中樞傳導通路與姿勢控制（central pathway and postural control，CPPC）技術是四川大學華西醫院康復醫學中心研發的神經康復物理治療技術。該技術以姿勢控制的中樞神經傳導通路內在機制與外在表現為核心，運用神經科學理論解釋與分析患者的功能障礙。臨床實踐和研究結果顯示，CPPC 技術具有良好的療效和應用前景。該文主要闡述了 CPPC 技術的基本原理和核心理念、常用的評估和治療方法、近年來取得的成果及應用推廣，旨在為該技術的進一步應用與深入研究提供理論參考與指導。
引用本文： 江漢宏, 魏清川, 葉賽青, 蒙利嬌, 張靜, 何琳, 陳意, 高強. 中樞傳導通路與姿勢控制技術的基礎理論及臨床應用. 華西醫學, 2022, 37(5): 680-687. doi: 10.7507/1002-0179.202204046 復制
姿勢控制和平衡功能障礙是腦卒中后常見的問題，與移動能力下降、日常生活活動能力受限相關，是腦卒中后跌倒的主要危險因素之一[1]。積極地訓練和提高姿勢控制能力對腦卒中偏癱患者的功能改善具有重要的價值，是目前國內外研究的重點和熱點之一[2-3]。經顱磁刺激（transcranial magnetic stimulation，TMS）和經顱直流電刺激等神經調控技術可進一步增強姿勢控制的中樞調節，改善腦卒中患者的姿勢控制與平衡能力[4]。四川大學華西醫院（以下簡稱“華西醫院”）康復醫學中心在整合全球神經康復物理治療技術的基礎上，提出中樞傳導通路與姿勢控制（central pathway and postural control，CPPC）技術。該技術應用神經科學理論解釋與分析患者的功能障礙，以姿勢控制的中樞神經傳導通路內在機制與外在表現為核心，以中樞激活和抑制為基本方法，通過康復訓練和神經調控等多種形式進行以姿勢控制為中心的康復治療，具有良好的療效和應用前景。本文系統地介紹了 CPPC 技術的基礎理論及臨床應用，旨在為該技術的進一步應用與深入研究提供理論參考與指導。
1 CPPC 技術的基本原理和核心理念
運動行為是由運動目標、執行運動的原因以及姿勢控制介導的機械穩定性相互作用并共同決定的[5]。其中姿勢控制在保持身體平衡、進行運動調整上起著重要的作用。姿勢控制是軀體本體感覺、視覺和前庭覺系統輸入至中樞整合形成身體圖式，以維持身體定向和穩定的復雜過程[6-7]。良好的姿勢控制可使身體各節段適應不同環境的姿勢定向，在運動過程中維持機體的靜態與動態穩定性。
1.1 姿勢調節
人體在面對可預期的或突發的內部和/或外部姿勢干擾時，中樞神經系統對身體姿勢肌肉的反應調節主要包括預期性姿勢調節（anticipatory postural adjustment，APA）和補償性姿勢調節（compensatory postural adjustment，CPA）2 種調節機制[8]。
APA 是指通過建立穩定的運動鏈將身體各節段連接起來，以防止由局部運動引起的力學擾動。如果沒有適當的平衡，這些干擾會影響隨意運動的正確執行[9]。在可預期的姿勢干擾之前產生的姿勢調節主要為 APA，例如快速舉起手臂。產生 APA 的神經機制可能是來自視覺、聽覺、本體感覺和運動意圖等的感知和認知神經信息傳導至大腦，中樞神經系統整合后發出神經沖動，產生動作預估，預先激活相關肌肉活動，實現對肌肉活動的優化控制[10]。參與 APA 的神經網絡包括初級運動皮質、運動前皮質、輔助運動區、基底節、腦干和小腦等神經結構[11-12]。其中，初級運動皮質主要在 APA 啟動過程中投射皮質運動纖維至目標肌群進行調節；運動皮質參與 APA 相關運動計劃的編碼；輔助運動區和腦干共同調節 APA 時序；小腦主要與 APA 產生過程中肌肉群的協調耦合相關[13]。
應對不可預期的姿勢干擾之后產生的姿勢調節為 CPA[14]。CPA 的目的是在干擾發生之后調節身體重心的位置，來自運動皮質的運動指令作用于運動系統，改變其狀態，并引起不同的感覺輸入進行姿勢調節。研究顯示，當感覺輸入中的本體感覺反饋通路被阻斷，運動依然能夠產生，但關節協調性受損、運動軌跡準確度下降，提示本體感覺輸入對姿勢控制的流暢性和精確度有重要意義[15]。CPA 運動輸出過程中，脊髓α和γ運動神經元分別支配外周效應器（肌肉）和感受器（肌梭）。α和γ運動神經元具有共同發放的特點，稱為α-γ協同激活[16]，進一步證實了反饋環路中感覺反饋與運動指令信號在運動執行中共同發揮作用的特點。健康人面對不可預測的干擾時，CPA 是中樞神經系統進行姿勢控制的主要調節機制；而面對可預測的干擾時，APA 與 CPA 共同進行姿勢控制以維持身體姿勢的穩定[17]。
1.2 姿勢控制與平衡的中樞傳導通路
