電刺激治療脊髓損傷后神經源性腸道功能障礙的研究進展

樊曉晨,朱昭錦,韓吉龍,郭 浩,朱 毅，4

(1. 西安交通大學西安市紅會醫院，陜西 西安 710000；2. 江蘇省宜興九如城康復醫院，江蘇 宜興 214200；3. 江蘇省無錫市第二中醫醫院，江蘇 無錫 214000;4. 海南醫學院第二附屬醫院，海南 海口 570100)

脊髓損傷(spinal cord injury,SCI)后的腸道功能紊亂和排便功能障礙又稱為神經源性腸功能障礙(neurogenic bowel dysfunction, NBD)，是SCI患者的常見并發癥，主要表現為合并便秘、大便失禁、腹部疼痛和腹脹[1]。NBD癥狀會由于SCI類型和節段的差異而不同，何種患者會出現何種癥狀，以及癥狀程度如何是相異的，嚴重影響患者的活動參與和生活質量[2-4]。因此為SCI患者重新建立安全、有效的排便規律，對改善便秘、大便失禁、大便時機不適宜、自主神經過反射等現象意義重大[5]。

目前關于SCI后神經源性腸道功能障礙的常規及干預性療法主要包括藥物療法(盡量減少使用可能誘發便秘的藥物，如抗膽堿能藥物、肌肉松弛劑和利尿劑)、飲食調節(適量纖維攝取、液體攝入>1.5 L/d、避免過量咖啡因和山梨醇、規律進食時間等)、腹部按摩、灌腸、生物反饋療法、栓劑或軟化劑、手術治療等[6]。電刺激療法作為新興的治療NBD方法，已經越來越受到關注。通過電刺激重建腸道功能，包括體外皮膚電極和體內植入電極(腸壁、盆神經、骶神經(前)根、脊髓圓錐等)，重建SCI后盆腔器官排泄功能[7]。本文綜述了國內外關于電刺激療法治療SCI后NBD的文獻報道，希望能給臨床NBD的治療帶來思路。

1 骶神經刺激

骶2至骶4神經根對于膀胱及腸道功能調節尤為重要。骶神經刺激療法(sacral nerve stimulation, SNS)是一種有效且較廣泛接受的治療方式[8]，該治療將神經刺激器植入體內，刺激強度需超過運動神經元興奮閾值且不引起疼痛。由于個體間存在較大差別，刺激參數因人而異，有研究表示，電壓1～10 V，頻率 10～25 Hz，波寬 210 μs的參數設置適合大多數患者[7]。劉浩等[9]為了研究不同電壓的骶神經刺激對SCI大鼠腸道的影響，應用不同刺激電壓1 V、2 V、4 V、8 V分別作用于SCI大鼠的骶神經根,結果發現不同電壓的骶神經刺激均能夠改善SCI大鼠腸道功能障礙，其中4 V最明顯。

Sadowsky綜述SCI的電刺激治療時，提到了神經控制型VOCARE系統，該系統是一個植入式的功能性電刺激裝置，可以幫助SCI患者的膀胱控制以及一定程度上輔助腸道控制。該裝置包括一個外部控制器和發射器，以及可植入的接收-刺激器和電極，電極放置在骶神經根(S2—4)來刺激膀胱/腸道以及尿道/肛門括約肌的收縮。大多數患者反映，植入式功能性電刺激可以增強腸道排空，使排便所需的時間大大縮短[10]。研究發現SNS可以減少一些不完全SCI患者的NBD[11-13]，大體上，在刺激過程中，非隨意腸道運動的數量減少。但SNS對肛門直腸生理學上的影響是有矛盾的，一些研究發現肛門生理學測試中有改善，而另一些研究發現并無明顯作用[14-16]。Creasey等[17]在S2—4神經根植入神經假體，1年隨訪發現患者的排尿能力改善，排便時間減少。Thomas等[18]認為骶神經刺激療法具有低創、高效的特征，適用于SCI后便秘患者。白春宏等[7]綜述并肯定了植入式骶神經電刺激治療對治療SCI后腸道功能障礙的大便失禁和便秘有較好的效果。

盡管骶神經刺激對不完全性SCI患者而言是有效的，但是對完全性SCI患者似乎并沒有效果[1]。其有效性很大程度上取決于電極放置的位置是否準確，在一些案例中，由于一些原因(比如骶骨畸形)，電極會放置失敗[8]。

2 骶神經前根刺激

Brindley等[19]曾運用骶神經前根刺激(sacral anterior root stimulator,SARS)控制SCI患者的神經源性膀胱[19]。切除L4—S2的椎板，打開硬脊膜，分離S2—4(或S5)的脊髓前腳和背腳，然后刺激前根，由于神經支配，骶神經前根刺激也會促進末端結腸和直腸蠕動，減少了直腸乙狀結腸的傳運時間，并且增加排便頻率，顯著減少排便時間[20-23]。

