神经肌肉电刺激在周围神经损伤修复中的研究进展

赵少珩，赵 睿，张 航(综述)，丛 锐(审校)

(第四军医大学西京医院骨科，西安 710032)

周围神经分为脑神经、脊神经和自主神经，遍及全身皮肤，黏膜、肌肉等。周围神经可因为切割、牵拉、挤压等而损伤，使其功能减退或丧失，称为周围神经损伤。周围神经损伤后应用外科修复技术、药物治疗可以在一定程度上促进神经再生，但是神经纤维再生速度和数量仍很不理想。与此同时，肌肉也会发生萎缩。因此，神经肌肉电刺激在周围神经损伤恢复中有良好的应用前景。

1 神经肌肉电刺激对周围神经的影响

很少有药物可以可靠地提高神经再生的速率及其完整性。正是由于这样的局限性，神经肌肉电刺激的利用取得了不断的发展。Asensio-Pinilla等[1]研究表明，神经损伤后早期给予神经肌肉电刺激,配合肌肉的运动练习，能够加快神经轴突生长，促进运动功能恢复。Hoang等[2]在大鼠坐骨神经挤压伤模型中，用电刺激作用于受损的坐骨神经，结果表明，电刺激虽然不能加速受损神经感觉的恢复，但是可以减缓神经性疼痛，促进运动神经的再生。Al-Majed等[3]、Brushart等[4]和Ahlborn等[5]在研究中发现，用双相电流刺激受损神经，不但可以促进神经纤维运动功能的恢复，还可以激发感觉神经元内在的再生能力。研究发现，神经肌肉电刺激可以增加周围神经的再生和复原能力，提高感觉和运动功能[6-8]。

2 神经肌肉电刺激可以控制神经损伤相关的疼痛

周围神经损伤后，由于不完全再生，可能会导致共济失调，并且会出现一些疼痛的症状。Hoang等[2]研究发现，电刺激虽然没有加速感觉神经的恢复，但是可以减轻疼痛相关的症状，可能的原因是电刺激后可以增加一些抑制疼痛的物质产生，如阿片样肽、γ氨基丁酸、生长激素抑制素等。Goldman等[9]认为，电刺激可以导致腺苷的产生增加，从而产生镇痛效果。Claydon等[10]经试验证实，以较高电流强度的电刺激作用于损伤的周围神经，无论频率的高低，均具有明显的镇痛效果。神经电刺激作用于机体产生的某些化学物质，对于促进神经纤维再生、缓解慢性病理性疼痛具有重要作用[1-3]。

3 神经肌肉电刺激可以延缓和预防肌肉的萎缩

神经损伤修复后肌肉功能的恢复程度与其萎缩程度密切相关。但是肌肉的萎缩程度与许多因素有关，如神经损伤修复的完整程度、患者的年龄以及损伤的种类。Williams[11]应用植入式刺激系统进行实验，表明高频肌肉电刺激似乎可以保护肌纤维，减轻肌肉的疲劳，延缓肌肉的萎缩，通过形态学和功能学分析，电刺激组的肌肉萎缩程度明显优于对照组。在后来的一些动物实验中发现，对失神经支配的肌肉进行一定模式的电刺激完全可以使肌肉达到正常收缩的效果，行使运动神经元的生理功能。Willand等[12]对22只经过腓肠神经移植修复的Lewis大鼠进行实验研究，结果发现神经修复后立即给予电刺激可以减少肌肉的萎缩程度，并且不会影响神经的再支配。

4 神经肌肉电刺激的发展

4.1刺激方式种类 临床上常用的神经肌肉电刺激方式主要分为三种：表面电刺激、经皮神经肌肉电刺激、植入式电刺激[13]，均可以在一定程度上促进神经的再生和修复。

4.2刺激时机的选择 神经肌肉电刺激应用于患者和动物模型时，尽管理想的刺激时机还未完全研究清楚，但通常认为神经肌肉电刺激尽快地运用于受损的神经可能是最有益处的，因为创伤介导的免疫系统的激活可以促进电刺激介导的周围神经恢复[14-15]。延迟使用神经电刺激治疗对于再生神经的恢复可能是低效的。Zanakis[16]认为，电刺激应该在神经受损的早期进行，这样可以达到较好的恢复效果。后来的大量报道也说明了同样的现象，即电刺激应该尽早进行。同样，Alrashdan等[17]在离断大鼠坐骨神经30 min后，立即应用电刺激，神经纤维的再生速度显著加快。Geremia等[18]和English等[19]在神经损伤后立即在神经近端给予电刺激，发现电刺激可促进神经再生，加快神经内膜的血流速度。Yeh等[20]在SD大鼠坐骨神经上制造了一个10 mm的缺损，放入硅胶管，通过经皮神经电刺激技术(电流强度：1 mA,频率：2 Hz)，分别在术后1、8、15 d开始给予电刺激，42 d后进行组织学评价和电生理检查，结果发现，术后8 d给予电刺激，有髓神经纤维的数量最多，有更高水平的神经再支配，证明了电刺激开始时间在周围神经恢复中是一个很重要的因素，一个适当的电刺激开始时间可以加速神经的再生。