腦干和小腦是姿勢控制與平衡的重要中樞結構。根據功能分區，小腦可分為前庭小腦、脊髓小腦和皮質小腦。前庭小腦主要負責調控前庭眼反射和協調眼球追蹤運動等；脊髓小腦主要負責調控軀干軸肌、頭頸部肌肉、肢體近端肌肉的肌張力與肌肉運動，以調節身體姿勢及維持平衡；皮質小腦主要管理上下肢精確運動的計劃以及后續的協調運動[18]。小腦蚓部在姿勢控制和平衡反應中起著關鍵的作用[19]。起自小腦蚓部的神經纖維從頂核發出，一部分通過丘腦換元到達大腦皮質，一部分經小腦中腳和下腳到達前庭神經核與腦干網狀結構，然后分別通過前庭脊髓束和網狀脊髓束調控身體姿勢[20]。因此，小腦蚓部可通過頂核控制軀干軸肌、頭頸部肌肉與肢體近端肌肉的肌張力。此外，小腦蚓部還可利用 APA 和 CPA 進行姿勢調整，維持功能活動中的姿勢控制和平衡[21]。姿勢控制與平衡還接受大腦皮質的調節。健康人輔助運動區和后頂葉皮質的激活增強與對即將到來的外界姿勢干擾的預測有關[22]。正常大腦半球輔助運動區中姿勢擾動相關氧合血紅蛋白信號的增加與 Berg 平衡量表測量的平衡功能增加顯著相關[23]，且腦卒中患者的平衡能力與雙側輔助運動區氧合血紅蛋白信號的姿勢擾動相關變化呈顯著正相關[24]。當進行較高難度的平衡任務時，頂葉皮質區域被激活，抑制后頂葉皮質會導致健康受試者姿勢穩定性下降[25]。當平衡任務難度加大時，大腦皮質的額葉、中央和頂葉區域的θ振蕩增加[26]。
CPPC 技術主要基于上述姿勢控制原理，解釋與分析患者的功能障礙，以姿勢控制為中心進行康復治療，以改善患者功能。具體而言，包括：① 基于神經科學原理，從中樞機制層面分析和解釋腦卒中患者癥狀、體征及功能障礙，以中樞激活和抑制的方式實現精準康復；② 強調姿勢控制和平衡的中樞傳導通路及調節機制，并基于運動控制原理評估和制定康復治療方案；③ 基于神經功能檢測及姿勢與運動的外在表現，運用神經調控技術和運動訓練進行治療，使“精準檢測、精準治療”理念轉化為可操作的具體技術[27]。
2 CPPC 技術的常用評估方法
2.1 體格檢查和量表評估
臨床治療中，康復評估的目的在于探索改善患者運動的潛力，以此作為提高其功能獨立性的基礎。CPPC 技術常用的評估方法如下。
2.1.1 觀察與體格檢查
評估內容包括基本姿勢（仰臥位、坐位、站立位等）評估和姿勢轉換過程（仰臥-側臥、臥-坐、坐-站、步行等）評估，也稱靜態評估和動態評估。在靜態和動態的觀察與觸診中，應著重關注：① 姿勢控制：姿勢控制包括姿勢穩定和姿勢定向。姿勢穩定性也稱平衡，是控制身體重心與支撐面關系的能力。姿勢定向性指保持身體各節段與任務、環境間適當關系的能力。② 姿勢力線：姿勢力線即身體各部位的排列，以及身體位置與重力、支撐面的關系。因為力線決定了運動策略的產生以更有效地控制姿勢[28]。同時，還應評估患者有無肌肉短縮或關節攣縮。③ 姿勢張力：人體在直立位（坐位、立位等）時，抗重力肌群的活動增加以抵抗重力，稱之為姿勢張力，它是支撐人體抵抗重力的主要機制[28]。④ 肌張力的分布和變化：適當的肌張力可適應不同姿勢和進行姿勢轉換。過低的肌張力無法滿足適當的或預期的活動。而肌張力過高則超過了預期的活動需求。評估者還應觀察患者是否出現聯合反應，以及在何種情況下出現。⑤ 神經肌肉活動：評估人體的關鍵區域在運動啟動、運動過程以及運動結束時，肌肉的啟動、激活和募集情況。⑥ 運動模式：運動模式由一系列的選擇性運動組成，包括運動時序、協調性、速度和運動范圍。為確保全面評估，必要時評估者應分別從冠狀面和矢狀面進行評估。此外，在評估過程中，對于特定的感覺輸入、治療師的引導或治療師給予的支撐，評估者應關注患者如何作出反應。
2.1.2 量表評估
① 軀干損傷量表（Trunk Impairment Scale）：軀干控制障礙是腦卒中后的常見問題，同時姿勢和軀干控制水平也是腦卒中患者功能恢復的重要預測因子[29-30]。因此，臨床治療中需關注卒中患者的姿勢和軀干控制問題。軀干損傷量表是一個用于評估腦卒中患者軀干運動質量的工具，具有良好的信度[31]。該量表用于測量與靜態和動態坐位平衡相關的軀干運動，以及軀干的協調能力。軀干損傷量表包括靜態坐位平衡（3 項）、動態坐位平衡（10 項）和協調性（4 項），共 17 項，總分 23 分，分數越高，提示軀干控制水平越好[32]。
② Fugl-Meyer 評估量表（Fugl-Meyer Assessment Scale）：該量表是一個設計良好、可行、有效的評估量表，在腦卒中康復中的應用效果已得到廣泛驗證[33]。Fugl-Meyer 評估量表從運動功能、感覺功能、平衡、關節活動度和關節疼痛 5 個方面進行評估。其中運動方面的評估被強推薦為評估腦卒中后運動障礙的研究工具[34]。運動方面的評估包括肩、肘、前臂、腕、手、髖、膝和踝的運動、協調和反射。每個項目得分為 0～2 分（0=不能執行，1=部分執行，2=完全執行）。得分為 0～100 分，其中上肢為 0～66 分，下肢為 0～34 分，得分越高提示運動功能越好。
③ 改良 Rivermead 移動能力指數量表（modified Rivermead mobility index）：該量表是臨床上常用的一個簡短的移動能力評估量表。該量表對移動能力的變化較靈敏，內部一致性高，具有足夠的預測效度和優異的重測信度[35]。改良 Rivermead 移動能力指數量表包括翻身、從臥到坐、坐位維持、從坐到站、站立維持、轉移、室內行走、上下樓梯8 個項目，其得分為 0～40 分，評估者通過直接觀察患者在每個項目中的表現來評分。
2.2 腦功能檢測
近年來，腦功能檢測技術作為客觀、準確的評估工具常用于評估卒中后運動、認知功能。CPPC 技術關注姿勢控制的中樞神經機制，并通過多種腦功能檢測技術來反映中樞的功能狀態，主要包括誘發電位檢測、TMS、腦電圖、近紅外光譜腦功能成像、功能性 MRI 和彌散張量成像等。
