神经增强技术对前交叉韧带重建患者本体感觉的改善作用及机制研究

【字体: 时间:2025年09月16日 来源:Frontiers in Human Neuroscience 2.7

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  这篇研究通过随机对照试验证实,重复经颅磁刺激(rTMS)靶向作用于前交叉韧带重建(ACLR)患者的前额叶皮层,可显著改善患肢压力中心面积(COPA)和摆动速度(COPS),并提升30°关节位置觉(JPS)准确性。研究为神经调控技术应用于运动损伤康复提供了新证据,揭示了rTMS通过调节中枢神经可塑性促进本体感觉恢复的潜在机制。

  

1 引言

前交叉韧带(ACL)损伤是运动医学领域常见的膝关节创伤,尽管前交叉韧带重建(ACLR)手术能恢复关节力学稳定性,但约20%患者仍存在本体感觉障碍。本体感觉作为感觉运动整合的核心要素,其缺损会导致平衡控制异常和再损伤风险升高。研究表明,ACLR患者存在前额叶皮层激活不足等神经适应性改变,这促使研究者探索重复经颅磁刺激(rTMS)这一非侵入性神经调控技术的干预潜力。rTMS通过脉冲磁场调节皮层兴奋性,已在卒中康复等领域展现疗效,但其对ACLR患者本体感觉的特异性作用机制尚待阐明。

2 方法

研究纳入40例ACLR患者,随机分为真刺激组和假刺激组。真刺激组接受10Hz高频rTMS干预,靶点为患肢对侧前额叶皮层,强度设为静息运动阈值的90%。采用傅立叶智能平衡系统评估压力中心参数,通过等速肌力测试仪测量30°和60°关节位置觉误差。所有数据采用Wilcoxon符号秩检验进行统计分析。

3 结果

真刺激组干预后呈现显著改善:患肢COPA从干预前的152.3±18.7mm2降至128.5±15.2mm2(p=0.002),30°位置觉误差减少42%(p=0.012)。而60°位置觉及健侧肢体参数未见显著变化。假刺激组各项指标均无统计学差异。

4 讨论

该研究首次证实rTMS能特异性改善ACLR患者的本体感觉功能,这种效应可能源于前额叶-运动皮层环路的重塑。30°位置觉的显著改善与该角度下肌肉协同收缩较弱的特点相符,而60°时强大的肌梭传入可能掩盖了干预效果。值得注意的是,患肢选择性改善支持"交叉性神经调控"理论,提示rTMS通过纠正半球间兴奋性失衡发挥作用。

5 局限性

样本量较小(n=40)和缺乏长期随访数据是主要局限。此外,标准化的rTMS参数可能无法反映个体化方案的效果差异。

6 结论

本研究为rTMS作为ACLR康复辅助手段提供了循证依据,其通过中枢神经可塑性机制改善本体感觉的发现,为开发新型神经-运动整合康复策略奠定了理论基础。未来需开展多中心研究验证长期疗效,并探索最佳刺激参数组合。

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