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文獻(xiàn)解讀丨T2-T5節(jié)段硬膜外脊髓電刺激(SCS)改善完全脊髓損傷患者的呼吸功能

來自：學(xué)術(shù)前沿日期：2024-07-04 10:12

前言

頸段脊髓損傷(SCI)通常與呼吸系統(tǒng)并發(fā)癥有關(guān)，特別是重度頸髓損傷患者需要持續(xù)人工通氣，并伴有肺部感染、結(jié)構(gòu)損傷等多種并發(fā)癥，可用的治療方法包括膈神經(jīng)刺激、呼吸肌刺激和硬膜外電刺激。對(duì)繼發(fā)于高頸段損傷或大腦損傷，但膈神經(jīng)功能保留的人工通氣患者，膈神經(jīng)刺激展現(xiàn)出較好的療效。然后高位頸髓損傷且膈神經(jīng)功能受損的患者，則無法使用膈神經(jīng)刺激療法。每個(gè)半膈肌受其同側(cè)膈神經(jīng)支配，膈神經(jīng)主要來自C3至C5下運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元，其中大部分位于C4節(jié)段。參與呼吸的副肌還包括肋間外肌(T1-T11)、胸鎖乳突肌(顱神經(jīng)XI)和斜角肌(C4-C6)。肋間肌有助于深度吸入，對(duì)預(yù)防或緩解肺不張至關(guān)重要。一些研究表明，肋間刺激可以幫助動(dòng)物模型恢復(fù)呼吸模式。

本研究納入例C2-C4頸椎損傷患者，這些患者由于膈神經(jīng)和/或運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元損傷而無法進(jìn)行膈神經(jīng)刺激術(shù)。通過肋間肌相關(guān)的胸段(T2-T5)硬膜外脊髓電刺激，旨在改善呼吸機(jī)依賴性四肢癱瘓患者的自主呼吸。

研究對(duì)象

病例1（S1）：男性，30歲，C2-C3脊髓損傷，完全性脊髓損傷（AIS-A），損傷水平以下無運(yùn)動(dòng)或感覺功能，有明顯的膈神經(jīng)和/或膈運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元損傷，自發(fā)性肺活量0mL，每分鐘自主呼吸（bpm）:0次，呼吸機(jī)依賴。

病例2（S2）：女性，21歲，C3-C4脊髓損傷，完全性脊髓損傷（AIS-A），損傷水平以下無運(yùn)動(dòng)或感覺功能，有明顯的膈神經(jīng)和/或膈運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元損傷，自發(fā)性肺活量70-80mL，每分鐘自主呼吸（bpm）:2-3次，呼吸機(jī)依賴。

電極植入

2根8觸點(diǎn)電極植入T1-T5節(jié)段，電極中點(diǎn)定位于T2節(jié)段的中線位置。S1測試刺激7天后植入永久刺激器，S2測試10天后植入永久刺激器。

膈神經(jīng)傳導(dǎo)和膈肌肌電圖

刺激開啟后，在兩名受試者中均記錄到可重復(fù)的膈神經(jīng)復(fù)合肌肉動(dòng)作電位（CMAP）。

吸氣量分析

病例1吸氣量從70mL上升到186mL。

病例2吸氣量從100mL上升到446mL，最大吸氣負(fù)壓（NIP）從1cm?H₂O上升到10cm?H₂O。

研究結(jié)果

每分鐘呼吸次數(shù)（BPM）

刺激20周時(shí)：

病例1在持續(xù)氣道正壓（CPAP）模式（吸氣負(fù)壓（NIP）為1cm?H₂O）下每分鐘自主呼吸(BPM)從0次上升到14-16次。

病例2在24小時(shí)內(nèi)，5次關(guān)閉呼吸機(jī)10分鐘，均能夠維持自主呼吸并維持血壓和心率穩(wěn)定。病例2在吸氣負(fù)壓（NIP）為8.4-10cm時(shí)，每分鐘自主呼吸次數(shù)(BPM)達(dá)到20。

刺激參數(shù)

手術(shù)后前五天，采用相對(duì)低的刺激參數(shù)（頻率10Hz，脈寬100μs，幅度1.0v），開啟周期刺激模式（12h開，12h關(guān)）。隨后研究者根據(jù)膈肌動(dòng)態(tài)肌電圖和每分鐘呼吸次數(shù)（BPM），來優(yōu)化刺激參數(shù)。

討論

研究表明，T2-5脊髓電刺激可以幫助維持大量的吸氣量，但產(chǎn)生的吸氣量尚不足以保持長時(shí)間舒適的通氣。但對(duì)于膈神經(jīng)刺激不能提供充足呼吸量的患者，脊髓電刺激可作為一個(gè)有效的補(bǔ)充方式。另外該研究還發(fā)現(xiàn)，刺激頻率為300Hz時(shí)，患者的呼吸功能無任何改善，且膈肌肌電圖開始下降，另外刺激幅度和脈寬對(duì)呼吸功能的改善也起著重要的作用。

結(jié)論

目前的證據(jù)支持在胸椎T2-T5節(jié)段的脊髓電刺激來改善高頸段脊髓損傷患者的呼吸功能。盡管脊髓電刺激對(duì)于呼吸功能的影響尚需進(jìn)一步研究，但與傳統(tǒng)的刺激技術(shù)相比，恢復(fù)基本膈肌收縮以外的吸氣能力可能會(huì)提供更好的神經(jīng)恢復(fù)模式。脊髓電刺激可能不僅對(duì)四肢癱瘓和完全呼吸衰竭的患者有益，可能對(duì)脊髓損傷后呼吸和咳嗽功能不全的患者也有益。

參考文獻(xiàn)

Respir Physiol Neurobiol.2022 06;300, 103885.doi: 10.1016/j.resp.2022.103885

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