使用的誘發電位檢測主要包括軀體感覺誘發電位、運動誘發電位、腦干聽覺誘發電位、視覺誘發電位和事件相關電位[36]。軀體感覺誘發電位是以脈沖電流刺激周圍神經的一定部位，在本體覺傳導通路不同水平上，記錄周圍神經感覺動作電位及中樞神經的感覺誘發電位[37]。運動誘發電位是應用瞬時高壓電或高通量磁場刺激對側皮質運動區，通過興奮運動皮質、下行通路及周圍神經，在相應肌肉表面記錄動作電位。運動誘發電位潛伏期與波幅可用于客觀評估中樞神經系統運動傳導通路即皮質脊髓束的傳導功能與皮質興奮性的變化，以評估卒中后患者的運動功能恢復情況[38]。腦干聽覺誘發電位是聲音刺激聽覺感受器后，經過聽神經、腦干傳導通路在皮質聽覺中樞記錄到的誘發電活動，可從神經電生理角度反映腦干功能，幫助判斷腦干損傷情況[39]。事件相關電位是在腦電的基礎上對特定事件提取的腦電信號，一般是指針對感覺系統或腦的某一部位，施加某一種特定的刺激，在腦區所引起的特定變化。事件相關電位是與刺激的認識、理解和判斷相關聯的電位，時間分辨率佳，對研究腦卒中后認知相關的功能活動具有重要意義[40]。
TMS 檢測結果可反映中樞的功能狀態，其測量指標包括：① 運動閾值，反映神經元的膜興奮性、皮質間軸突及其與皮質脊髓束的興奮性突觸連接的活動[41]；② 同側皮質靜息期，反映跨胼胝體抑制功能；③ 短間隔皮質內抑制，與γ-氨基丁酸 A 型受體有關；④ 長間隔皮質內抑制，與γ-氨基丁酸B 型受體有關；⑤ 皮質內興奮性，反映了 N-甲基-D-天冬氨酸介導的興奮性突觸后電位的情況[42]。
腦電圖和近紅外光譜腦功能成像結果可反映皮質活動及功能狀態。腦電圖空間分辨率相對較低，而時間分辨率高；腦電圖用于研究腦卒中患者的皮質活動和功能連接情況，受損運動網絡的靜息和動態連接以及大腦半球間的平衡活動可用于評估康復治療的積極效應[43]。近紅外光譜腦功能成像通過計算組織內含氧血紅蛋白與去氧血紅蛋白對近紅外光吸收的差異，從而獲得組織代謝強弱變化[44]。與腦電圖不同，近紅外光譜腦功能成像對腦血流動力學變化非常敏感[45]。近紅外光譜腦功能成像可通過建立大腦皮質激活變化與運動能力之間的聯系，來實時評估腦卒中偏癱患者下肢運動功能、步態及姿勢控制的中樞變化[46]。Fujimoto 等[23]通過近紅外光譜腦功能成像發現輔助運動區的激活與卒中后姿勢控制的恢復呈正相關。
功能性 MRI 和彌散張量成像是 2 種廣泛應用的 MRI 技術。功能性 MRI 通過含氧血紅蛋白與脫氧血紅蛋白順磁性的不同以及神經元活動時需氧量增加的原理來反映大腦各功能區的活動變化，以輔助評價腦卒中偏癱患者的預后[46-47]。功能性 MRI 可用于評估行為任務的大腦變化，任務相關功能性 MRI 檢測結果有助于評估腦卒中后運動功能預后[48]。彌散張量成像是在彌散加權成像基礎上發展出的一種 MRI 技術，主要通過測量組織中水分子的運動來研究大腦的微觀結構改變，確定腦白質方向和彌散特性[49]。其常用參數包括擴散系數、部分各向異性及容積比等。彌散張量成像可用于測量卒中后皮質脊髓束的完整性，預測腦卒中患者的運動功能恢復情況[50-51]。Kim 等[52]應用彌散張量成像評估大腦中動脈梗死患者的皮質脊髓束完整性，可預測患者卒中后 6 個月的運動恢復情況。
在 CPPC 技術中，腦功能檢測技術可從中樞機制層面分析和解釋腦卒中患者癥狀、體征及功能障礙，通過精準評估以輔助制定康復治療方案，還可客觀地評估卒中患者運動功能與姿勢控制的恢復潛力及明確康復治療的有效性，但由于其價格昂貴且需要相關專業技術及人員，在實際推廣中可選擇性應用。
3 CPPC 技術常用的治療方法
3.1 徒手康復訓練
CPPC 技術重點在于改善靜態或動態體位下的姿勢控制能力，以減少大腦皮質參與完成姿勢控制的代償性調節為目標，激活基于前饋機制的內側運動系統，以形成自動化調節功能，從而誘導患者形成正確的軀干姿勢控制，達到改善痙攣、提高軀體運動控制能力、平衡以及日常生活能力等目的[27]。治療師對患者進行基于正確感覺輸入的康復訓練是 CPPC 技術常用的治療方法之一，主要依靠姿勢控制手法（以下簡稱“PC 手法”）來實現。PC 手法是指治療師基于感覺輸入誘導出正確的姿勢反應，提高姿勢控制能力的操作方法。康復訓練強調正確的感覺-運動誘導、呼吸控制訓練、核心穩定和軀干控制訓練、平衡功能訓練、移動能力訓練和步態矯正等[53]。
感覺-運動誘導是指通過軀體感覺信息（本體感覺與觸覺）引導運動方向，使個體能有正確的肌肉收縮、運動速度、軀體和肢體活動等[54]。感覺-運動誘導信息一部分通過非意識本體感覺通路傳入小腦，被整合后通過腦干直接控制軀干和四肢以維持姿勢和平衡；另一部分傳入大腦皮質，參與完成隨意運動控制[55-56]，這也是PC 手法的中樞機制之一。在運動訓練過程中，治療師應關注本體感覺、前庭、視覺信息的有效整合，這對于成功的姿勢控制和保持直立姿勢至關重要，也能促進患者對環境變化的適應。
呼吸是姿勢控制的重要環節，當脊柱穩定性受到干擾時，人體可通過膈肌、腹肌和盆底肌的共同激活來增加腹內壓，從而輔助脊柱的機械穩定性。呼吸訓練是提高患者核心穩定、促進姿勢控制的有效方法。治療師可通過 PC 手法，將手置于患者下腹部引導其進行腹式呼吸并保持 5 s，進一步在不同體位下通過呼吸訓練調節膈肌和腹內壓，建立膈肌-腹橫肌-多裂肌-盆底肌的動態激活鏈，這與 Lee 等[57]的發現一致。此外，治療師可在呼吸訓練的基礎上，在坐位和站立位對軀干肌群進行協同激活，從而促進軀干穩定[58]。核心穩定性治療在短期和長期內均可改善平衡和軀干控制能力，并增強患者自信心以及日常生活活動能力[59]。
