经皮耳迷走神经电刺激联合呼吸肌训练对脑卒中后疲劳的影响

Effects of Transcutaneous Auricular Vagus Nerve Stimulation Combined with Respiratory Muscle Training on Post-Stroke Fatigue

摘要

目的 观察经皮耳迷走神经电刺激（taVNS）联合呼吸肌训练对脑卒中后疲劳（PSF）的影响。 方法 选择2023年12月—2025年10月于浙江省人民医院康复医学科住院部就诊的脑卒中患者40例，采用随机数字表法分为对照组和观察组，每组20例。研究期间脱落3例，最终纳入对照组18例，观察组19例。2组均接受常规康复治疗；对照组在常规康复治疗的基础上，增加呼吸肌抗阻训练以及假性taVNS治疗；观察组在常规康复治疗的基础上，增加呼吸肌抗阻训练及真性taVNS治疗。2组均连续治疗4周。分别于治疗前后采用6分钟步行试验（6MWT）评估患者运动耐量，采用改良Borg呼吸困难评分（MBS）评估患者呼吸困难程度，采用疲劳严重程度量表（FSS）评估患者疲劳程度，通过检测最大吸气压（MIP）和最大呼气压（MEP）评估患者呼吸肌肌力。 结果 与治疗前比较，治疗后2组6MWT距离均显著增加（P＜0.05），MBS评分均显著降低（P＜0.05）；与对照组比较，观察组治疗后6MWT距离较长（P＜0.05），MBS评分较低（P＜0.05）。与治疗前比较，治疗后2组MIP和MEP均显著升高（P＜0.05）；与对照组比较，治疗后观察组MIP和MEP均较高（P＜0.05）。与治疗前比较，治疗后2组FSS评分均显著降低（P＜0.05）；与对照组比较，治疗后观察组FSS评分较低（P＜0.05）。研究过程中2组均未出现明显不良反应。 结论 taVNS联合呼吸肌训练能有效提高PSF患者呼吸肌力量和呼吸功能，改善其运动耐量，减轻其疲劳程度。

Abstract

Objective To observe the effects of transcutaneous auricular vagus nerve stimulation (taVNS) combined with respiratory muscle training on post-stroke fatigue (PSF). Methods A total of 40 stroke patients admitted to the inpatient department of the Department of Rehabilitation Medicine at Zhejiang Provincial People's Hospital, from December 2023 to October 2025 were enrolled and randomly assigned to a control group and an observation group using a random number table, with 20 patients in each group. During the study period, 3 patients dropped out. Ultimately, 18 patients in the control group and 19 patients in the observation group were included in the final analysis. Both groups received conventional rehabilitation therapy. In addition, the control group received respiratory muscle resistance training and sham taVNS, while the observation group received respiratory muscle resistance training and active taVNS. Both groups received continuous treatment for 4 weeks. Before and after treatment, exercise tolerance was assessed using the 6-minute walk test (6MWT), dyspnea was assessed using the Modified Borg Dyspnea Scale (MBS), fatigue severity was assessed using the Fatigue Severity Scale (FSS), and respiratory muscle strength was evaluated by measuring maximal inspiratory pressure (MIP) and maximal expiratory pressure (MEP). Results Compared with those before treatment, the 6MWT distance increased significantly in both groups after treatment (P0.05), while the MBS scores decreased significantly (P0.05). Compared with the control group, the 6MWT distance in the observation group was longer after treatment (P0.05), and the MBS scores were lower (P0.05). Compared with those before treatment, the MIP and MEP increased significantly in both groups after treatment (P0.05). Compared with the control group, the MIP and MEP in the observation group were higher after treatment (P0.05). Compared with those before treatment, the FSS scores decreased significantly in both groups after treatment (P0.05). Compared with the control group, the FSS scores in the observation group were lower after treatment (P0.05). No obvious adverse reactions were observed in either group during the study. Conclusion The combination of taVNS and respiratory muscle training can effectively enhance the respiratory muscle strength and respiratory function in patients with PSF, improve their exercise tolerance, and alleviate fatigue severity.

