电刺激治疗脊髓损伤后神经源性肠道功能障碍的研究进展

樊晓晨,朱昭锦,韩吉龙,郭 浩,朱 毅，4

(1. 西安交通大学西安市红会医院，陕西 西安 710000；2. 江苏省宜兴九如城康复医院，江苏 宜兴 214200；3. 江苏省无锡市第二中医医院，江苏 无锡 214000;4. 海南医学院第二附属医院，海南 海口 570100)

脊髓损伤(spinal cord injury,SCI)后的肠道功能紊乱和排便功能障碍又称为神经源性肠功能障碍(neurogenic bowel dysfunction, NBD)，是SCI患者的常见并发症，主要表现为合并便秘、大便失禁、腹部疼痛和腹胀[1]。NBD症状会由于SCI类型和节段的差异而不同，何种患者会出现何种症状，以及症状程度如何是相异的，严重影响患者的活动参与和生活质量[2-4]。因此为SCI患者重新建立安全、有效的排便规律，对改善便秘、大便失禁、大便时机不适宜、自主神经过反射等现象意义重大[5]。

目前关于SCI后神经源性肠道功能障碍的常规及干预性疗法主要包括药物疗法(尽量减少使用可能诱发便秘的药物，如抗胆碱能药物、肌肉松弛剂和利尿剂)、饮食调节(适量纤维摄取、液体摄入>1.5 L/d、避免过量咖啡因和山梨醇、规律进食时间等)、腹部按摩、灌肠、生物反馈疗法、栓剂或软化剂、手术治疗等[6]。电刺激疗法作为新兴的治疗NBD方法，已经越来越受到关注。通过电刺激重建肠道功能，包括体外皮肤电极和体内植入电极(肠壁、盆神经、骶神经(前)根、脊髓圆锥等)，重建SCI后盆腔器官排泄功能[7]。本文综述了国内外关于电刺激疗法治疗SCI后NBD的文献报道，希望能给临床NBD的治疗带来思路。

1 骶神经刺激

骶2至骶4神经根对于膀胱及肠道功能调节尤为重要。骶神经刺激疗法(sacral nerve stimulation, SNS)是一种有效且较广泛接受的治疗方式[8]，该治疗将神经刺激器植入体内，刺激强度需超过运动神经元兴奋阈值且不引起疼痛。由于个体间存在较大差别，刺激参数因人而异，有研究表示，电压1～10 V，频率 10～25 Hz，波宽 210 μs的参数设置适合大多数患者[7]。刘浩等[9]为了研究不同电压的骶神经刺激对SCI大鼠肠道的影响，应用不同刺激电压1 V、2 V、4 V、8 V分别作用于SCI大鼠的骶神经根,结果发现不同电压的骶神经刺激均能够改善SCI大鼠肠道功能障碍，其中4 V最明显。

Sadowsky综述SCI的电刺激治疗时，提到了神经控制型VOCARE系统，该系统是一个植入式的功能性电刺激装置，可以帮助SCI患者的膀胱控制以及一定程度上辅助肠道控制。该装置包括一个外部控制器和发射器，以及可植入的接收-刺激器和电极，电极放置在骶神经根(S2—4)来刺激膀胱/肠道以及尿道/肛门括约肌的收缩。大多数患者反映，植入式功能性电刺激可以增强肠道排空，使排便所需的时间大大缩短[10]。研究发现SNS可以减少一些不完全SCI患者的NBD[11-13]，大体上，在刺激过程中，非随意肠道运动的数量减少。但SNS对肛门直肠生理学上的影响是有矛盾的，一些研究发现肛门生理学测试中有改善，而另一些研究发现并无明显作用[14-16]。Creasey等[17]在S2—4神经根植入神经假体，1年随访发现患者的排尿能力改善，排便时间减少。Thomas等[18]认为骶神经刺激疗法具有低创、高效的特征，适用于SCI后便秘患者。白春宏等[7]综述并肯定了植入式骶神经电刺激治疗对治疗SCI后肠道功能障碍的大便失禁和便秘有较好的效果。

