重复经颅磁刺激与增强现实相结合可改变脑震荡症状

在加拿大，创伤性脑损伤 (TBI) 的发病率正在增加（Rao 等人，2017 年），预计到 2031 年，它将成为影响加拿大人的最常见的神经系统疾病之一（加拿大公共卫生局，2014 年）。 高达 90% 的 TBI 被归类为轻度（m）TBI，也称为脑震荡（Cassidy 等，2004）。 2019 年的联邦脑震荡报告显示，加拿大每年发生 200,000 例 mTBI（Casey 和 Fonseca，2019）。 mTBI 的症状称为脑震荡后症状 (PCS)，包括头晕、头痛、情绪改变和认知障碍（Ryan & Warden，2003）。 PCS 通常会自行解决。 然而，一些患者在初次头部受伤后会出现持续性 PCS 持续超过 3 个月的情况。

头晕是继头痛之后 mTBI 的第二常见症状 (Gianoli, 2022)。 据估计，高达 81% 的 mTBI 患者在初次临床检查时会出现头晕症状，其中 25% 的患者在初次创伤后可能会持续持续 1 年以上（Corwin 等人，2015 年；Hartvigsen 等人，2015 年）。 ，2014）。 脑震荡后头晕 (PCD) 可表现为姿势不稳定、持续性眩晕、平衡障碍、恶心和头部运动不耐受（Dougherty 等，2024；Marshall 等，2015）。 这些症状会大大降低生活质量，影响驾驶、工作和日常活动的能力（Ciorba 等人，2017 年；Hall 等人，2022 年）。

PCD 通常与前庭功能障碍相关（Gianoli，2022）。 此外，许多抱怨 mTBI 后头晕的患者表现出听觉和前庭系统的生理异常（Toglia 等，1970）。 因此，PCD 的最佳治疗方法是平衡训练，称为前庭康复治疗 (VRT; 6,14)。 VRT 由一组促进前庭系统适应、替代和习惯的练习组成（Galeno 等人，2022）。 由神经可塑性介导的适应是神经系统在“适应”来自受损前庭系统的信号时的逐渐重塑。 替代是学习策略以补偿不良前庭功能的过程。 习惯是通过反复接触某些动作而逐渐对这些动作失去敏感性。 这些练习通常是根据个人的残疾情况单独制定的（Murray 等人，2017）。 具体的练习类型包括凝视稳定性练习、习惯练习、替代练习和平衡练习。 这些目标是前庭眼反射 (VOR) 缺陷，改善受损的运动敏感性，促进中枢重新编程，并改善平衡 (Aligene & Lin, 2013)。 传统的 VRT，例如平衡任务，是单调的，通常需要经过培训的专业人员来管理（Smółka et al., 2020）。 然而，互动游戏形式的 VRT 很有吸引力，并且已被证明可以对平衡、头晕和行动能力产生积极影响（Rosiak 等人，2018 年；Szturm 等人，2011 年）。 目前尚未探索出一种由通过增强现实 (AR) 呈现的互动游戏组成的感觉运动训练形式。 它可以通过与前述VRT类似的机制来减少PCD。

AR 通常通过不透明眼镜呈现，将虚拟对象叠加到用户的环境中。 然后，用户可以同时与虚拟和物理环境进行交互。 我们的 AR 干预涉及一款游戏，可促进头部的目标导向运动，以完成各种头部方向和姿势位置的任务。 通过反复接触，该游戏旨在促进前庭系统的适应、替代和习惯，以减少 PCD。

一种称为重复经颅磁刺激 (rTMS) 的非侵入性神经调节技术可以改善 AR 前庭训练。 rTMS 传递的一种形式称为间歇性 theta 突发刺激 (iTBS)，通过诱导神经元兴奋性的长时程增强 (LTP) 样变化来促进突触可塑性 (Huang et al., 2009)。 文献表明，传递到初级运动皮层 (M1) 的 iTBS 可以改善与运动训练相结合的学习（Platz 等人，2018 年；J. J. 张等人，2022 年）。 rTMS 还可以改善头晕。 10 次 rTMS 治疗可将严重 PCD 患者的头晕症状严重程度和频率降低 50% 以上（Paxman 等，2018）。 传递给 M1 的 iTBS 可改善中风后患者的平衡能力（Liao 等人，2023）。 全身炎症是 mTBI 的一种重要生理反应，可能导致头晕 (Visser et al., 2022)。 多项研究观察到 rTMS 对中风和抑郁症等临床人群的抗炎作用（Cha et al., 2022；Rajkumar, 2024；Velioglu et al., 2021；Zuo et al., 2022）。 赵等人。研究发现，对难治性抑郁症患者进行 20 次 rTMS 治疗后，TNF-⍺ 和 IL-1β 的升高水平降低至健康对照组。 对大脑生长很重要的 BDNF 水平在干预后增加到健康对照组的水平。 在未接受 rTMS 的临床对照组中未观察到这种对 TNF-⍺、IL-1β 和 BDNF 的影响 (Zhao et al., 2019)。 查等人。据报道，在中风后患者接受 10 次 rTMS 治疗后，炎症细胞因子 TNF-⍺、IL-1β 和 IL-6 也出现了类似的减少（Cha et al., 2022）。 维利奥格鲁等人。发现 10 次 rTMS 可以增加阿尔茨海默病患者的 BDNF（Velioglu 等人，2021）。 这些效应也为 rTMS 对其他持久性 PCS 的影响背后的可能机制提供了证据。

患有严重持续性 PCD 的患者通常需要医疗或手术干预（Gianoli，2022）。 这些人显然需要非侵入性治疗选择。 本研究的主要目的是确定所提出的技术是否可行，并可用于在更大规模的研究中改变 PCD 患者的脑震荡症状。 本研究还将探讨 iTBS 联合 AR 前庭训练对 PCD 患者头晕障碍和姿势稳定性的影响。 此外，本研究旨在确定 rTMS 是否可以调节持续性 PCS 的炎症。