脑卒中后疲劳（post-stroke fatigue，PSF）是脑卒中患者最常见的早期后遗症之一^［1］。流行病学调查显示，我国卒中患者PSF患病率高达43.5%^［2］。PSF主要表现为精神和/或躯体层面的主观疲劳感，并伴有明显的运动耐量下降，且通常无法通过睡眠或休息缓解^［3］。运动耐量下降可能与卒中患者有氧能力、肌肉耐力和肌肉力量受损有关，反过来又会进一步加剧疲劳程度^［4］。PSF对卒中患者生活质量和康复结局构成重大挑战，在卒中后康复研究中受到日益广泛的关注^［5-6］。目前，PSF的发病机制尚不完全明确，临床治疗手段虽然多样化且强调个体化（包括健康教育、运动干预、心理支持等），但是整体疗效和预后仍不理想，如何优化治疗策略仍是临床决策中的难点^［7-9］。

呼吸肌训练作为经典的常规辅助治疗方法，能够有效改善卒中患者的疲劳症状，缓解呼吸困难并提高运动耐量^［10］。然而，在临床实践中，其对运动耐量的提升效果仍较为有限。经皮耳迷走神经电刺激（transcutaneous auricular vagus nerve stimulation，taVNS）作为一种非侵入性迷走神经调控技术，能有效调节神经递质表达，增加局部脑血流量，已被广泛应用于改善癌症、新型冠状病毒感染后状态（长新冠）等疾病人群的情绪障碍以及睡眠障碍，进而缓解其疲劳症状^［11-12］。PSF的发生可能与卒中后自主神经功能失衡及慢性低度炎症状态密切相关，表现为交感-副交感神经调节能力受损^［13］。副交感神经的激活是运动后疲劳缓解及炎症修复的关键环节^［14］。目前，关于taVNS干预PSF的临床研究仍较为有限，尤其是在联合呼吸训练背景下的随机对照试验证据尚不充分，其疗效及临床应用价值仍有待进一步验证。基于此，本研究通过观察taVNS联合呼吸肌训练对卒中后疲劳的影响，探讨调节自主神经活动对PSF患者运动后身体机能恢复的作用。

1 临床资料

1.1　病例选择标准

1.1.1　诊断标准

1.1.1.1　脑卒中诊断标准

符合《中国各类主要脑血管病诊断要点2019》^［15］中脑卒中相关诊断标准，并经头颅CT或MRI检查证实为首次发病。

1.1.1.2　卒中后疲劳诊断标准

符合DE等^［16］提出的卒中后疲劳诊断标准。① 在过去1个月内存在连续2周、几乎每天出现的疲劳症状；② 核心症状表现为明显疲劳，伴精力减少或需增加休息，且疲劳程度与体力活动水平不相称；③ 具有以下附加症状中的任意3条：睡眠/休息后体力未恢复，活动意愿保留但执行效率下降，需努力强化认知以克服不活动状态，因疲劳难以完成或维持日常活动，劳累后疲惫持续数小时，过度关注自身疲劳感受。

1.1.2　纳入标准

① 年龄18～70岁；② 单侧偏瘫，病程1～6个月，病情稳定，无严重并发症；③ 能独立行走或使用辅助器具行走；④ 简易精神状态检查量表（Mini-Mental State Examination，MMSE）评分≥24分，能够配合各项康复评估及治疗；⑤ 患者及家属知情同意，并签署知情同意书。

1.1.3　排除标准

① 耳部感染或缺失，存在感觉障碍，不宜接受耳部电刺激；② 体内植入心脏起搏器、颅内有金属植入物或佩戴人工耳蜗；③ 合并严重呼吸系统基础疾病，如重度哮喘、肺大疱等。

1.1.4　中止和脱落标准

① 未按照规定方案完成治疗，或数据不全，无法评估疗效；② 因心慌、头晕、过敏等不良反应，或中途转院等紧急事件主动要求退出；③ 研究期间接受了新的康复干预措施，可能影响结果判定。