尽管骶神经刺激对不完全性SCI患者而言是有效的，但是对完全性SCI患者似乎并没有效果[1]。其有效性很大程度上取决于电极放置的位置是否准确，在一些案例中，由于一些原因(比如骶骨畸形)，电极会放置失败[8]。

2 骶神经前根刺激

Brindley等[19]曾运用骶神经前根刺激(sacral anterior root stimulator,SARS)控制SCI患者的神经源性膀胱[19]。切除L4—S2的椎板，打开硬脊膜，分离S2—4(或S5)的脊髓前脚和背脚，然后刺激前根，由于神经支配，骶神经前根刺激也会促进末端结肠和直肠蠕动，减少了直肠乙状结肠的传运时间，并且增加排便频率，显著减少排便时间[20-23]。

美国成年SCI患者神经源性肠道功能障碍的处理指南提到Brindly型骶神经前根(S1—4)刺激可用于诱发排便。刺激时直肠和括约肌同时收缩，刺激停止后，肛门外括约肌立即舒张，直肠则缓慢松弛，从而引起自发性排便。该排便方式较反射性排便更快，也更易控制[24]。研究发现SARS改善了一些完全性SCI患者的肠道功能。但有一个缺点是，在刺激时会同时引起肛门括约肌的收缩，这会阻止刺激过程中肠道的直接排空。在这个过程中，也会出现一些并发症，包括感染和植入的技术问题[25]。

3 外周神经电刺激

3.1生殖背神经刺激 除以上电刺激外，生殖背神经刺激(dorsal genital nerve stimulation,DGNS)也可减少大便失禁。女性阴部神经是混合运动和感觉的神经，发自于S2—4，背侧分支有传入纤维，且容易在外周获得。该刺激是使用1个电池供电的手持刺激器，采取单相恒流脉冲，脉冲持续时间200 s，脉冲20 Hz。一块电极(20×10 mm)放置在阴蒂处，为正极；另一块电极(直径32 mm)放置在右侧大阴唇横向2～3 cm处[1]。Worse等[26]对7例完全性SCI患者(平均损伤时间为19年)开展生殖背神经电刺激疗法，刺激强度为2倍阈值。结果发现，该刺激对减少直肠横截面和直肠压力-横截面关系有即时效果。有研究证实，对阴部神经病变、先天大便失禁的患者，生殖背神经刺激可以减少大便失禁[27-28]。一些预实验研究生殖背神经刺激对完全性SCI患者肛门直肠运动的影响，但结果是不一致的。有研究结果显示DGNS增加了直肠顺应性[26]，但另一个研究则发现即时刺激过程中，直肠顺应性减小了[29]。

3.2胫后神经电刺激 有研究发现胫后神经刺激(posterior tibial nerve stimulation,PTNS)可能对大便失禁的症状有改善效果。胫后神经刺激一开始是用于膀胱功能障碍，但是发现胫后神经刺激也改善了其中一部分患者的大便失禁。在胫后神经的研究中，将自粘的表面电极或电极针放在内踝处，地面电极放置在同侧腿上；设置脉冲宽度是0.2 ms，频率为10 Hz或20 Hz，振幅小于10 mA。Mentes等[30]报道了PTNS改善了2例不完全SCI患者大便失禁的情况。但是一个随机多中心实验发现，总体上PTNS对神经源性大便失禁或肛门直肠的生理功能并无显著影响[31]。

4 膀胱内电刺激

膀胱内电刺激(intravesical electrical stimulation)可以被用来改善膀胱功能障碍,一般只用在尚存一些功能的，包括膀胱与皮质间的传入纤维是完整的，以及逼尿肌仍然可以收缩。对于不完全SCI患者以及有慢性神经源性尿潴留的患者，37.2%对经膀胱电刺激有反应，并且83.3%再次体会到膀胱充盈感[32]。膀胱及内、外肛门括约肌跟相同的背根神经节相联系，两者相互影响，膀胱内电刺激可刺激背根神经节，通过神经元之间的连接及中枢输入，调节肠道及内、外肛门括约肌的运动。

