TMS技术磁刺激在脊髓损伤康复中的应

随着TMS技术的快速发展，其应用领域不断扩展，从中枢神经的康复逐渐应用到外周神经。人们发现磁刺激是治疗脊髓损伤非常有潜力的无创性康复治疗手段。磁刺激对脊髓损伤后运动、呼吸和膀胱功能障碍等都有不同程度的治疗作用。

磁刺激对运动功能的影响

人们最初对磁刺激在脊髓损伤后运动功能作用的认识,来自于经颅磁刺激可在远端肢体产生运动诱发电位的研究。

经颅磁刺激研究发现对于临床已诊断为完全性脊髓损伤者,磁刺激虽然不能引发运动诱发电位,但部分患者可引出屈肌反射,提示一些临床诊断为完全脊髓损伤患者，皮质脊髓束仍存在部分连续,但由于轴突脱髓鞘或残留轴突数量不足,使中枢下行的冲动在前角运动神经元总和后不足以引发运动诱电位。Davey等研究发现,脊髓损伤患者运动功能恢复过程中运动皮层的抑制作用下调,刺激皮层增加对残存皮质脊髓束驱动能力,可能有助于运动功能恢复。Smith等利用单脉冲经颅磁刺激和肌电图,在不完全性脊髓损伤后1个月即观察到运动皮层抑制功能下调。这些研究提示皮层抑制功能的降低可能与脊髓损伤的自然恢复有关,调节皮层抑制功能可能是促进脊髓损伤运动功能恢复的机制之一。

动物研究发现,重复经颅磁刺激对运动功能的影响与脊髓损伤部位有关。

Poirrier等建立了高位(T4—5)和低位(T10—11)大鼠不完全性胸髓损伤模型,应用磁刺激器对大鼠头部进行刺激,观察发现假刺激组高位胸髓损伤大鼠运动功能评分高于低位胸髓损伤大鼠,而重复经颅磁刺激组低位胸髓损伤大鼠运动功能评分高于高位胸髓损伤大鼠。作者分析原因认为,重复经颅磁刺激促进低位胸髓损伤大鼠运动功能恢复与激活运动中枢模式发生器有关。大鼠的中枢模式发生器位于脊髓腰1—2节段,部分可到达胸13节段,低位胸髓损伤(T10—11)可致损伤节段上下2—3mm的继发损害,从而累计部分中枢模式发生器,高位胸髓损伤大鼠中枢模式发生器并未受累,故运动功能的自然恢复好于低位胸髓损伤大鼠。重复经颅磁刺激后低位胸髓损伤大鼠损伤尾侧灰质5-羟色胺神经纤维密度增加,且明显高于高位胸髓损伤大鼠,提示磁刺激可能激活中枢模式发生器促进运动功能恢复。另外25mm直径的线圈可能刺激大鼠包括皮质、皮质下、甚至脑干等在内的所有脑区,周围较弱的磁场可能对高位损伤的胸髓直接产生刺激作用,而重复磁刺激直接刺激损伤的脊髓可能使运动功能进一步恶化。

磁刺激对脊髓损伤呼吸系统的影响

磁刺激技术由于其安全无创等优点,越来越多的吸引了国内外研究者的目光,并将其应用到脊髓损伤后的呼吸功能治疗中。

颈髓损伤患者呼吸功能障碍多既有吸气功能异常也有呼气功能异常。肺功能研究提示颈髓损伤患者肺总量、肺活量和吸气容量下降,呼气压和呼气流速也明显降低。胸段脊髓损伤者可能仅有呼气功能障碍,吸气功能保留。

磁刺激对呼吸功能的影响与磁刺激部位有关。它既可影响吸气功能也能影响呼气功能。Lin等建立了狗颈2脊髓完全损伤动物模型,利用磁刺激器的圆形线圈对C5—7节段刺激2h观察对吸气功能的影响,研究发现磁刺激后15min开始直至2h潮气量和气道压高于插管下自主呼吸时的潮气量和气道压,可维持生命所需,且不产生呼吸肌疲劳。刺激强度和频率越大产生的吸气容量和吸气压越高。连续4周刺激C4—7脊髓损伤患者T10—11棘突的临床研究发现,治疗后最大呼气压、用力呼气流速、补呼气量都明显增加,停止治疗后2周,上述指标逐渐降到治疗前水平。线圈放置于T10—11棘突主要是刺激T7—L2脊神经,激活大部分呼气肌,使呼气功能改善,提高咳嗽能力。Lin等认为磁刺激有助于恢复废用呼吸肌的长度和耐力,其作用机制可能与磁刺激使肌肉收缩诱导肌球蛋白异构体发生迁移有关。磁刺激的强度较高,可能使脊髓损伤患者废用的呼吸肌纤维发生轻度损伤,而肌纤维轻度损伤可能促进肌纤维增生或构型重建。磁刺激能否改变肌肉重量或产生某些代谢方面的改变目前还缺乏深入研究。Lin推荐脊髓经损伤后如促进吸气容量增加可刺激C3—5、C4—7、T1—6;如促进呼气容量增加可刺激T6—L2节段。其中刺激C6—7产生的吸气容量和压力最高,刺激T9—10产生的呼气容量和压力最高。另外磁刺激线圈的大小不同对呼吸肌功能的影响也不同。Hsiao等用不同直径的圆形、螺旋形线圈刺激脊髓损伤患者下胸段脊神经,结果提示直径20cm的螺旋形线圈可诱导产生最大的呼气压和呼气流速。

对排尿功能障碍的影响

排尿功能障碍是脊髓损伤常见并发症,是影响患者生存质量和预后的重要因素。临床常采用间歇性清洁导尿,无其他特效治疗方法。

有研究发现磁刺激有助于排尿功能障碍的功能恢复,不产生疼痛又无需在肛门或阴道放置电极,比传统的电刺激方法更有效和安全。Bycroft等对T6—12脊髓完全性损伤患者骶2—4神经根进行磁刺激,刺激过程中利用尿流动力学观察发现,单个或间断刺激都不能显著增加膀胱内压,部分逼尿肌亢进的患者在停止刺激后出现膀胱收缩,提示磁刺激可抑制逼尿肌收缩,并不直接刺激运动神经通路而发挥作用。Sheriff等观察了磁刺激骶2—4神经根对T6—12脊髓完全性损伤合并逼尿肌反射亢进的影响,尿动力学检查发现逼尿肌压力下降,逼尿肌收缩减少,患者能耐受治疗。

有学者认为磁刺激可能刺激了分布在尿道括约肌和盆底肌群的骶神经分支,持续地抑制了逼尿肌过度反射。Yamanishi等对磁刺激和电刺激抑制逼尿肌过度活跃的治疗效果进行比较,发现所有患者初尿意和最大充盈时膀胱容量均增加,但磁刺激组最大充盈的膀胱容量增加的程度大于电刺激组,其中3例患者逼尿肌过度活跃消失,电刺激组没有,进而推测在抑制逼尿肌过度活跃方面,磁刺激可能比电刺激更有效。

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