1.2　一般资料

根据预实验结果，PSF患者6分钟步行试验（6-minute walk test，6MWT）距离的总体标准差σ＝44 m。参考既往文献^［17］，呼吸肌训练改善卒中患者步行距离的预期效应差异为48 m，即取Δ＝48 m，设定双侧α＝0.05，β＝0.1（检验效能1－β＝0.90），采用PASS 15.0软件计算得到最小样本量为每组18例。考虑10%的脱落率，最终确定每组需纳入20例患者。选择2023年12月—2025年10月于浙江省人民医院康复医学科住院部就诊的脑卒中患者40例。由不参与招募、评估及干预实施的独立人员采用随机数字表法生成随机序列，将患者按1∶1的比例随机分为对照组和观察组，每组20例。为实现分配隐藏，采用密封、不透明、按序编号的信封进行分组管理，由独立人员按入组顺序依次开启。研究期间共有3例患者因转院中途退出，其中对照组2例，观察组1例。最终纳入统计分析的患者共37例，其中对照组18例，观察组19例。2组患者性别、年龄、病程、患侧、类型等一般资料比较，差异均无统计学意义（P＞0.05），具有可比性。见表1。本研究方案通过浙江省人民医院医学伦理委员会审核批准（审批号：伦审2023研第002号）。

2 方 法

2.1　治疗方法

2.1.1　常规康复治疗

所有患者均接受常规康复治疗，包括针灸治疗、物理治疗、运动治疗及药物治疗。针灸治疗选取百会、地仓、肩髃、足三里等常用穴位常规针刺，治疗频次与疗程根据患者耐受情况个体化调整。物理治疗包括低中频电疗、热疗、超声波治疗等，参数设置与治疗时长按常规处方执行。运动治疗包括转移训练、平衡功能训练、步行训练等，每次40 min，1次/d，连续4周。药物治疗包括营养神经、改善循环等药物，由临床医师根据指南与患者病情个体化用药，并适时调整。

2.1.2　对照组

在常规康复治疗的基础上，增加呼吸肌抗阻训练以及假性taVNS治疗。采用呼吸功能测试仪（广州红象医疗科技有限公司，型号：BH-AX-MAPC）进行呼吸肌抗阻训练。具体操作如下：患者取坐位，头部及肩颈放松，口含咬口器，用唇紧密包绕咬口器，夹上鼻夹，确保口鼻不漏气。对于无法保证口角密闭者，加用带唇齿垫的特殊咬嘴。吸气肌训练时，患者先平静呼气至残气位，然后用力快速吸气，指导患者尽量控制吸气流速达到合格标准，吸入气体容积达到目标值后结束。呼气肌训练时，患者首先平静吸气至肺总量位，然后用力快速呼气，在保证呼气流速合格的基础上尽量达到目标呼气容积。训练阻抗及目标容积由首次呼吸肌力评估后系统自动生成的推荐训练报告确定。训练频率均为12次/组，3组/d，连续训练4周。于当日所有康复治疗结束后进行假性taVNS治疗。刺激电极固定在左侧耳垂（该区域缺乏迷走神经耳支分布，可作为假刺激对照），刺激参数（电流频率、脉宽、强度）、治疗流程及时间与观察组保持一致^［18］。

2.1.3　观察组

在常规康复治疗的基础上，增加呼吸肌抗阻训练及真性taVNS治疗。呼吸肌抗阻训练方法同对照组。真性taVNS治疗于当日所有康复治疗结束后进行^［19］。采用耳迷走神经电刺激仪（江西精一科技有限公司，型号：JY-VNS-200）进行taVNS治疗。治疗前清洁电极与耳部接触部位，观察组将耳塞电极固定于左侧耳道内，耳廓电极紧贴于左侧耳甲区皮肤。刺激强度根据患者痛觉阈值调节至患者能够耐受且不产生疼痛的水平，并保持恒定。刺激参数设置为：脉冲频率10 Hz，脉宽300 μs，刺激模式为双向方波，单次刺激持续30 s，通断比1∶1，治疗时间30 min，1次/d，连续治疗4周^［20］。

2.2　观察指标

分别于治疗前后由1位经过专业培训的治疗师按照标准化流程对患者进行评估。所有结局评估均在相对固定的环境下进行，并尽量保持测量条件一致。本研究采用受试者-评估者双盲设计：受试者在研究期间不知晓分组信息；评估者在2次评估与数据记录阶段不知晓分组信息。分组管理与干预实施由独立人员负责，评估与干预相互独立。

2.2.1　运动耐量

采用6MWT评估运动耐量作为主要结局指标^［21］。测试在1条30 m长的走廊内进行，折返点处放置锥形标记，起点处用鲜艳彩带标记。要求受试者在30 m距离内以最快的速度往返行走6 min。若患者平时步行需使用辅助器具（如拐杖、助行器等），评估过程中可继续使用。步行速度和休息时间可根据个人能力调整。测试过程中，只给予“你做得很好”“继续”等标准化短语进行鼓励，在测试进行至5 min时告知患者“还剩1 min”。测试结束后记录6 min内行走的总距离（m）。在测试开始前及结束时监测患者心率、血压、血氧饱和度等生命体征；测试过程中一旦出现胸痛、呼吸困难、心悸、头晕等不良反应，立即终止测试。