在訓練過程中，除了關注正確的對位對線外，治療師需持續關注 APA 是否被正確激活，這是影響患者姿勢控制和運動功能的重要因素。治療師在觀察患者肌肉、骨骼層面改變的基礎上，還需考慮運動產生的中樞效應，引導患者減少對肢體動作本身的關注，降低患者的意識性皮質過度參與。與完全被動訓練相比，通過軀干、姿勢改變和骨盆活動引起人體重心變化，可有效促進 APA[60]；而與完全主動訓練相比，通過 PC 手法可有效減少皮質過度興奮引起的平衡代償策略。CPPC 技術強調在姿勢穩定的前提下，強化軀體的運動控制訓練，從而提升患者的運動功能。此外，任務導向性訓練可提高亞急性期卒中患者的平衡和步行能力[61]，CPPC 技術將任務導向訓練整合進來，進一步降低患者對動作本身的關注，以改善患者通過正確的姿勢控制和平衡調節方式完成功能性活動的能力。
3.2 神經調控
運動訓練可引起結構和功能神經網絡的重塑，改善患者功能，而神經調控可通過促進神經元網絡重塑以提高患者功能[62]。CPPC 技術強調通過康復訓練和神經調控（包括 TMS 和經顱直流電刺激等）等多種形式進行姿勢調控，改善患者功能。TMS 主要通過提高或降低特定關鍵區域的大腦活動，是近年來用于改善卒中后運動功能障礙的研究熱點之一。臨床使用 TMS 治療時，需針對不同疾病和不同功能障礙，選擇不同的治療參數。Fan 等[63]發現對卒中后步行和平衡障礙的患者，重復 TMS（repetitive TMS，rTMS）最常見的單次治療時間為 15～20 min，最常用的低頻和高頻為 1 Hz 和 10 Hz。Xie 等[64]進一步發現低頻 rTMS 主要影響卒中后運動功能，而高頻 rTMS 則可增加運動誘發電位的波幅。Koch 等[65]發現，3 周的小腦間歇性爆發性θ波刺激可有效改善卒中后平衡和步行能力，與華西醫院 CPPC 技術團隊的研究結果一致[66]。華西醫院 CPPC 技術團隊的研究結果還顯示，小腦間歇性爆發性θ波刺激聯合康復訓練可改善亞急性期腦卒中患者的上肢痙攣情況[67]和步行功能[68]。經顱直流電刺激可通過調節腦組織中的神經元活動來促進運動表現。Dong 等[69]的研究結果顯示經顱直流電刺激對卒中后平衡和步態改善有積極作用。臨床治療時，經顱直流電刺激還可與機器人輔助步態訓練[70]、強制性運動療法[71]和虛擬現實[72-73]等結合以提升康復治療效果。此外，Kumru 等[74]發現神經調控治療可有效改善脊髓損傷患者的平衡和姿勢控制功能。而近紅外光譜腦功能成像除了作為評估工具外，還可與其他技術結合，作為神經反饋應用于臨床治療。Fujimoto 等[75]利用近紅外光譜調節神經生物反饋系統對輔助運動區活動進行反饋，結果顯示其對平衡和姿勢控制有促進作用。這些研究提示神經調控對中樞神經系統疾病患者的平衡和姿勢控制障礙可能具有潛在治療價值。
神經可塑性是腦卒中后功能恢復的基礎，神經網絡功能重建是腦卒中后神經可塑性的重要組成部分。有效的康復訓練可促進半球間皮質重組，以改善功能障礙[76-77]。因此，未來 CPPC 技術將繼續積極探索神經調控和運動訓練兩者之間的有效結合，在利用神經調控促進神經功能網絡興奮性的基礎上，有針對性地進行康復訓練，以促進神經網絡有效重建和患者運動功能恢復。
4 成果及應用推廣
華西醫院 CPPC 技術團隊在完善技術理論體系和臨床治療體系的同時，積極地將該技術進行成果轉化和應用推廣，目前團隊已經初步建立了 CPPC 技術的理論體系、評估體系和治療體系，并在臨床應用 4 年以上，取得了良好的效果。2018 年－2020 年，團隊在全國開辦 10 余期培訓班，開設國家級及省級康復會議專題講座 30 余次，成果推廣覆蓋至全國近 10 個省市、30 余家醫療機構，包括廣東、廣西、山東、山西、四川等的各級醫療機構，得到了同行的認可、推崇和高度評價，省內外多家單位將該技術申請為院級新技術進行應用推廣[78-79]。2020 年 3 月，華西醫院 CPPC 技術團隊基于 CPPC 技術的研究課題獲得華西醫院臨床孵化項目立項。2020 年 9 月，CPPC 技術診療方案獲得中華人民共和國國家版權局的版權登記。同年 11 月，CPPC 技術獲得華西醫院臨床新技術立項。2021 年 7 月，科技查新結論顯示，研究 CPPC 技術對腦卒中患者平衡和移動能力影響的研究，國內公開文獻中未見相同報道。科技成果鑒定結論顯示，項目具有較好的社會和經濟效益以及良好的推廣應用前景。專家評價認為，該項目成果總體達到國內同類研究的領先水平。2022 年 1 月，CPPC 技術獲得了 2021 年度四川省醫學科技獎成果推廣類一等獎[80]。目前為止，華西醫院 CPPC 技術團隊基于 CPPC 技術核心理念進行臨床研究并發表國內外論文 20 余篇，為該技術的應用實踐提供了科學依據。
5 小結與展望
