磁刺激對脊髓損傷后運動功能障礙的療效觀察

王藝，周賢麗，侯岷，張秀莉，尚超平，吳宗耀

隨著世界各國經濟水平的發展，脊髓損傷(spinal cord injury, SCI)發生率呈現逐年增高的趨勢[1]。由于SCI所導致的社會經濟損失，針對SCI治療和康復已成為當今醫學界的一大課題。經顱磁刺激(transcranial magnetic stimulation, TMS)是一種新發展起來的非侵入性的腦部刺激技術[2]。近年來，研究者們已發現TMS對SCI后運動功能的恢復有不同程度的影響，主要是在原始運動皮層區實施高頻刺激[3]，也有學者采用1Hz TMS亦取得一定療效[4]。本文旨在觀察高頻TMS及脊髓受損下端神經根磁刺激對不完全性SCI患者運動功能的療效。

1 資料與方法

1.1 一般資料 2013年3月～2014年9月本科室收治的不完全性T6～L1節段SCI患者40例。納入標準：均為外傷性SCI后遺留雙下肢功能障礙患者；SCI后3～6個月；美國脊髓損傷協會(American Spinal Injury Association，ASIA)評定B～C級；無顱腦疾病、嚴重心臟病和癲癇病史。排除有認知障礙、顱腦外傷史及癲癇發作史者及四肢癱患者。隨機分為2組各20例，①觀察組：男11例，女9例，年齡(39.4±13.2)歲；病程(121.2±20.6)d。②對照組：男12例，女8例，年齡(36.5±12.2)歲；病程(116.3±19.1)d。2組一般資料比較差異無統計學意義。

表2 2組患者治療前后MEP潛伏期和波幅值比較 分，

與治療前比較，aP<0.05，bP<0.01；與對照組比較，cP<0.05

1.2 方法 對照組接受常規康復治療至少2個月，包括針灸、蠟療、空氣壓力波治療、肌力訓練、關節活動度訓練、站立訓練、平衡訓練等。治療方案是每日1次，每周5次,連續8周。每項治療的具體時間大約為20～30min。觀察組在此基礎上加用磁刺激治療。選用CCY-Ⅰ型磁刺激儀(武漢依瑞德公司，最大輸出強度2T),電極采用“8”字形線圈。每位患者分別經M1區(下肢運動皮質功能區)和受損下端完好的神經根磁刺激(距內固定下緣5～10cm)：TMS患者取臥位，“8”字形線圈中心正對M1區，刺激強度為靜息運動閾值的80%，刺激頻率為20Hz，每個序列1s，間歇28s，連續 31個序列，共620個脈沖，每日1次，每周5次，連續8周；經受損下端神經根磁刺激患者取俯臥位，線圈中心距離內固定下緣5～10cm，刺激強度為靜息運動閾值的80%，刺激頻率25Hz，每個序列1s，間歇15s，連續56個序列，共計1400個脈沖，每日1次，每周5次，連續8周。

2 結果

治療前后2組ASIA殘損分級比較，觀察組20例患者中3例從B級到C級，6例從C級到D級，11例無變化；對照組20例患者中2例從B級到C級，5例從C級到D級，13例無變化。將ASIA殘損分級有變化視為有效，無變化視為無效；2組療效比較差異無統計學意義。

治療后，2組ASIA運動評分、WISCIⅡ分級均較治療前明顯提高(P<0.05)，觀察組更優于對照組(P<0.05)。治療后MEP檢查結果顯示，2組潛伏期與治療前相比明顯縮短(P<0.01，0.05)，且觀察組優于對照組(P<0.05)；治療后2組波幅與治療前相比均無顯著統計學差異。見表1，2。

所有患者在TMS治療期間無一例產生癲癇等不良反應。僅個別受試者在TMS治療后出現一過性刺激局部不適感，未經特殊處理自行緩解。

表1 2組治療前后ASIA運動評分及WISCIⅡ分級比較 分，

與治療前比較，aP<0.05；與對照組比較,bP<0.05

3 討論

本文研究結果支持TMS聯合經脊髓受損下端神經根磁刺激有利于胸腰段脊髓損傷致截癱患者的運動功能恢復的假定。2組患者的總體功能指標ASIA殘損分級略有變化，但療效差異無統計學意義。康復評定的原則是分級越多則評定越靈敏，但是也越費時費力。ASIA殘損分級將全部病情只定性地分為5級，很不敏感，所以本文的ASIA殘損分級評定結果難以得出有統計學意義的結論。但是ASIA運動評分和WISCI Ⅱ分級評分是定量評分，靈敏度較高，明確顯示了本組病例的治療效果。

