腦電仿生電刺激對持續植物狀態患者腦血流速度和腦代謝的影響①

倪瑩瑩，鄧麗霞，邱承堯，汪文勝，馬夢良，劉云義

腦電仿生電刺激對持續植物狀態患者腦血流速度和腦代謝的影響①

倪瑩瑩1a，鄧麗霞1a，邱承堯1a，汪文勝1b，馬夢良1a，劉云義1a

目的研究腦電仿生電刺激完骨、天柱、內關對持續植物狀態(PVS)患者腦血流速度及腦代謝的影響。方法60例PVS患者按照隨機數字表法分為觀察組和對照組各30例，對照組接受基礎管理、高壓氧、促醒藥物、感覺刺激等常規治療；觀察組在常規治療基礎上接受腦電仿生電刺激雙側天柱、完骨(主電極)、內關穴(輔助電極)治療，連續治療30 d。分別于治療開始前1 d及治療結束后1 d采用PVS療效評分量表進行評估，經顱彩色多普勒超聲(TCD)、磁共振波普(MRS)檢查觀察腦血流速度及腦代謝變化。結果觀察組總有效率為86.67%，優于對照組的60.00%(P＜0.05)。觀察組大腦前動脈-大腦中動脈、大腦后動脈-椎動脈-基底動脈治療前后平均流速改變(ΔVm)均明顯高于對照組(P＜0.01)。治療后觀察組N-乙酰天門冬氨酸/肌酸明顯高于對照組(P＜0.01)，膽堿復合物/肌酸明顯低于對照組(P＜0.01)。結論腦電仿生電刺激完骨、天柱、內關可明顯改善PVS患者腦循環及腦代謝，有可能提高臨床促醒療效。

持續植物狀態；腦電仿生電刺激；腦血流速度；腦代謝

[本文著錄格式]倪瑩瑩，鄧麗霞，邱承堯，等.腦電仿生電刺激對持續植物狀態患者腦血流速度和腦代謝的影響[J].中國康復理論與實踐,2015,21(3):303-306.

CITED AS:Ni YY,Deng LX,Qiu CY,et al.Effect of electroencephalograph bionic electrical stimulation on persistent vegetative state: cerebral blood flow and metabolism[J].Zhongguo Kangfu Lilun Yu Shijian,2015,21(3):303-306.

近年來我國持續植物狀態(persistent vegetative state,PVS)發病率呈逐年上升趨勢[1]。目前國內外對PVS的治療尚無成熟方案，刺激療法(包括各種感官、針灸及深、淺部神經電刺激治療等)方案的研究和應用引起專家們的重視[2-4]。本研究探討腦電仿生電刺激的治療效果及其可能的機制。

1 資料與方法

1.1 一般資料

2012年7月～2014年5月，本科住院的PVS患者60例，均符合PVS診斷標準[5]。患者生命體征穩定，并發癥控制良好。排除并發心臟纖顫或佩戴植入式電子裝置(如心臟起搏器)者。

按照隨機數字表法將其分為觀察組和對照組，每組30例。兩組年齡、性別、病程、病因、PVS評分均無顯著性差異(P＞0.05)。見表1。

本研究經醫院倫理委員會審核批準，患者家屬知情同意。

1.2 治療方法

1.2.1 常規治療

根據本院植物狀態促醒中心治療PVS的臨床協定方治療。包括基礎管理、高壓氧、促醒藥物、感覺刺激等。

1.2.1.1 高壓氧

使用單人艙氧氣加壓，根據不同的原發病，選擇壓力1.6～2.5 ATA(1 ATA=101.32 kPa)，每次加壓20 min，壓力達預定值后穩壓吸氧，共70 min，緩慢減壓出艙。每天1次，12次為1個療程，間歇3 d進入下一個療程。

1.2.1.2 藥物

單唾液酸四己糖神經節苷脂(GM1)，起始劑量80 mg/d靜脈滴注，2周后改為40 mg/d，連續16 d。胞磷膽堿注射液0.5 g/d靜脈滴注。甲氯芬酯注射液0.2 g靜脈滴注，每天3次。胞磷膽堿和甲氯芬酯10 d交替使用，共30 d。尼莫同片30 mg口服，每天3次，連續30 d。

1.2.2 腦電仿生電刺激

采用YS5002型腦電仿生電刺激儀(常州雅思醫療器械有限公司)。主電極貼于雙側天柱、完骨穴，輔電極貼于雙側內關穴。治療模式選擇顱腦損傷性疾病；強度和頻率在患者能承受的前提下，根據實際情況調節，以開始電刺激后心率增加20次為上限。持續刺激99 min后休息30 min，再持續刺激99 min，每天1次，連續治療30 d。