綜上，CPPC 技術主要基于姿勢控制原理，通過神經功能檢測及姿勢與運動的外在表現以評估、解釋與分析患者的功能障礙，使用神經調控技術和運動訓練進行康復治療，以改善患者功能。目前，該技術還處于推廣和循證研究的起步階段，仍面臨著諸多挑戰。未來，華西醫院 CPPC 技術團隊將緊跟臨床神經科學、運動控制理論等的發展，繼續深入研究其機制和臨床療效，積極探索神經調控和運動訓練之間的有效結合，形成基于理論-實踐-循證的完整 CPPC 技術體系，從而更好地幫助卒中患者提高功能、改善活動能力和社會參與度。
利益沖突：通信作者為 CPPC 技術的開發者及推廣者。其余作者無利益沖突。
姿勢控制和平衡功能障礙是腦卒中后常見的問題，與移動能力下降、日常生活活動能力受限相關，是腦卒中后跌倒的主要危險因素之一[1]。積極地訓練和提高姿勢控制能力對腦卒中偏癱患者的功能改善具有重要的價值，是目前國內外研究的重點和熱點之一[2-3]。經顱磁刺激（transcranial magnetic stimulation，TMS）和經顱直流電刺激等神經調控技術可進一步增強姿勢控制的中樞調節，改善腦卒中患者的姿勢控制與平衡能力[4]。四川大學華西醫院（以下簡稱“華西醫院”）康復醫學中心在整合全球神經康復物理治療技術的基礎上，提出中樞傳導通路與姿勢控制（central pathway and postural control，CPPC）技術。該技術應用神經科學理論解釋與分析患者的功能障礙，以姿勢控制的中樞神經傳導通路內在機制與外在表現為核心，以中樞激活和抑制為基本方法，通過康復訓練和神經調控等多種形式進行以姿勢控制為中心的康復治療，具有良好的療效和應用前景。本文系統地介紹了 CPPC 技術的基礎理論及臨床應用，旨在為該技術的進一步應用與深入研究提供理論參考與指導。
1 CPPC 技術的基本原理和核心理念
運動行為是由運動目標、執行運動的原因以及姿勢控制介導的機械穩定性相互作用并共同決定的[5]。其中姿勢控制在保持身體平衡、進行運動調整上起著重要的作用。姿勢控制是軀體本體感覺、視覺和前庭覺系統輸入至中樞整合形成身體圖式，以維持身體定向和穩定的復雜過程[6-7]。良好的姿勢控制可使身體各節段適應不同環境的姿勢定向，在運動過程中維持機體的靜態與動態穩定性。
1.1 姿勢調節
人體在面對可預期的或突發的內部和/或外部姿勢干擾時，中樞神經系統對身體姿勢肌肉的反應調節主要包括預期性姿勢調節（anticipatory postural adjustment，APA）和補償性姿勢調節（compensatory postural adjustment，CPA）2 種調節機制[8]。
APA 是指通過建立穩定的運動鏈將身體各節段連接起來，以防止由局部運動引起的力學擾動。如果沒有適當的平衡，這些干擾會影響隨意運動的正確執行[9]。在可預期的姿勢干擾之前產生的姿勢調節主要為 APA，例如快速舉起手臂。產生 APA 的神經機制可能是來自視覺、聽覺、本體感覺和運動意圖等的感知和認知神經信息傳導至大腦，中樞神經系統整合后發出神經沖動，產生動作預估，預先激活相關肌肉活動，實現對肌肉活動的優化控制[10]。參與 APA 的神經網絡包括初級運動皮質、運動前皮質、輔助運動區、基底節、腦干和小腦等神經結構[11-12]。其中，初級運動皮質主要在 APA 啟動過程中投射皮質運動纖維至目標肌群進行調節；運動皮質參與 APA 相關運動計劃的編碼；輔助運動區和腦干共同調節 APA 時序；小腦主要與 APA 產生過程中肌肉群的協調耦合相關[13]。
應對不可預期的姿勢干擾之后產生的姿勢調節為 CPA[14]。CPA 的目的是在干擾發生之后調節身體重心的位置，來自運動皮質的運動指令作用于運動系統，改變其狀態，并引起不同的感覺輸入進行姿勢調節。研究顯示，當感覺輸入中的本體感覺反饋通路被阻斷，運動依然能夠產生，但關節協調性受損、運動軌跡準確度下降，提示本體感覺輸入對姿勢控制的流暢性和精確度有重要意義[15]。CPA 運動輸出過程中，脊髓α和γ運動神經元分別支配外周效應器（肌肉）和感受器（肌梭）。α和γ運動神經元具有共同發放的特點，稱為α-γ協同激活[16]，進一步證實了反饋環路中感覺反饋與運動指令信號在運動執行中共同發揮作用的特點。健康人面對不可預測的干擾時，CPA 是中樞神經系統進行姿勢控制的主要調節機制；而面對可預測的干擾時，APA 與 CPA 共同進行姿勢控制以維持身體姿勢的穩定[17]。
1.2 姿勢控制與平衡的中樞傳導通路
腦干和小腦是姿勢控制與平衡的重要中樞結構。根據功能分區，小腦可分為前庭小腦、脊髓小腦和皮質小腦。前庭小腦主要負責調控前庭眼反射和協調眼球追蹤運動等；脊髓小腦主要負責調控軀干軸肌、頭頸部肌肉、肢體近端肌肉的肌張力與肌肉運動，以調節身體姿勢及維持平衡；皮質小腦主要管理上下肢精確運動的計劃以及后續的協調運動[18]。小腦蚓部在姿勢控制和平衡反應中起著關鍵的作用[19]。起自小腦蚓部的神經纖維從頂核發出，一部分通過丘腦換元到達大腦皮質，一部分經小腦中腳和下腳到達前庭神經核與腦干網狀結構，然后分別通過前庭脊髓束和網狀脊髓束調控身體姿勢[20]。因此，小腦蚓部可通過頂核控制軀干軸肌、頭頸部肌肉與肢體近端肌肉的肌張力。此外，小腦蚓部還可利用 APA 和 CPA 進行姿勢調整，維持功能活動中的姿勢控制和平衡[21]。姿勢控制與平衡還接受大腦皮質的調節。健康人輔助運動區和后頂葉皮質的激活增強與對即將到來的外界姿勢干擾的預測有關[22]。正常大腦半球輔助運動區中姿勢擾動相關氧合血紅蛋白信號的增加與 Berg 平衡量表測量的平衡功能增加顯著相關[23]，且腦卒中患者的平衡能力與雙側輔助運動區氧合血紅蛋白信號的姿勢擾動相關變化呈顯著正相關[24]。當進行較高難度的平衡任務時，頂葉皮質區域被激活，抑制后頂葉皮質會導致健康受試者姿勢穩定性下降[25]。當平衡任務難度加大時，大腦皮質的額葉、中央和頂葉區域的θ振蕩增加[26]。