2.2.2　呼吸困难程度

采用改良Borg呼吸困难评分（Modified Borg Dyspnea Scale，MBS）评估患者运动后的呼吸困难程度。该量表广泛应用于有氧运动中，反映个体对运动过程中呼吸困难程度的主观感知。量表总分为10分：0分表示“运动后一点也不觉得呼吸困难”，10分表示“极度的呼吸困难，达到极限”，得分越高表示运动后呼吸困难越严重。其中0～1分为轻度/无呼吸困难，2～5分为中度呼吸困难，≥6分为重度呼吸困难^［22］。

2.2.3　呼吸肌肌力评估

采用呼吸功能测试仪检测患者最大吸气压（maximal inspiratory pressure，MIP）和最大呼气压（maximal expiratory pressure，MEP），单位均为cmH₂O。评估方法：患者取坐位，上半身放松，口含咬口器，夹上鼻夹，保证口鼻不漏气。待呼吸平稳后，用力快速吸气至最大限度，并保持3 s左右，重复测量3次，取最大值为MIP。休息10 min后，患者取相同体位，先深吸气至肺总量位，然后用力快速呼气至最大限度，保持3 s左右，重复测量3次，取最大值为MEP。

2.2.4　疲劳程度

采用疲劳严重程度量表（Fatigue Severity Scale，FSS）评估患者的疲劳程度。作为卒中研究中最常用的疲劳评估工具之一，FSS量表共包含9个条目，每个条目采用7级评分（1分表示非常不同意，7分表示非常同意），总得分范围为9～63分，得分越高表示疲劳程度越严重。总分≥36分判定为存在显著疲劳^［23］。

2.2.5　安全性评估

研究过程中，治疗人员及评估者密切关注受试者的临床表现，并采用便携式血氧仪及血压计对受试者心率、血压、血氧饱和度进行严密监测；一旦生命体征出现明显降低，即刻终止治疗与评估操作。研究场地配备自动体外除颤器（AED）等急救设备，以确保受试者安全。

2.3　统计学方法

采用SPSS 27.0软件进行统计分析。计量资料符合正态分布以（\overline{x}±s）表示，组内比较采用配对样本t检验，组间比较采用两独立样本t检验。P＜0.05表示差异具有统计学意义。

3 结 果

3.1　2组治疗前后6MWT距离和MBS评分比较

与治疗前比较，治疗后2组6MWT距离均显著增加（P＜0.05），MBS评分均显著降低（P＜0.05）。与对照组比较，观察组治疗后6MWT距离较长（P＜0.05），MBS评分较低（P＜0.05）。见表2。