美國成年SCI患者神經源性腸道功能障礙的處理指南提到Brindly型骶神經前根(S1—4)刺激可用于誘發排便。刺激時直腸和括約肌同時收縮，刺激停止后，肛門外括約肌立即舒張，直腸則緩慢松弛，從而引起自發性排便。該排便方式較反射性排便更快，也更易控制[24]。研究發現SARS改善了一些完全性SCI患者的腸道功能。但有一個缺點是，在刺激時會同時引起肛門括約肌的收縮，這會阻止刺激過程中腸道的直接排空。在這個過程中，也會出現一些并發癥，包括感染和植入的技術問題[25]。

3 外周神經電刺激

3.1生殖背神經刺激 除以上電刺激外，生殖背神經刺激(dorsal genital nerve stimulation,DGNS)也可減少大便失禁。女性陰部神經是混合運動和感覺的神經，發自于S2—4，背側分支有傳入纖維，且容易在外周獲得。該刺激是使用1個電池供電的手持刺激器，采取單相恒流脈沖，脈沖持續時間200 s，脈沖20 Hz。一塊電極(20×10 mm)放置在陰蒂處，為正極；另一塊電極(直徑32 mm)放置在右側大陰唇橫向2～3 cm處[1]。Worse等[26]對7例完全性SCI患者(平均損傷時間為19年)開展生殖背神經電刺激療法，刺激強度為2倍閾值。結果發現，該刺激對減少直腸橫截面和直腸壓力-橫截面關系有即時效果。有研究證實，對陰部神經病變、先天大便失禁的患者，生殖背神經刺激可以減少大便失禁[27-28]。一些預實驗研究生殖背神經刺激對完全性SCI患者肛門直腸運動的影響，但結果是不一致的。有研究結果顯示DGNS增加了直腸順應性[26]，但另一個研究則發現即時刺激過程中，直腸順應性減小了[29]。

3.2脛后神經電刺激 有研究發現脛后神經刺激(posterior tibial nerve stimulation,PTNS)可能對大便失禁的癥狀有改善效果。脛后神經刺激一開始是用于膀胱功能障礙，但是發現脛后神經刺激也改善了其中一部分患者的大便失禁。在脛后神經的研究中，將自粘的表面電極或電極針放在內踝處，地面電極放置在同側腿上；設置脈沖寬度是0.2 ms，頻率為10 Hz或20 Hz，振幅小于10 mA。Mentes等[30]報道了PTNS改善了2例不完全SCI患者大便失禁的情況。但是一個隨機多中心實驗發現，總體上PTNS對神經源性大便失禁或肛門直腸的生理功能并無顯著影響[31]。

4 膀胱內電刺激

膀胱內電刺激(intravesical electrical stimulation)可以被用來改善膀胱功能障礙,一般只用在尚存一些功能的，包括膀胱與皮質間的傳入纖維是完整的，以及逼尿肌仍然可以收縮。對于不完全SCI患者以及有慢性神經源性尿潴留的患者，37.2%對經膀胱電刺激有反應，并且83.3%再次體會到膀胱充盈感[32]。膀胱及內、外肛門括約肌跟相同的背根神經節相聯系，兩者相互影響，膀胱內電刺激可刺激背根神經節，通過神經元之間的連接及中樞輸入，調節腸道及內、外肛門括約肌的運動。

有研究表明，隨著膀胱功能的明顯改善，大便失禁的狀況明顯減少。膀胱內電刺激可降低脊柱裂患兒的大便失禁發生率，提高腸道控制能力，但每日腸道運動數量未有明顯改變[33]。膀胱內電刺激療法操作簡單方便且高效，適用于SCI后的大便失禁人群，但療程偏長。該療法通過改善C纖維功能，刺激膀胱影響背根神經節，再通過神經元之間的連結及中樞的輸入，影響腸道及內、外肛門括約肌的活動，進而改變腸道的習慣，提高腸道的控制能力[34]。有研究表明通過經膀胱內電刺激療法治療后，75%患兒的大便失禁率減少了50%以上[33]。

