功能性磁刺激对脊髓损伤患者肠道及肺功能的影响

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功能性磁刺激对脊髓损伤患者肠道及肺功能的影响

蒋天裕编译　王兴林校　吴　毅复校

　　摘要　功能性磁刺激(functionalmagneticstimulation,FMS)是一种无损伤性的、易于使用的方法。本研究对2例健康人行腰骶刺激以及对9例脊髓损伤(spinalcordinjury,SCI)患者行腰骶和腹部刺激后,直肠压均得到提高;4例SCI患者在经过5周的磁刺激后,结肠排空时间(colonictransittimes,CTT)都有显著性缩短;8例慢性SCI患者经磁刺激后,肺功能检测(pulmonaryfunc2tiontests,PFT)显示肺功能有一定改善。证明FMS对神经原性肠道症状具有显著性的改善作用;对呼吸肌的刺激,能改善SCI患者的呼吸功能,增加咳嗽能力。　　关键词　功能性磁刺激　脊髓损伤　结肠病变　结肠　肺功能检测　康复　　临床上,神经生理学家把磁刺激作为刺激神经组织的一种安全和无损伤性方法。磁刺激是根据法拉第原理设计的,即磁场改变时,能够产生一种感应电场,这种电场反过来阻碍磁场的变化,其所产生的涡旋电流能刺激神经或肌肉。磁刺激可用来刺激周围神经和大脑皮质,治疗各种神经原性疾病,另外,还是治疗忧郁症和其他中枢神经系统病变的一种潜在工具。研究人员发现,利用高速磁刺激器刺激骶部神经有助于排尿;在类似的条件下,通过刺激下位胸段和腰段脊神经,可明显提高呼气功能。在对动物和人的初步研究发现,功能性磁刺激可以刺激结肠并促进肠道排空和结肠蠕动。

本研究的目的是运用功能性磁刺激(functionalmagneticstimulation,FMS)作为一种无损伤性方法对脊髓损伤(spinalcordinjury,SCI)患者结肠功能和调节呼吸肌作用方面进行评价。1　方法1.1　结肠FMS　本实验包括健康人2例及SCI患者9例。将一个多腔气囊导管放入直

肠内,离肛周约10～15cm,安静15min即

可得到直肠压力的基础值。随后,患者取仰卧位行腹部磁刺激,磁线圈置于耻骨上区,线圈中心在耻骨联合上约10cm,初始磁刺激参数为,强度:70%最大磁强度,频率:30Hz,脉冲时间:1s;之后,患者取侧卧位开始行腰骶部磁刺激,开始时磁线圈紧靠脊椎中线置于L3～L4,初始参数为,强度;70%最大磁强度;频率:30Hz;脉冲时间:2s。进行磁刺激的时候,为使直肠压变化最大,对于每一个患者和每一种刺激方法(腹部和腰骶部),都要将线圈位置和刺激时间不断改变进行多次刺激以获得最佳参数。然后,在此基础上,每个患者各进行4次腹部和腰骶部刺激,脉冲时间分别为1s、2s、3s和4s,其他参数保持不变(即强度和频率),通过计算,得出平均直肠压。1.2　结肠排空实验　本实验包括四例SCI患者,总共进行7周,包括5周磁刺激和2组结肠排空实验(colonictransitstudies,CTS)。第1组在磁刺激之前,即基础CTS,第2组在磁刺激之后,即FMS2CTS。每组CTS用时7d,前3d让患者服用硫酸钡标

作者地址:100853　北京市　北京五棵松解放军总医院理疗科

志物20个,在第4d～7d,每天进行腹部X线照相,并在结肠的右、左及直肠乙状结肠3段进行标志物记数,通过计算获得平均结

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肠排空时间。

基础CTS完成后,开始对每例患者进行5周的磁刺激训练。5周的刺激计划是每天2次,每次持续20min,刺激强度以5%递增,即第1周从40%递增到45%,第2周45%到50%,第3周50%到55%,第4周55%到60%,第5周稳定在60%。在每20min的刺激时段里,前10min把线圈置于T9,刺激下位胸段脊神经;后10min置于L4,刺激腰段脊神经。刺激频率、脉冲时间

国外医学・物理医学与康复学分册　2002年第22卷第1期

患者都要进行4周的FMS调节(20min/d,

5d/周),每2周重复一次PFT,调节计划结束两周后再作一次PFT。4周内,要求患者注意身体的任何变化。在每个调节时段之前,都要询问患者是否有任何不适和(或)异常;之后,检查皮肤以发现是否有热损伤。在之前和进行调节之中都要进行血压监控,以保证患者的安全。磁刺激参数开始时分别设为:50%磁强度,30Hz频率和2s脉冲时间。磁强度逐渐地从50%增加到70%,强度的增加取决于患者的舒适程度,线圈中心置于T10和T11。第2周和第4周训练结束时,检测MEP、ERP和FEP,进行呼气肌强度评价。2　结果