CPPC 技術主要基于上述姿勢控制原理，解釋與分析患者的功能障礙，以姿勢控制為中心進行康復治療，以改善患者功能。具體而言，包括：① 基于神經科學原理，從中樞機制層面分析和解釋腦卒中患者癥狀、體征及功能障礙，以中樞激活和抑制的方式實現精準康復；② 強調姿勢控制和平衡的中樞傳導通路及調節機制，并基于運動控制原理評估和制定康復治療方案；③ 基于神經功能檢測及姿勢與運動的外在表現，運用神經調控技術和運動訓練進行治療，使“精準檢測、精準治療”理念轉化為可操作的具體技術[27]。
2 CPPC 技術的常用評估方法
2.1 體格檢查和量表評估
臨床治療中，康復評估的目的在于探索改善患者運動的潛力，以此作為提高其功能獨立性的基礎。CPPC 技術常用的評估方法如下。
2.1.1 觀察與體格檢查
評估內容包括基本姿勢（仰臥位、坐位、站立位等）評估和姿勢轉換過程（仰臥-側臥、臥-坐、坐-站、步行等）評估，也稱靜態評估和動態評估。在靜態和動態的觀察與觸診中，應著重關注：① 姿勢控制：姿勢控制包括姿勢穩定和姿勢定向。姿勢穩定性也稱平衡，是控制身體重心與支撐面關系的能力。姿勢定向性指保持身體各節段與任務、環境間適當關系的能力。② 姿勢力線：姿勢力線即身體各部位的排列，以及身體位置與重力、支撐面的關系。因為力線決定了運動策略的產生以更有效地控制姿勢[28]。同時，還應評估患者有無肌肉短縮或關節攣縮。③ 姿勢張力：人體在直立位（坐位、立位等）時，抗重力肌群的活動增加以抵抗重力，稱之為姿勢張力，它是支撐人體抵抗重力的主要機制[28]。④ 肌張力的分布和變化：適當的肌張力可適應不同姿勢和進行姿勢轉換。過低的肌張力無法滿足適當的或預期的活動。而肌張力過高則超過了預期的活動需求。評估者還應觀察患者是否出現聯合反應，以及在何種情況下出現。⑤ 神經肌肉活動：評估人體的關鍵區域在運動啟動、運動過程以及運動結束時，肌肉的啟動、激活和募集情況。⑥ 運動模式：運動模式由一系列的選擇性運動組成，包括運動時序、協調性、速度和運動范圍。為確保全面評估，必要時評估者應分別從冠狀面和矢狀面進行評估。此外，在評估過程中，對于特定的感覺輸入、治療師的引導或治療師給予的支撐，評估者應關注患者如何作出反應。
2.1.2 量表評估
① 軀干損傷量表（Trunk Impairment Scale）：軀干控制障礙是腦卒中后的常見問題，同時姿勢和軀干控制水平也是腦卒中患者功能恢復的重要預測因子[29-30]。因此，臨床治療中需關注卒中患者的姿勢和軀干控制問題。軀干損傷量表是一個用于評估腦卒中患者軀干運動質量的工具，具有良好的信度[31]。該量表用于測量與靜態和動態坐位平衡相關的軀干運動，以及軀干的協調能力。軀干損傷量表包括靜態坐位平衡（3 項）、動態坐位平衡（10 項）和協調性（4 項），共 17 項，總分 23 分，分數越高，提示軀干控制水平越好[32]。
② Fugl-Meyer 評估量表（Fugl-Meyer Assessment Scale）：該量表是一個設計良好、可行、有效的評估量表，在腦卒中康復中的應用效果已得到廣泛驗證[33]。Fugl-Meyer 評估量表從運動功能、感覺功能、平衡、關節活動度和關節疼痛 5 個方面進行評估。其中運動方面的評估被強推薦為評估腦卒中后運動障礙的研究工具[34]。運動方面的評估包括肩、肘、前臂、腕、手、髖、膝和踝的運動、協調和反射。每個項目得分為 0～2 分（0=不能執行，1=部分執行，2=完全執行）。得分為 0～100 分，其中上肢為 0～66 分，下肢為 0～34 分，得分越高提示運動功能越好。
③ 改良 Rivermead 移動能力指數量表（modified Rivermead mobility index）：該量表是臨床上常用的一個簡短的移動能力評估量表。該量表對移動能力的變化較靈敏，內部一致性高，具有足夠的預測效度和優異的重測信度[35]。改良 Rivermead 移動能力指數量表包括翻身、從臥到坐、坐位維持、從坐到站、站立維持、轉移、室內行走、上下樓梯8 個項目，其得分為 0～40 分，評估者通過直接觀察患者在每個項目中的表現來評分。
2.2 腦功能檢測
近年來，腦功能檢測技術作為客觀、準確的評估工具常用于評估卒中后運動、認知功能。CPPC 技術關注姿勢控制的中樞神經機制，并通過多種腦功能檢測技術來反映中樞的功能狀態，主要包括誘發電位檢測、TMS、腦電圖、近紅外光譜腦功能成像、功能性 MRI 和彌散張量成像等。