對不完全性SCI患者進行TMS治療后，MEP潛伏期較治療前縮短，說明TMS可使脊髓運動通路的傳導效率提高[5]；但本研究中MEP的波幅值在治療前后沒有顯著統計學差異，原因可能是波幅指標變異性甚大，受多種因素影響，在整個測試過程中不易平衡和控制；而潛伏期指標排除了很多檢查者主觀因素的影響，更加靈敏可靠[6]。向艷平等[7]在研究不同頻率TMS對SCI大鼠運動功能的影響時也發現，治療前后MEP潛伏期有明顯變化，而波幅無明顯差異。鄭秀琴等[8]觀察TMS對SCI患者的臨床療效，結果顯示MEP潛伏期是較為可靠的評價指標，而波幅值在不同個體或不同時間內有很大差異，建議不作為參考指標。

TMS在SCI康復應用中由于選擇的參數不同，治療效果并不一致。以往的研究多采用5～20Hz不等。Centonze等[9]報道，5Hz TMS治療2周未獲得運動功能是否改善的相關數據。Kuppuswamy[10]應用5Hz TMS治療不完全性SCI患者5d，發現僅在治療后1h出現上肢運動能力一過性提高。Kumru等[11]應用20Hz TMS治療不完全性SCI患者，發現下肢肌力及步行速度改善，與本研究結果相符。

SCI后的修復一直是康復領域的一大難題。傳統觀點認為成年神經元已不具備細胞分裂增殖能力，不可再生。而神經損傷可塑性觀點認為，脊髓神經細胞雖已失去有絲分裂能力，但卻能產生新的突起，形成新的突觸連接。表現形式為最先發生附近未受損傷神經元軸突的側枝出芽；若受損神經元依然存活，可出現再生性出芽；在神經元軸突側枝受損傷時，其他正常的側枝可代償性出芽[12]。TMS刺激大腦皮層，使之產生的感應電流激活上運動神經元，進一步誘發神經沖動在皮質脊髓束傳導；TMS的積累效應除了活化軸突、促進再生之外，還可引發皮質網絡突觸的連接[13]。因此M1區被看做是TMS有效性最好的區域。

還有一個治療部位是磁刺激脊髓受損下端神經根。此處采用25Hz的刺激頻率還未見報道。刺激頻率是突觸可塑性的影響因素，頻率更高的間歇性強直刺激誘發長時程增強(long term potentiation，LTP)更有效，而磁刺激神經根亦不會有TMS的安全考量，因此本研究采用25Hz磁刺激神經根進行治療。刺激線圈置于內固定下緣5～10cm，可引起下肢運動，帶動癱瘓肌收縮。磁場強度的刺激活化了線圈周圍半徑為1cm，深度為2～3cm的區域，且從中心的刺激軸呈現出指數衰減趨勢。因此，將刺激線圈置于內固定下緣至少5cm處可以避免內固定的影響。SCI后，來自皮層的神經沖動不能有效地通過脊髓傳遞至靶肌肉。當磁刺激作用于受損下端神經根時，人工誘發動作電位在周圍神經傳導引起癱瘓肌收縮，可能與TMS的積累效應一起，共同改善SCI的運動功能。有關機制還需進一步探索。本研究在SCI患者的M1區、脊髓受損下端神經根分別進行磁刺激，發現治療后的ASIA運動評分、WISCI Ⅱ分級評分提高，MEP潛伏期縮短，且效果優于單純康復治療。提示刺激M1聯合受損下端神經根或許可豐富SCI的刺激方案，是促進運動功能恢復的有效康復手段。

磁刺激興奮脊神經時，其實際作用的刺激點尚存爭議，目前認為最可能的刺激點在椎間孔[14]。已有臨床研究證實，TMS可促進中樞神經系統的可塑性變化以及皮質抑制指數下調是其重要機制[15]。但神經系統恢復涉及復雜的細胞和分子水平變化，因此TMS對中樞神經系統的干預機制還有待深入研究。本研究未將刺激M1聯合受損下端神經根與僅M1區刺激進行比較，難以說明聯合刺激與皮層刺激哪一個效果更明顯，這是需要我們進一步探索與研究之處。

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