5 其 他

5.1電針 SCI后，也許可以考慮電針刺激改善腸道功能障礙。Liu等[35]為了研究電針對外傷性SCI后腸道和膀胱功能障礙的影響，給14例患者做電針治療(前4周每周治療5 d，每天1次；而后的4周每周3 d，隔天1次)，隨訪6個月。結果發現電針有助于患者恢復正常排泄能力，并且這些效果在隨訪期間依然維持。per2是結腸運動生物節律性的分子基礎之一，參與調控結腸運動節律的周期和振幅。per2基因控制神經型一氧化氮合成酶(nNOS)基因的周期性轉錄-翻譯，直接影響周圍平滑肌，mRNA和nNOS mRNA對結腸節律性收縮起重要作用。朱毅[36]等研究針刺干預SCI腸道功能障礙生物鐘基因的作用機制，認為電針足三里很可能作為外界刺激和改變per2基因周期性變化，影響nNOS基因的周期性轉錄-翻譯，從而促進結腸節律性收縮。Guo等[37]為了研究電針刺激足三里對結腸活動以及神經型一氧化氮合成酶(nNOS)表達的影響，將30只鼠平均分為假手術組、模型組和電針組，給予活性碳，記錄第一次出現黑便的時間，并運用免疫組織化學、實時聚合酶鏈反應和免疫印跡分析來評估nNOS免疫反應細胞、nNOS信使核糖核酸(mRNA)和蛋白質的變化，結果發現電針刺激足三里可能通過下調結腸nNOS表達，減少了SCI鼠排便時間，改善了神經源性腸道功能障礙。Cheng等[38]研究了電針對SCI鼠結腸Per2表達的腸道運動日常節律性和晝夜節律的影響，發現電針減少了排便時間、增加了干燥便的重量，并改變了腸道運動的日常節律性以及增加了SCI鼠結腸Per2表達的晝夜節律。

5.2經皮神經電刺激 經皮神經電刺激療法(transcutaneous electrical nerve stimulation，TENS)是將特定的低頻脈沖電流通過皮膚輸入人體以治療疼痛的電療方法。TENS療法與傳統的神經刺激療法的區別在于：傳統的電刺激主要是刺激運動纖維；而TENS則是刺激感覺纖維，一般用于解決SCI后慢性神經性的疼痛、痙攣等問題。不過Balcom等[39]發現低強度治療性經皮電刺激可增加脊髓脊膜膨出患者的膀胱容量，并改善膀胱、腸道控制能力。研究表明，穿戴腹部嵌入式電極進行腹壁肌肉的電刺激可以減少結腸轉運時間和總腸護理時間[40-41]。Cochrane的一篇系統綜述經皮電刺激對兒童便秘的治療，由于對結果的評估并不是確定的，所以對TES治療便秘的有效性和安全性沒有給出可靠的結論[42]。

5.3干擾電刺激 Kajbafzadeh等[43]利用經皮干擾電療法可有效降低括約肌的壓力及腸道肛門抑制反射，增加排便次數，從而改善脊髓脊膜膨出患兒的便秘癥狀。該療法通過刺激腹部皮膚的神經纖維，激活腸道內、外的交感、副交感神經纖維，調節神經網絡中控制腸道功能的骶反射，改善腹痛、腹脹的癥狀。廖曼霞[44]研究發現，干擾電療法能夠有效改善SCI患者的腸道功能，可以幫助患者在短時間內排出大量糞便。干擾電療法的放置方法與療效密切相關，電極交叉對置于左半結腸和直腸的腹部體表位置時能夠取得較好的治療效果[45]。

5.4經直腸電刺激 Palmer等[46]發現經直腸電刺激療法通過提高腸道控制能力，增強便感，減少腸道運動，從而減少脊髓脊膜膨出兒童的排便次數，降低患者的尿布使用率,該療法耐受性好、創傷小，適用于SCI后大便失禁患者[34]。

5.5夜間閾值電刺激 Walker等[47]對脊柱裂患兒實施腰肌、臀中肌或股四頭肌夜間閾值電刺激，結果發現在肌肉力量、步態和腸道控制上稍有改善，然而并不能提高整體的身體活動功能。

6 小 結

SCI后，隨著腸道部分或完全失神經支配，腸道的生理狀況發生改變，出現了失禁、便秘等并發癥，若不能及時糾正，則會發生更嚴重的病理改變[48]。國內外已經認識到SCI后NBD對患者生存質量的嚴重影響，陸續制定出SCI或外科專科對NBD的診斷、治療指南，也出現了電刺激治療NBD的相關研究，但大多數的文獻報道只是少數患者的病例報道和回顧性研究，隨訪時間較短，未設計對照組、安慰劑組，缺乏高質量的對照試驗。在這些研究中，SNS和SARS的效果較為肯定，能夠為SCI后NBD帶來希望；而外周神經電刺激、膀胱內電刺激等雖然有研究結果證實有效，但是高質量的實驗并不多；經直腸電刺激、經皮電刺激等方式治療NBD更是鮮有報道。但是也能發現國內外都在積極尋求電刺激治療NBD的方法，比如電針刺激足三里的研究，結合了中國傳統針灸醫學的精粹，并進行分子生物學的研究，期待未來有更多的探索。

未來為了進一步驗證電刺激療法對SCI后神經源性腸道功能障礙的治療效果，還需開展大樣本量的、設計更完善的隨機對照試驗研究。對電刺激治療的作用機制、適應證、刺激參數的確定、統一療效評價的標準等方面還需進一步研究。

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