使用的誘發電位檢測主要包括軀體感覺誘發電位、運動誘發電位、腦干聽覺誘發電位、視覺誘發電位和事件相關電位[36]。軀體感覺誘發電位是以脈沖電流刺激周圍神經的一定部位，在本體覺傳導通路不同水平上，記錄周圍神經感覺動作電位及中樞神經的感覺誘發電位[37]。運動誘發電位是應用瞬時高壓電或高通量磁場刺激對側皮質運動區，通過興奮運動皮質、下行通路及周圍神經，在相應肌肉表面記錄動作電位。運動誘發電位潛伏期與波幅可用于客觀評估中樞神經系統運動傳導通路即皮質脊髓束的傳導功能與皮質興奮性的變化，以評估卒中后患者的運動功能恢復情況[38]。腦干聽覺誘發電位是聲音刺激聽覺感受器后，經過聽神經、腦干傳導通路在皮質聽覺中樞記錄到的誘發電活動，可從神經電生理角度反映腦干功能，幫助判斷腦干損傷情況[39]。事件相關電位是在腦電的基礎上對特定事件提取的腦電信號，一般是指針對感覺系統或腦的某一部位，施加某一種特定的刺激，在腦區所引起的特定變化。事件相關電位是與刺激的認識、理解和判斷相關聯的電位，時間分辨率佳，對研究腦卒中后認知相關的功能活動具有重要意義[40]。
TMS 檢測結果可反映中樞的功能狀態，其測量指標包括：① 運動閾值，反映神經元的膜興奮性、皮質間軸突及其與皮質脊髓束的興奮性突觸連接的活動[41]；② 同側皮質靜息期，反映跨胼胝體抑制功能；③ 短間隔皮質內抑制，與γ-氨基丁酸 A 型受體有關；④ 長間隔皮質內抑制，與γ-氨基丁酸B 型受體有關；⑤ 皮質內興奮性，反映了 N-甲基-D-天冬氨酸介導的興奮性突觸后電位的情況[42]。
腦電圖和近紅外光譜腦功能成像結果可反映皮質活動及功能狀態。腦電圖空間分辨率相對較低，而時間分辨率高；腦電圖用于研究腦卒中患者的皮質活動和功能連接情況，受損運動網絡的靜息和動態連接以及大腦半球間的平衡活動可用于評估康復治療的積極效應[43]。近紅外光譜腦功能成像通過計算組織內含氧血紅蛋白與去氧血紅蛋白對近紅外光吸收的差異，從而獲得組織代謝強弱變化[44]。與腦電圖不同，近紅外光譜腦功能成像對腦血流動力學變化非常敏感[45]。近紅外光譜腦功能成像可通過建立大腦皮質激活變化與運動能力之間的聯系，來實時評估腦卒中偏癱患者下肢運動功能、步態及姿勢控制的中樞變化[46]。Fujimoto 等[23]通過近紅外光譜腦功能成像發現輔助運動區的激活與卒中后姿勢控制的恢復呈正相關。
功能性 MRI 和彌散張量成像是 2 種廣泛應用的 MRI 技術。功能性 MRI 通過含氧血紅蛋白與脫氧血紅蛋白順磁性的不同以及神經元活動時需氧量增加的原理來反映大腦各功能區的活動變化，以輔助評價腦卒中偏癱患者的預后[46-47]。功能性 MRI 可用于評估行為任務的大腦變化，任務相關功能性 MRI 檢測結果有助于評估腦卒中后運動功能預后[48]。彌散張量成像是在彌散加權成像基礎上發展出的一種 MRI 技術，主要通過測量組織中水分子的運動來研究大腦的微觀結構改變，確定腦白質方向和彌散特性[49]。其常用參數包括擴散系數、部分各向異性及容積比等。彌散張量成像可用于測量卒中后皮質脊髓束的完整性，預測腦卒中患者的運動功能恢復情況[50-51]。Kim 等[52]應用彌散張量成像評估大腦中動脈梗死患者的皮質脊髓束完整性，可預測患者卒中后 6 個月的運動恢復情況。
在 CPPC 技術中，腦功能檢測技術可從中樞機制層面分析和解釋腦卒中患者癥狀、體征及功能障礙，通過精準評估以輔助制定康復治療方案，還可客觀地評估卒中患者運動功能與姿勢控制的恢復潛力及明確康復治療的有效性，但由于其價格昂貴且需要相關專業技術及人員，在實際推廣中可選擇性應用。
3 CPPC 技術常用的治療方法
3.1 徒手康復訓練
CPPC 技術重點在于改善靜態或動態體位下的姿勢控制能力，以減少大腦皮質參與完成姿勢控制的代償性調節為目標，激活基于前饋機制的內側運動系統，以形成自動化調節功能，從而誘導患者形成正確的軀干姿勢控制，達到改善痙攣、提高軀體運動控制能力、平衡以及日常生活能力等目的[27]。治療師對患者進行基于正確感覺輸入的康復訓練是 CPPC 技術常用的治療方法之一，主要依靠姿勢控制手法（以下簡稱“PC 手法”）來實現。PC 手法是指治療師基于感覺輸入誘導出正確的姿勢反應，提高姿勢控制能力的操作方法。康復訓練強調正確的感覺-運動誘導、呼吸控制訓練、核心穩定和軀干控制訓練、平衡功能訓練、移動能力訓練和步態矯正等[53]。
感覺-運動誘導是指通過軀體感覺信息（本體感覺與觸覺）引導運動方向，使個體能有正確的肌肉收縮、運動速度、軀體和肢體活動等[54]。感覺-運動誘導信息一部分通過非意識本體感覺通路傳入小腦，被整合后通過腦干直接控制軀干和四肢以維持姿勢和平衡；另一部分傳入大腦皮質，參與完成隨意運動控制[55-56]，這也是PC 手法的中樞機制之一。在運動訓練過程中，治療師應關注本體感覺、前庭、視覺信息的有效整合，這對于成功的姿勢控制和保持直立姿勢至關重要，也能促進患者對環境變化的適應。
呼吸是姿勢控制的重要環節，當脊柱穩定性受到干擾時，人體可通過膈肌、腹肌和盆底肌的共同激活來增加腹內壓，從而輔助脊柱的機械穩定性。呼吸訓練是提高患者核心穩定、促進姿勢控制的有效方法。治療師可通過 PC 手法，將手置于患者下腹部引導其進行腹式呼吸并保持 5 s，進一步在不同體位下通過呼吸訓練調節膈肌和腹內壓，建立膈肌-腹橫肌-多裂肌-盆底肌的動態激活鏈，這與 Lee 等[57]的發現一致。此外，治療師可在呼吸訓練的基礎上，在坐位和站立位對軀干肌群進行協同激活，從而促進軀干穩定[58]。核心穩定性治療在短期和長期內均可改善平衡和軀干控制能力，并增強患者自信心以及日常生活活動能力[59]。