對照組接受常規治療，觀察組在常規治療基礎上接受腦電仿生電刺激治療。

1.3 療效觀察

兩組分別于開始治療前1 d，治療結束后1 d采用PVS療效評分量表評估意識障礙，并行經顱彩色多普勒超聲(transcranial Doppler ultrasound,TCD)和磁共振波普(magnetic resonance spectroscopy,MRS)檢查。

1.3.1 TCD

采用TC-8080型TCD血流分析儀(德國EME電子公司)，2 MHz脈沖多普勒探頭置于顳窗、枕窗，分別檢測雙側大腦前動脈(anterior cerebral artery,ACA)、大腦中動脈(middle cerebral artery,MCA)、大腦后動脈posterior cerebral artery,PCA)、椎動脈(vertebral artery, VA)、基底動脈(basilar artery,BA)的平均血流速度(Vm)。

1.3.2 顱腦MRS

采用1.5 T超導型磁共振儀(飛利浦公司)。對患者進行MRI常規序列掃描，于軸位T2WI選正中最大層面(盡量避開顱壁及顱底結構的影響)，以雙側丘腦、額葉、顳葉為感興趣區行多體素1H-MRS檢測，自動分析得出N-乙酰天門冬氨酸(NAA)、膽堿復合物(Cho)和肌酸(Cr)的波峰曲線下面積，并計算NAA/Cr和Cho/Cr值。

1.3.3 臨床療效評定

參照2011年中華醫學會高壓氧分會腦復蘇專業委員會制定的PVS療效評分標準[6]，由固定的2名康復醫師進行評定，取平均值。評分轉為微小意識狀態或脫離植物狀態為基本痊愈；評分提高≥5分為顯效；提高3～4分為好轉；提高0～2分或惡化為無效。

1.4 統計學分析

數據采用SPSS 17.0統計軟件進行處理。有效率采用χ2檢驗，等級資料采用秩和檢驗，計量資料采用t檢驗。顯著性水平α=0.05。

表1 兩組一般資料比較

2 結果

治療后，觀察組總有效率高于對照組(P＜0.05)。見表2。

TCD檢測，治療前ACA-MCA、PCA-VA-BA有數量不等(以n表示)血管血流速度異常(增快或減慢)，治療后血流速度改善(以ΔVm表示)。與對照組比較，觀察組改善更明顯。見表3。

MRS檢測，治療后NAA/Cr升高，Cho/Cr下降；與對照組比較，觀察組變化更多。見表4、表5。

表2 兩組患者治療后療效比較(n)

表3 兩組治療前后ΔVm比較(cm/s)

表4 兩組治療前后NAA/Cr比較

表5 兩組治療前后Cho/Cr比較

3 討論

人的意識由兩部分組成：覺醒狀態和意識內容。前者指睡眠與覺醒呈周期性交替的狀態；后者指人的思維、知覺、記憶、情感和行為等。覺醒狀態有賴于上行網狀激活系統；而意識內容則與丘腦、大腦皮質的信息投射傳遞、整合組織有關[7]。一旦這些區域結構、灌注、代謝、信息整合傳輸功能嚴重受損，就有可能進入植物狀態。

PVS是一種處于周期性覺醒而無意識內容的特殊病理狀態。此類患者死亡率高、殘疾嚴重，給社會及家庭帶來巨大的負擔。目前PVS促醒還缺乏特效治療方法，常采用藥物、高壓氧、針灸、功能訓練及電刺激等綜合治療[8-11]。目前應用于PVS患者促醒治療的藥物種類較多，尚未有統一的藥物治療標準，且長期藥物治療毒副作用大；高壓氧需早期開始治療，且目前沒有高壓氧治療意識障礙患者有效的一級臨床證據。針灸、電刺激等療法成為PVS促醒治療中的研究熱點[12-13]。

有研究報道，頸部脊髓硬膜外電刺激可以使部分PVS患者蘇醒[14-15]。其可能的機制是有效增加腦循環血流量；增加兒茶酚胺代謝，中腦兒茶酚胺能系統一部分經中腦邊緣-皮質通路到達大腦皮質，使皮質得到興奮，激活膽堿能性上行網狀激活系統。頸上段脊髓受刺激后，興奮循膽堿能通路直達大腦皮質，使皮質處于持續興奮中。但其內置刺激器費用昂貴，有創治療可能存在副作用，難以普及推廣。

小腦頂核仿生電刺激的基礎和臨床研究[16-17]給予我們一些啟示。腦內可能存在一條經小腦頂核—大腦皮質的固有神經通路；小腦頂核受刺激后，可通過腦干網狀結構和紋狀體影響腦皮質血管舒張中樞，引起腦血管擴張，顯著增加損傷局部及額、頂葉腦血流量，興奮皮層；小腦頂核受刺激后激活膽堿能通路，上傳至大腦皮質，擴張動脈，從而達到改善皮質血流的目的，緩解腦組織缺氧，有利于神經細胞代謝及功能改善，促進意識恢復。