2.1　结肠FMS　2例健康人,腰骶部给予

和脉冲间隔分别固定为20Hz、2s和28s。

1.3　基础肺功能检测评价　本实验包括慢性SCI患者8例。基础肺功能检测(pul2monaryfunctiontests,PFTs)在1:00PM～3:00PM时段进行,检测前休息15min,以避免日常活动对PFT的影响。以肺总量最大呼气压(themaximunexpiratorypressureattotallungcapacity,MEP2TLC),补呼气量(theexpiratoryreservevolume,ERV)和肺总量下的用力呼气流速(theforcedexpiratoryflowrateatTLC,FEF2TLC)作为评价呼气肌强度的指标。同时,作为对比,还检测了功能的残气量(functionalresidualcapacity,FRC)、MEP、FEF、(MEP2FRC,FEF2FRC)及其他PFT参数,如用力肺活量(forcedvi2talcapacity,FVC)和第一秒用力呼气量(forcedexpiratoryvolume,FEV1)。为检测对磁刺激的反应,患者都要进行FMS后的MEP、ERV和FEF2FRC(MEP2FMS、ERV2FMS、FEF2FMS)测定,刺激参数为,强度:70%最大磁强度,频率:20Hz,脉冲时间:2s;刺激位置:T10。这些检测是患者坐在轮椅上进行的。1.4　FMS调节观察　实验性观察进行了6周,第1周进行病史筛查和体格检查,然后患者取坐位进行基础PFT评估和记录,最后1周再次进行体检检查和PFTs。在进行观察之前,患者要保持规律的膳食和日常生活活动。从第2周开始,在SCI中心,每位

刺激(频率30Hz,70%最大强度,80ms脉

冲时间)增加了直肠压,分别由46cmH2O增加到60cmH2O和由60cmH2O增加到72cmH2O。

9例SCI患者,使用相同的刺激参数(频率30Hz,70%最大强度和1s脉冲时

间),平均直肠压腰骶部刺激由26.7±7.44cmH2O增加到48.0±9.91cmH2O,腹

部刺激由30.0±6.35cmH2O增加到42.7±7.95cmH2O。

2.2　CTT　对于整体CTT,所有结果都有

显著降低,由105.2±6.66h降低到89.4±6.94h(P=0.02),其中,直肠乙状结肠的排空降低最显著,由50.4±9.79h降低到34.8±9.39h。所有报告都证明肠道功能得

到了改善。

2.3　基础PFT结果　平均基础PFT结果

为:MEP2TLC=48±9.7cmH2O,MEP2FRC=24.3±6.1cmH2O,ERV=0.4±0.1L,FEF2TLC=4.0±0.5L/s,FEF2FRC=1.6±0.2L/s,FVC=2.4±0.1L,FEV1=1.9±0.1L。两个有趣的参数是:平

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TLC、FEF2FRC、FVC和FEV1较第2周分

均FVC/预计正常值=50.7%±5.2%,平均FEV1%(FEV1/FVC)=82.8%±1.7%。MEP2FMS,ERV2FMS和FEF2FMS的平均

值分别为42±4.9cmH2O、0.6±0.10L及2.9±0.42L/s。

2.4　2周后PFT结果　所有患者都完成了

别增加了6%、12%、19%、4%、6%、0%

和2%,但并没有统计学意义。2.6　调节计划2周后PFT结果　有6人在计划结束2周后回来进行测试,得出的结果与4周后的结果相比显示:MEP2TLC、ERV和FEF2TLC分别下降了13%、16%和5%。这些资料与基础资料相比没有显示统计学的差异。3　讨论本研究最显著性的发现是,FMS能激活结肠并提高结肠的排空能力,先前一篇FMS对逼尿肌作用的文献中也有类似发现,这些发现与大鼠实验所得结果一致。另外,其他动物实验也支持本项结果。由FMS引起的内脏反应很可能是刺激了盆部的神经而不是对直肠或膀胱的直接刺激引起的。我们的研究结果显示,FMS对SCI患者是有效的,特别指出的是,FMS对直肠乙状结肠的CTT改善最明显,而此节段功能受SCI影响最大。此外,患者反应有肠道功能增强、人为排便需要减少及肠道蠕动频率增加等功效。

在对SCI患者呼气肌FMS调节研究发现,自主MEP、FEF和ERV有很大提高。我们研究结果的临床意义是,FMS能恢复部分废用性呼气肌强度以及提高四肢轻瘫患者的咳嗽能力。不足的是,我们没有提供呼吸肌衰弱或活组织检测的结果,尽管如此,这是首次对呼气肌进行FMS调节作用的观察报告。在调节计划结束后2周,自主呼气功能很快降到和基础值相近的水平。因此,FMS对SCI患者是有利的,但需要长期的训练。FMS对呼气肌的益处不仅仅在于能提高自主咳嗽的能力,还在于能使威胁生命的呼吸系统并发症发生的危险性降低。4　结论

