作功能的恢復速率高於控制組,且療效可維持到治療結束一個月後的追蹤期,證實8週的「疼痛」冷熱溫度刺激治療有助發病三個月以上的中風病患上肢的動作功能恢復。5上述研究均初步證實額外的「疼痛」溫度刺激對中風病人的動作及功能有明顯的療效。

    先前Gelnar等人研究發現,利用「疼痛」溫度刺激健康受試者手部和受試者執行對指動作所造成的大腦興奮區域在主要感覺皮質區(primary somatosensory cortex)68.9%重疊,在主要動作皮質區(primary motor cortex)32.7%重疊,在主要動作皮質區的外側更高達82.5%重疊,並且比震動式機械性刺激所活化的大腦區域更大,此研究首先以fMRI腦影像學證據驗證「疼痛」溫度刺激可以同時活化主要動作皮質區與主要感覺皮質區。6「疼痛」溫度刺激(noxious thermal stimulation)的溫度範圍高於攝氏43度與低於攝氏8度,以活化疼痛接受器,藉由傳入神經纖維進入脊髓背根,沿著外側脊髓丘腦徑(lateral spinothalamic tract)往上傳遞至丘腦,神經衝動進入丘腦後廣泛散射至許多大腦皮質區域包含主要感覺皮質區、次要感覺皮質區(secondary somatosensory cortex)、主要動作皮質區、副動作皮質區(supplementary motor cortex)、丘腦(thalamus)、腦島(insula)、前扣帶皮質區(anterior cingulated cortex)及基底核等。7,8 這些區域與中風病人動作訓練後所活化的大腦皮質區域相類似有助於促進腦部動作感覺皮質之可塑性(plasticity)或功能重組(reorganization),可能進而造成中風病人動作及功能恢復的機制。

    個人近期碩士論文研究採用雙盲隨機分組控制實驗設計,徵召23位中風至少三個月以上患者,經由隨機分組方式分配至實驗組或控制組。實驗組個案除了接受一般傳統復健治療之外,加入為期八週,每週三天,每天一次,每次三十分鐘的下肢「疼痛」冷熱溫度刺激(熱痛46-47°C/ 冷痛2-3°C); 控制組個案除了接受一般傳統復健治療之外,加入相同治療流程的「無痛」冷熱溫度刺激(40-41°C/ 23-24°C)治療結束與治療結束一個月後的追蹤期,實驗組在中風復健動作評估量表下肢次量表與基本行動能力次量表、功能性行走分類與巴氏量表的表現有顯著進步。在追蹤期的比較,實驗組在主要療效評量項目的進步量均顯著優於控制組。9個人這項研究計畫與先前陳家慶治療師之研究在收案條件、冷熱溫度刺激參數及研究設計上有所不同,然而結果同樣顯示「疼痛」冷熱溫度刺激對於中風病人下肢動作及功能均有正面的療效。 冷熱溫度刺激利用交替熱痛與冷痛感覺誘發中風受試者主動或反射動作反應符合傳統物理治療中神經誘發技術的感覺刺激方法;此外冷熱溫度刺激提供回饋的訊息,可以提醒患者注意刺激部位的動作及感覺,有助於提昇動作學習的能力。

中風病人「疼痛」冷熱溫度刺激的應用尚屬起步階段,對於最佳治療參數,包含溫度設定、刺激秒數及頻率、療程時間等都仍有待更多研究驗證;此外,溫度刺激大腦影像學變化仍僅侷限於健康受試者研究的推論探討,對於提升中風病人下肢動作及功能進步的療效機制,仍然需要腦影像學證據來驗證。 冷熱溫度刺激設備簡單且不佔空間,具有成本療效優勢,操作容易且無不良反應及副作用,臨床可應用於傳統常規復健療程內,做為誘發動作策略,並結合於傳統物理治療執行任務導向或動作再學習治療計畫,發展出新的治療方案;此外溫度刺激操作簡單,對於交通及行動不便無法接受門診復健之中風病人,未來發展可攜式恆溫輸出冷熱治療儀器可以應用於社區中風病人的居家物理治療。

 

參考資料

1.          Department of Health EY ROC, (TAIWAN). Health and national health insurance annual statistics information service. 2011.

2.          Ridding MC, Brouwer B, Miles TS, Pitcher JB, Thompson PD. Changes in muscle responses to stimulation of the motor cortex induced by peripheral nerve stimulation in human subjects. Exp Brain Res. 2000;131:135-43

3.          Chen JC, Liang CC, Shaw FZ. Facilitation of sensory and motor recovery by thermal intervention for the hemiplegic upper limb in acute stroke patients: a single-blind randomized clinical trial. Stroke. 2005;36:2665-9.

4.          Chen JC, Lin CH, Wei YC, Hsiao J, Liang CC. Facilitation of motor and balance recovery by thermal intervention for the paretic lower limb of acute stroke: a single-blind randomized clinical trial. Clin Rehabil. 2011; In press

5.          Wu HC, Lin YC, Hsu MJ, Liu SM, Hsieh CL, Lin JH. Effect of thermal stimulation on upper extremity motor recovery 3 months after stroke. Stroke. 2010;41:2378-80.

6.          Gelnar PA, Krauss BR, Sheehe PR, Szeverenyi NM, Apkarian AV. A comparative fMRI study of cortical representations for thermal painful, vibrotactile, and motor performance tasks. Neuroimage. 1999;10:460-82.

7.          Kwan CL, Crawley AP, Mikulis DJ, Davis KD. An fMRI study of the anterior cingulate cortex and surrounding medial wall activations evoked by noxious cutaneous heat and cold stimuli. Pain. 2000;85:359-74.

8.          Tseng MT, Tseng WY, Chao CC, Lin HE, Hsieh ST. Distinct and shared cerebral activations in processing innocuous versus noxious contact heat revealed by functional magnetic resonance imaging. Hum Brain Mapp. 2010;31:743-57.

徐欣妏。「溫度刺激」對於中風病人下肢動作與功能恢復的療效。高雄醫學大學醫學系神經學科碩士論文。2011年。



 
 




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