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研究背景
脑卒中是指急性起病、迅速出现局限性或弥漫性脑功能缺失征象的脑血管性临床事件。据统计脑卒中是目前人类的三大死亡原因之一，是中国人疾病谱中主要的致残原因之一，存活者中50％~70％病人遗留有偏瘫、失语等严重残疾，其中偏瘫是脑卒中最常见的后遗症，而上肢功能的恢复更是不尽人意，约55％～75％脑卒中患者的日常生活能力受到了永久性严重损害。
在脑卒中后瘫痪肢体的康复治疗中，功能性电刺激(FES)是一种广泛应用的治疗方法，大量临床研究证明，FES治疗能显著改善患者的肢体功能，提高患者的生活自理能力，明显降低致残率，但对于FES改善脑卒中的神经机制方面的研究则报告甚少，尚缺乏全面系统的认识。以往的研究侧重于FES改善脑卒中的临床效果观察，对其结合脑功能成像来研究脑的功能性活动的研究甚少。
近10年来，神经系统疾病康复领域中最重要的研究成果之一是认识到中枢神经系统在损伤后具有结构和/或功能上的重新组织能力，即中枢神经系统具有高度的可塑性(plasticity)，国内外学者利用功能性核磁共振(functional magnetic resconance imaging，fMRI)等脑功能显像手段来探讨脑卒中后偏瘫肢体功能恢复的神经机制，证明脑卒中后存在功能重组现象，脑卒中后部分患者运动功能的改善显示了功能恢复所具有的潜力。fMRI利用神经-血流偶联机制可以间接反应各脑区神经细胞的代谢活动，因其具有非入侵性，实时性，高空间分辨率等优点已被广泛应用于脑功能的研究。但应用fMRI，观察FES治疗中对健康者及脑卒中患者脑部的激活变化情况尚未见报告，而脑卒中应用FES促进患侧肢体功能恢复的原理也不明了。
研究目的：
1.观察健康组接受FES刺激时，脑功能的变化情况，分析FES的作用机理。
2.观察患者接受接受FES刺激时，脑激活情况的变化，并通过分析与健康组激活模式之间的差异，探讨脑卒中后脑区的功能重组过程。
3.将激活模式与患者功能恢复情况做相关性分析，探讨如何进行有益的治疗方法，以促进患者早日实现有利的脑区功能重组。
研究对象：
健康右利手受试者5人，均为女性，年龄年龄55~85岁，全部受试者均经体检证实身体健康，无神经及精神病史，未从事过音乐、计算机等行业，手指运动功能正常。
脑卒中患者7名，均为女性：(1)55~85岁，询问病史并经影像学证实为首次发生脑血管意外，病程大于1个月；(2)右利手；(3)无其他精神、神经病史；(4)无严重认知功能障碍，能签属知情同意书；(5)一侧肢体偏瘫，上肢运动功能障碍者，屈肌肌力Ⅲ级及以下(肌力判断根据Lovett补充分级法确定)；(6)未从事过音乐、计算机等行业；(7)生命体征平稳。
研究方法：
1一般临床资料
1.1影像学检查：头颅CT或MRI检查，记录病灶的性质(梗死或出血)、侧别(左侧或右侧)和部位。
1.2其他临床资料：性别、年龄、病程、脑卒中的类型。
2临床康复评定患者入选后即进行以下评定：手法肌力检查(manual muscle testing，MMT)，简略智力量表(abbreviate mental test，AMT)，改良Ashworth痉挛量表(modified Ashworth spasticity scale，MAS)，Barthel指数(Barthel index，BI)，Fugl-Meyer量表(Fugl-Meyer motor assessment scale，FMA)，Brunnstrom运动恢复分期(recovery stage of Brunnstrom，RSB)。
3.仪器及研究过程成像仪器：为Philips公司Intera Gyroscan 1.5T超导型MR仪。
常规扫描：先行常规头颅平扫进一步明确颅内情况，包括T2WI横断及冠状扫描，T1WI横断扫描以及T2 flair序列横断扫描。
BOLD-fMRI成像：采取组块设计，利用其特点，可获得稳定的脑皮层激活区。BOLD采用回波平面成像快速梯度回波序列，以相同的层厚、层间距和层数与T1flair保持扫描层面一致。BOLD图像采集以静止-电刺激的方式交替进行，每个组块24s，任务组块和刺激组块交替进行，即扫描取样8个静态时相图，接着扫描取样8个手运动时相图，如此反复5个周期，共80个动态，可得到2000幅功能原始图。
运动模式：每位被试均进行FES刺激诱发运动，4个刺激点提前由我科肌电图定位，以出现腕背伸和拇外展动作为目标，选择最小电刺激引起肌肉明显收缩的运动点为刺激部位，频率30Hz。
图像后处理及统计分析利用Philips Vievforum工作站，分别拷贝出BOLD-fMRI序列、T1flair以及T13d的原始DICOM文件，经MRI图象后处理软件MRIcro转化为Analyze格式，即可应用SPM5软件进行分析。
经SPM5分析后，得到FES刺激是各受试者的脑区激活图，及脑卒中组和健康对照组组激活图。利用SPSS11.0软件进行以下内容的数据分析：(1)健康组和脑卒中组双侧半球初级感觉运动区(SMC)激活体积和强度的比较(2)两组双侧半球运动前区(PM)激活体积和激活强度的比较(3)比较两组SMC单侧化指数(LI)，并且对脑卒中组LI与患侧上肢的功能恢复评分进行相关行分析。
研究结果：
1.健康老年组接受FES刺激诱发运动时，主要是运动肢体对侧的感觉运动相关脑区被激活，包括初级运动感觉运动区(SMC)，运动前区(PM)，顶下小叶(IPL)，扣带回运动区(CMA)等，而小脑多为双侧激活。
2.与健康组比较，脑卒中组的脑激活对侧化趋势不明显，SMC，PM，等多出现双侧激活，虽然利用统计分析未发现两组SMC，PM激活体积和强度有显著差异，但是通过观察可发现，脑卒中组同侧SMC激活有大于健康组的趋势，未发现两组PM区的明显差异。
3.两组SMC的单侧化指数未发现统计学差异，而卒中组SMC的LI与其患侧上肢运动功能恢复正相关，Spearman相关系数0.9，p=0.04。
研究结论：
经过屏蔽的功能性电刺激机器在1.5T的磁场下可以安全工作，且利用功能性核磁共振来研究电刺激对脑功能改变是切实可行的。
FES通过感觉输入和被动运动两种方式，激活与运动和感觉相关的脑区，对于脑卒中患者，则促进其运动感觉运动脑区的功能重组。
运动功能恢复较好的脑卒中患者和健康组的脑激活模式相似，提示运动肢体对侧SMC脑区的恢复仍然是患者运动恢复的重要因素。