4.3刺激参数的选择 影响神经肌肉电刺激治疗效果的因素很多，主要从以下几个方面进行回顾性研究。

4.3.1电流电压 为了研究电压对于受损神经的形态和功能特点的影响，Teodor等[21]利用20只Wistar大鼠进行实验，将电流(最小电压100 V，100 Hz，100 μs)作用于坐骨神经受损的大鼠后肢，通过功能性步态分析(坐骨神经指数)和组织学分析，结果表明高压电刺激组再生神经的轴突直径和髓鞘厚度较对照组高，高压电刺激可以显著加速再生神经纤维的成熟和功能的恢复，减少巨噬细胞的数量，从而加速神经纤维修复。

4.3.2电流频率 一般认为，低频是2～5 Hz,高频是10 Hz以上。Lu等[22]认为，高频率电刺激对神经的再生作用不如低频率,在有关坐骨神经的研究中，通过组织学定量分析，2 Hz对大鼠坐骨神经的再生效果最好，再生轴突的直径、再生神经面积、再生轴突数目显著高于对照组；新生的神经有更加成熟的结构、更高的轴突密度、更快的血流速度；电生理检查发现，新生神经的潜伏期缩短，有更快的传导速度。Chen等[23]用电流(频率2 Hz，强度0.8～1.0 mA)直接刺激坐骨神经，与对照组比较发现，这样的刺激频率可以显著促进神经纤维的再生，增加神经内膜中新生血管的数量。Haastert-Talini等[24]通过短期的低频电刺激作用于SD大鼠，结果发现，新生神经纤维可以穿过13 mm的神经缺损达到再生和功能恢复,而且这一技术在临床实践中也得到了应用[25]。

4.3.3刺激强度 由于个体的耐受性不同，刺激强度是不太固定的，应该尽量使研究对象保持愉悦的心情，并且肌肉可以达到适度的收缩。Lu等[6]认为，适宜的电刺激强度可以促进神经的再生，但是过量的直流电流可以阻碍神经的再生。

4.3.4电极位置 Inoue等[26]将间歇性直流电刺激(阴极位于神经断端远端)应用于临床研究，用于治疗7个周围神经损伤导致运动功能受损的患者，实验结果表明，在人体间歇性直流电刺激的阴极放置于神经断端以远，可以加速周围神经的再生，进一步研究发现，这种方法促进神经再生的机制主要是神经黏附分子、神经生长因子、神经生长营养因子可以电泳运动至阴极，造成阴极部位浓度梯度增加，促进神经生长。

5 神经肌肉电刺激促进神经损伤后再生的机制

神经肌肉电刺激促进周围神经再生的机制还不明确，但大量的研究表明主要与血液供应、神经生长因子，神经膜细胞等一些因素密切相关。神经受损后，电刺激可以增加再生相关基因的表达(生长相关蛋白43，Tα1微管蛋白),有助于增加周围神经的可塑性、生长性、稳定性[18]。电刺激可以使神经生长促进因子——脑源性神经营养因子和特异性受体的表达。Gordon等[27]对坐骨神经损伤后修复的大鼠应用咯利普兰，之后进行功能性电刺激实验，认为电刺激的作用机制有可能增加神经营养因子和腺苷环磷酸的含量。Zanakis[16]认为，电场是神经的营养剂，适宜的电刺激促进神经周围血液循环的改善，促进神经的再生。

6 结 语

随着研究的不断深入，很多动物实验和临床试验证明，神经肌肉电刺激可以促进周围神经的再生，防止肌肉的萎缩，控制神经性疼痛。但是应该意识到，神经肌肉电刺激对于受损神经具有双重影响，不同的电流参数可以有完全不同的生理效应，可能有积极的作用，促进神经再生；也可能有消极作用，抑制神经再生。神经肌肉电刺激对于神经再生的效果还有很多问题没有得到解决:①具体作用于人体的电刺激参数最佳搭配还未确立，只有一个大致的了解；②其效果还有待大量临床试验进行验证；③电刺激促进神经再生的原理和机制还没有完全阐明；④目前对于长节段神经缺失治疗的电刺激研究相对有限。但是毋庸置疑，神经肌肉电刺激技术以后一定会在周围神经损伤再生中发挥举足轻重的作用。

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