FMS是一种无损伤性的、易于使用的

前2周的训练,调节时间大致在每天的相同时间进行。在日常活动或膳食中没有发现异

常情况(包括用药),也没有发现并发症或副作用,刺激后皮肤检查没有发现不良反应。在FMS调节期间,患者血压保持在正常范围之内。2周的PFT调节结果显示MEP2TLC、MEP2FRC、ERV、FEF2TLC、FEF2FRC、FVC和FEV1平均值分别为56±10.1cmH2O、28±5.9cmH2O、0.51±0.1L、4.1±0.4L/s、1.9±0.3L/s、2.5±0.1L和2.0±0.1L,较基础PFT值分别增

加了22%、24%、40%、4%、20%、10%和9%。MEP2TLC和MEP2FRC值有显著性改

善(P<0.05);FEF2TLC和FEF2FRC值有一定的增加,但没有统计学意义;FVC和FEV1值的改变可以忽略。在所有的参数中,ERV改变最明显。当问及患者对FMS调节

的反应时,有6人体会到腹肌肌张力增强,咳出分泌物的能力得到了提高;2人无任何变化;没有人有副作用或不适感。

2.5　4周后PFT结果　所有人都进行了第2阶段的调节训练,结果显示MEP2TLC、MEP2FRC、ERV、FEF2TLC、FEF2FRC、FVC和FEV1平均值分别为55.3±8.6cmH2O、29.0±5.6cmH2O、0.6±0.1L、4.3±0.5L/s、1.9±0.2L/s、2.5±0.1L和2.0±0.1L,较基础PFT值分别增

加了29%、37%、62%、9%、27%、7%和10%。MEP2TLC、MEP2FRC和ERV的提

高具有显著性(P<0.05);FVC和FEV1较正常值的增加不超过10%,没有统计学意义。MEP2TLC、MEP2FRC、ERV、FEF2

方法,不象电刺激需要外科手术或电极植

(下转第34页)

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100%,第2组增加到101%。VAS得分在3

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个月和12个月,两组间无统计学上的差异。

在两组内部,随访时VAS和Roles2Maudsley结局评定量表得分有高度显著性差异(P<0.001)。

在12周时,没有患者进行额外治疗。在3～12个月之间,第1组有3例、第2组有2例患者做了松解术。第2组有2例需偶尔服用镇痛药,3例需规律用药;第2组有4例规律服用镇痛药,3例偶尔服用。对于额外治疗,两组间无统计学上的差异。3　讨论

据文献报道,首次有关体外冲击波治疗慢性网球肘疗效的前瞻性研究是1996年发表的。6个月时随访,根据Roles2Maudsley结局量表,治疗组优良率达48%,对照组为6%。在12个月时复查,治疗组优良率达52%,对照组为6%。Krieschek等分别比较ESWT治疗顽固性肱骨外上髁炎和肱骨内上髁炎。在疗后1年使用Verhaar评分,网球肘的优良率达62%,而高尔夫球肘达28%。Perlick等分别比较了60名慢性网球肘患者ESWT治疗后和手术后的结果。在12个月时随访,使用ESWT患者,Roles2Maudsley量表评分优良率达43%,手术患者达73%。23%的ESWT患者和10%手术患者症状无明显改善。

除这些比较性研究外,有关冲击波治疗网球肘的许多回顾性报道,由于诊断标准、治疗方法及结果判定没有标准化,这些研究的成功率为58%～85%。除局部血肿外,ESWT没有相关并发症发生。

本文的研究证实了以前的结果。治疗后1年随访,优良结果第1组为56%,第2组为60%,这和局部注射皮质类固醇结果类似。

治疗网球肘时有关颈椎手法治疗方面的文献报道较少,仅有几篇且文章的科学价值不高。在MEDLINE检索1976～1998年之间,有关颈椎和网球肘的文章仅5篇。非常令人惊奇,因为在本文研究的网球肘患者几乎均有颈椎功能失调的体征如低位颈椎的局限性压痛、运动范围受限、头部前伸、在X线片上颈椎骨质增生的表现,这主要取决于患者的年龄。在CT或MRI上有神经缺损或脊髓有病理性改变者不列入本研究。

本文研究,在使用ESWT治疗慢性网球肘时尽可能注重颈椎手法治疗的效果。由于患者例数较少,对颈椎标准化的手法治疗未获得阳性结果,治疗组在流行病学资料上无意义,但使用两种疗法治疗的患者未随机化分配,因此患者选择、结果偏差都是不可避免的。4　结论

本文强调了低能量的ESWT是治疗单侧慢性网球肘的有效保守治疗方法,对颈椎手法治疗作用表示怀疑,还需进一步研究以确立最适的用ESWT治疗顽固性网球肘的治疗方案。用ESWT或颈椎手法治疗可减轻疼痛,改善功能,目前机制不清,仍需进一步研究。

(参考文献略)

(收稿时间:2001209218)

(上接第25页)

有助于排尿。很明显,对于SCI患者的康复和其他神经原性疾病的治疗,FMS是一种很有发展前景的技术。

(参考文献略)

(收稿时间:2001207221)

入。FMS已经被证明对神经原性肠道症状具有显著性的改善作用;对呼吸肌的刺激,能改善SCI患者的呼吸功能,增强咳嗽能力;对神经原性膀胱的刺激能提高膀胱压,