中醫傳統針灸經絡學理論認為，天柱穴(頸部脊髓硬膜外電刺激器置放區)屬足太陽膀胱經，本經腧穴主治神志及頭面五官病。刺激天柱穴可祛邪通瘀，疏通一身陽氣，使氣血上注于腦，髓海充盈，起到益腦開竅的作用[18]。完骨穴(小腦頂核體表投影區)是足太陽與足少陽之交會穴，為膽經近腦的腧穴，膽為中正之官，主決斷，膽之經氣升則十一經脈經氣隨之而升，故刺激完骨可率十一經氣血上升濡養腦髓，髓海充實元神則安[19]。內關為手厥陰心包經之絡穴，系八脈交會穴之一，通陰維脈，心主神明，心主血脈，包為心的護衛，代君行令，取內關穴可通竅醒神、通血脈行氣血，通過心主血脈的功能實現對元神的調節作用[20]。內關穴為石學敏倡導的“醒腦開竅”針法的主穴之一，能養心安神，為治療神志病之要穴。

腦電仿生電刺激儀有多種輸出波形可供選擇，腦電信號相同的時間間隔內，線性相關性弱，過程變化

劇烈，且很少出現幅值對應相等的重復脈沖數。所以采用腦電信號為調制波，能很好地克服機體的適應性，增進療效[21]。

本研究采用腦電仿生電刺激儀刺激天柱、完骨和內關穴治療PVS。治療后腦動脈血流速度改善，NAA增高，Cho下降。NAA是神經元內標物，波峰增高提示腦灌注及代謝改善后，神經軸索修復。Cho生理條件下參與細胞膜的合成和代謝，也是腦損傷后髓鞘脂崩解的標志。治療后Cho降低，說明細胞膜的合成代謝改善，腦神經元在修復[22]。同時觀察組臨床療效明顯優于對照組。結果表明，腦電仿生電刺激天柱、完骨、內關，可能通過改善腦循環和代謝，促進神經組織修復，從而提高PVS患者臨床促醒有效率。且腦電仿生電刺激儀具有無創、易操作等特點，便于臨床推廣。

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Effect of Electroencephalograph Bionic Electrical Stimulation on Persistent Vegetative State:Cerebral Blood Flow and Metabolism

NI Ying-ying1a,DENG Li-xia1a,QIU Cheng-yao1a,WANG Wen-sheng1b,MA Meng-liang1a,LIU Yun-yi1a
1.a.Department of Neurological Rehabilitation;b.Department of Image,Guangdong 999 Brain Hospital,Guangzhou,Guangdong 510510,China

Objective To study the effect of electroencephalograph(EEG)bionic electrical stimulation at Wangu(GB12),Tianzhu (BL10),Neiguan(PC6)on cerebral blood flow and metabolism in patients with persistent vegetative state(PVS).Methods 60 patients with PVS were divided into observation group(n=30)and control group(n=30)according to the random number table.The control group received routine treatment,including basic management,hyperbaric oxygen therapy,awaking medicine,sensory stimulation,and so on;while the observation group received EEG bionic electrical stimulation at bilateral Tianzhu,Wangu(cheif electrodes)and Neiguan(auxiliary electrodes)in addition.They were treated for 30 days.They were assessed with the PVS score,and observed with transcranial Doppler ultrasound(TCD)and magnetic resonance spectroscopy(MRS)one day before and one day after treatment.Results The incidence of improvement was 86.67%in the observation group,more than 60.00%in the control group(P＜0.05).The difference of blood flow velocity before and after treatment(ΔVm)of anterior-middle cerebral artery was more in the observation group than in the control group respectively(P＜0.001),as well as those of posterior cerebral-vertebral-basilar artery(P＜0.01).The N-acetyl aspartic acid/creatine(NAA/Cr)increased more in the observation group than in the control group respectively(P＜0.01),and the choline/creatine(Cho/Cr)decreased more(P＜0.01),after treatment.Conclusion EEG bionic electrical stimulation can improve the cerebral circulation and metabolism in patients with PVS,which may associate with the wake promoting.

persistent vegetative state;electroencephalograph bionic electrical stimulation;cerebral blood flow velocity;cerebral metabolism

10.3969/j.issn.1006-9771.2015.03.014

R741

A

1006-9771(2015)03-0303-04

2014-10-30

2015-01-12)

廣東省中醫藥局科研課題(No.20122001)。

1.廣東三九腦科醫院，a.神經康復科；b.影像科，廣東廣州市510510。作者簡介：倪瑩瑩(1955-)，女，漢族，安徽歙縣人，主任醫師，主要從事神經康復與植物狀態促醒的研究。通訊作者：鄧麗霞。E-mail:denglx2010@qq.com。