在訓練過程中，除了關注正確的對位對線外，治療師需持續關注 APA 是否被正確激活，這是影響患者姿勢控制和運動功能的重要因素。治療師在觀察患者肌肉、骨骼層面改變的基礎上，還需考慮運動產生的中樞效應，引導患者減少對肢體動作本身的關注，降低患者的意識性皮質過度參與。與完全被動訓練相比，通過軀干、姿勢改變和骨盆活動引起人體重心變化，可有效促進 APA[60]；而與完全主動訓練相比，通過 PC 手法可有效減少皮質過度興奮引起的平衡代償策略。CPPC 技術強調在姿勢穩定的前提下，強化軀體的運動控制訓練，從而提升患者的運動功能。此外，任務導向性訓練可提高亞急性期卒中患者的平衡和步行能力[61]，CPPC 技術將任務導向訓練整合進來，進一步降低患者對動作本身的關注，以改善患者通過正確的姿勢控制和平衡調節方式完成功能性活動的能力。
3.2 神經調控
運動訓練可引起結構和功能神經網絡的重塑，改善患者功能，而神經調控可通過促進神經元網絡重塑以提高患者功能[62]。CPPC 技術強調通過康復訓練和神經調控（包括 TMS 和經顱直流電刺激等）等多種形式進行姿勢調控，改善患者功能。TMS 主要通過提高或降低特定關鍵區域的大腦活動，是近年來用于改善卒中后運動功能障礙的研究熱點之一。臨床使用 TMS 治療時，需針對不同疾病和不同功能障礙，選擇不同的治療參數。Fan 等[63]發現對卒中后步行和平衡障礙的患者，重復 TMS（repetitive TMS，rTMS）最常見的單次治療時間為 15～20 min，最常用的低頻和高頻為 1 Hz 和 10 Hz。Xie 等[64]進一步發現低頻 rTMS 主要影響卒中后運動功能，而高頻 rTMS 則可增加運動誘發電位的波幅。Koch 等[65]發現，3 周的小腦間歇性爆發性θ波刺激可有效改善卒中后平衡和步行能力，與華西醫院 CPPC 技術團隊的研究結果一致[66]。華西醫院 CPPC 技術團隊的研究結果還顯示，小腦間歇性爆發性θ波刺激聯合康復訓練可改善亞急性期腦卒中患者的上肢痙攣情況[67]和步行功能[68]。經顱直流電刺激可通過調節腦組織中的神經元活動來促進運動表現。Dong 等[69]的研究結果顯示經顱直流電刺激對卒中后平衡和步態改善有積極作用。臨床治療時，經顱直流電刺激還可與機器人輔助步態訓練[70]、強制性運動療法[71]和虛擬現實[72-73]等結合以提升康復治療效果。此外，Kumru 等[74]發現神經調控治療可有效改善脊髓損傷患者的平衡和姿勢控制功能。而近紅外光譜腦功能成像除了作為評估工具外，還可與其他技術結合，作為神經反饋應用于臨床治療。Fujimoto 等[75]利用近紅外光譜調節神經生物反饋系統對輔助運動區活動進行反饋，結果顯示其對平衡和姿勢控制有促進作用。這些研究提示神經調控對中樞神經系統疾病患者的平衡和姿勢控制障礙可能具有潛在治療價值。
神經可塑性是腦卒中后功能恢復的基礎，神經網絡功能重建是腦卒中后神經可塑性的重要組成部分。有效的康復訓練可促進半球間皮質重組，以改善功能障礙[76-77]。因此，未來 CPPC 技術將繼續積極探索神經調控和運動訓練兩者之間的有效結合，在利用神經調控促進神經功能網絡興奮性的基礎上，有針對性地進行康復訓練，以促進神經網絡有效重建和患者運動功能恢復。
4 成果及應用推廣
華西醫院 CPPC 技術團隊在完善技術理論體系和臨床治療體系的同時，積極地將該技術進行成果轉化和應用推廣，目前團隊已經初步建立了 CPPC 技術的理論體系、評估體系和治療體系，并在臨床應用 4 年以上，取得了良好的效果。2018 年－2020 年，團隊在全國開辦 10 余期培訓班，開設國家級及省級康復會議專題講座 30 余次，成果推廣覆蓋至全國近 10 個省市、30 余家醫療機構，包括廣東、廣西、山東、山西、四川等的各級醫療機構，得到了同行的認可、推崇和高度評價，省內外多家單位將該技術申請為院級新技術進行應用推廣[78-79]。2020 年 3 月，華西醫院 CPPC 技術團隊基于 CPPC 技術的研究課題獲得華西醫院臨床孵化項目立項。2020 年 9 月，CPPC 技術診療方案獲得中華人民共和國國家版權局的版權登記。同年 11 月，CPPC 技術獲得華西醫院臨床新技術立項。2021 年 7 月，科技查新結論顯示，研究 CPPC 技術對腦卒中患者平衡和移動能力影響的研究，國內公開文獻中未見相同報道。科技成果鑒定結論顯示，項目具有較好的社會和經濟效益以及良好的推廣應用前景。專家評價認為，該項目成果總體達到國內同類研究的領先水平。2022 年 1 月，CPPC 技術獲得了 2021 年度四川省醫學科技獎成果推廣類一等獎[80]。目前為止，華西醫院 CPPC 技術團隊基于 CPPC 技術核心理念進行臨床研究并發表國內外論文 20 余篇，為該技術的應用實踐提供了科學依據。
5 小結與展望
綜上，CPPC 技術主要基于姿勢控制原理，通過神經功能檢測及姿勢與運動的外在表現以評估、解釋與分析患者的功能障礙，使用神經調控技術和運動訓練進行康復治療，以改善患者功能。目前，該技術還處于推廣和循證研究的起步階段，仍面臨著諸多挑戰。未來，華西醫院 CPPC 技術團隊將緊跟臨床神經科學、運動控制理論等的發展，繼續深入研究其機制和臨床療效，積極探索神經調控和運動訓練之間的有效結合，形成基于理論-實踐-循證的完整 CPPC 技術體系，從而更好地幫助卒中患者提高功能、改善活動能力和社會參與度。
利益沖突：通信作者為 CPPC 技術的開發者及推廣者。其余作者無利益沖突。