3.2　2组治疗前后MIP和MEP比较

与治疗前比较，治疗后2组MIP和MEP均显著升高（P＜0.05）。与对照组比较，治疗后观察组MIP和MEP均较高（P＜0.05）。见表3。

3.3　2组治疗前后FSS评分比较

与治疗前比较，治疗后2组FSS评分均显著降低（P＜0.05）。与对照组比较，治疗后观察组FSS评分较低（P＜0.05）。见表4。

3.4　2组不良反应发生情况比较

研究过程中2组均未出现头晕、过敏、呕吐、心率降低、血压下降等不良反应。

4 讨 论

4.1　taVNS联合呼吸肌抗阻训练可改善PSF患者的呼吸功能

本研究结果显示，与对照组比较，治疗后观察组MIP和MEP更高、MBS评分更低，表明在呼吸肌抗阻训练基础上增加taVNS能更有效地提高PSF患者的呼吸肌力量，缓解运动后的呼吸困难。这可能与以下因素有关：① 呼吸肌训练可优化异常呼吸模式，提升呼吸肌机械效率，降低呼吸肌耗氧量，从而减轻劳力性呼吸困难^［24］。既往研究已证实，呼吸肌抗阻训练确能提升卒中患者呼吸肌力量^［25］。② taVNS通过刺激迷走神经耳支，将传入信号投射至孤束核等脑干自主神经中枢；而孤束核是肺牵张相关迷走传入的重要信息整合中枢。因此，taVNS可能通过孤束核这一脑干层面的共同整合节点，使患者在呼吸抗阻训练后的呼吸节律更稳定，改善呼吸困难^［26］。这与ZOU等^［27］的研究结果类似：taVNS可通过体感输入与内脏副交感神经网络的交互，形成“体感-内脏反射”通路，参与心肺、内分泌、胃肠及免疫系统等关键生理过程的调控。③ 呼吸困难本身具有明显的中枢感知成分，并非完全由肺通气水平决定。相关研究指出，呼吸困难感受的中枢加工涉及岛叶、前扣带皮层、前额叶及杏仁核等脑区，其中岛叶和前扣带皮层与呼吸不适感及情绪负荷密切相关^［28］。而taVNS的传入通路可影响上述自主神经和情绪调节相关网络^［29］。因此，taVNS可能通过降低患者对呼吸负荷的主观不适感，使其更能耐受训练，在测量呼吸肌力时展示出更接近真实水平的最大用力程度。

4.2　taVNS联合呼吸肌抗阻训练可改善PSF患者的运动耐量和疲劳程度

本研究结果显示，与对照组比较，治疗后观察组6MWT距离更长、FSS评分更低，表明在呼吸肌抗阻训练基础上增加taVNS能更有效地提高PSF患者的运动耐量，减轻其疲劳程度。这可能与以下因素有关：① PSF患者的呼吸肌力量和呼吸功能均低于健康者^［30］，这会引发呼吸肌代偿反射，通过交感神经缩血管效应，减少四肢骨骼肌血流以优先满足呼吸肌的供血和供氧^［31］。因此，PSF患者的运动耐量较低，运动后更易出现四肢肌肉疲劳^［32］。呼吸肌群同时也是躯干肌群，其肌力减弱会导致腹内压下降，影响腰椎和躯干的稳定性，进而引起偏瘫患者姿势控制不良和平衡功能障碍，最终诱发心肺功能和活动耐力的下降^［33-34］。有研究发现，在常规神经发育治疗方案基础上增加呼吸肌训练后，卒中患者6MWT距离、Berg平衡量表得分均显著增加^［35］，这与本研究结果一致。② 运动后肌肉酸痛与疲劳主要由局部炎症反应增强、代谢产物（如乳酸、H⁺）积累以及能量储备（ATP、糖原）耗竭共同导致^［36］。PSF患者因肌力不平衡、痉挛增加和肌肉失用性萎缩，在完成同等运动任务时需要更高的能量代谢，更易出现代谢产物积累与早期疲劳^［37］。副交感神经是运动后功能重建和恢复的关键因素，其主要通过降低心率、促进血管扩张、加速乳酸等代谢产物清除来促进身体机能恢复^［38］。taVNS可通过刺激副交感神经，抑制运动诱导的交感神经过度兴奋，参与调节自主神经系统的动态平衡，恢复机体内环境^［19］。③ taVNS还可参与调节炎症反射，降低C-反应蛋白（CRP）、肿瘤坏死因子（TNF）、白细胞介素6（IL-6）等炎症标志物和细胞因子水平，促进运动后肌肉炎症修复，减轻运动后的生理应激^［39］。ACKLAND等^［40］开展的随机双盲假刺激对照试验也显示，健康志愿者在接受连续7 d的taVNS治疗后，心肺运动试验中峰值摄氧量、峰值运动功率和峰值呼吸频率均增加，同时脂多糖刺激后的炎症转录组反应减弱，提示非侵入性迷走神经刺激可改善心肺运动功能相关指标，并抑制急性炎症反应。

5 小 结

综上所述，taVNS联合呼吸肌训练能有效提高PSF患者的呼吸肌力量和呼吸功能，改善其运动耐量，减轻其疲劳程度。该联合干预方式具有非侵入性、安全性高、操作简便等优点，尤其适用于病情相对稳定、具备基本认知和配合能力、能够耐受呼吸肌训练及电刺激的PSF患者，可作为当前PSF管理策略的有效补充。本研究存在样本量计算具有一定不确定性、观察指标较为有限、缺乏长期随访等不足。未来需扩大样本量、开展长期深入研究，以探索taVNS联合呼吸肌训练的最佳治疗方案，进一步提高其临床应用的可靠性和有效性。

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