有研究表明，随着膀胱功能的明显改善，大便失禁的状况明显减少。膀胱内电刺激可降低脊柱裂患儿的大便失禁发生率，提高肠道控制能力，但每日肠道运动数量未有明显改变[33]。膀胱内电刺激疗法操作简单方便且高效，适用于SCI后的大便失禁人群，但疗程偏长。该疗法通过改善C纤维功能，刺激膀胱影响背根神经节，再通过神经元之间的连结及中枢的输入，影响肠道及内、外肛门括约肌的活动，进而改变肠道的习惯，提高肠道的控制能力[34]。有研究表明通过经膀胱内电刺激疗法治疗后，75%患儿的大便失禁率减少了50%以上[33]。

5 其 他

5.1电针 SCI后，也许可以考虑电针刺激改善肠道功能障碍。Liu等[35]为了研究电针对外伤性SCI后肠道和膀胱功能障碍的影响，给14例患者做电针治疗(前4周每周治疗5 d，每天1次；而后的4周每周3 d，隔天1次)，随访6个月。结果发现电针有助于患者恢复正常排泄能力，并且这些效果在随访期间依然维持。per2是结肠运动生物节律性的分子基础之一，参与调控结肠运动节律的周期和振幅。per2基因控制神经型一氧化氮合成酶(nNOS)基因的周期性转录-翻译，直接影响周围平滑肌，mRNA和nNOS mRNA对结肠节律性收缩起重要作用。朱毅[36]等研究针刺干预SCI肠道功能障碍生物钟基因的作用机制，认为电针足三里很可能作为外界刺激和改变per2基因周期性变化，影响nNOS基因的周期性转录-翻译，从而促进结肠节律性收缩。Guo等[37]为了研究电针刺激足三里对结肠活动以及神经型一氧化氮合成酶(nNOS)表达的影响，将30只鼠平均分为假手术组、模型组和电针组，给予活性碳，记录第一次出现黑便的时间，并运用免疫组织化学、实时聚合酶链反应和免疫印迹分析来评估nNOS免疫反应细胞、nNOS信使核糖核酸(mRNA)和蛋白质的变化，结果发现电针刺激足三里可能通过下调结肠nNOS表达，减少了SCI鼠排便时间，改善了神经源性肠道功能障碍。Cheng等[38]研究了电针对SCI鼠结肠Per2表达的肠道运动日常节律性和昼夜节律的影响，发现电针减少了排便时间、增加了干燥便的重量，并改变了肠道运动的日常节律性以及增加了SCI鼠结肠Per2表达的昼夜节律。

5.2经皮神经电刺激 经皮神经电刺激疗法(transcutaneous electrical nerve stimulation，TENS)是将特定的低频脉冲电流通过皮肤输入人体以治疗疼痛的电疗方法。TENS疗法与传统的神经刺激疗法的区别在于：传统的电刺激主要是刺激运动纤维；而TENS则是刺激感觉纤维，一般用于解决SCI后慢性神经性的疼痛、痉挛等问题。不过Balcom等[39]发现低强度治疗性经皮电刺激可增加脊髓脊膜膨出患者的膀胱容量，并改善膀胱、肠道控制能力。研究表明，穿戴腹部嵌入式电极进行腹壁肌肉的电刺激可以减少结肠转运时间和总肠护理时间[40-41]。Cochrane的一篇系统综述经皮电刺激对儿童便秘的治疗，由于对结果的评估并不是确定的，所以对TES治疗便秘的有效性和安全性没有给出可靠的结论[42]。

5.3干扰电刺激 Kajbafzadeh等[43]利用经皮干扰电疗法可有效降低括约肌的压力及肠道肛门抑制反射，增加排便次数，从而改善脊髓脊膜膨出患儿的便秘症状。该疗法通过刺激腹部皮肤的神经纤维，激活肠道内、外的交感、副交感神经纤维，调节神经网络中控制肠道功能的骶反射，改善腹痛、腹胀的症状。廖曼霞[44]研究发现，干扰电疗法能够有效改善SCI患者的肠道功能，可以帮助患者在短时间内排出大量粪便。干扰电疗法的放置方法与疗效密切相关，电极交叉对置于左半结肠和直肠的腹部体表位置时能够取得较好的治疗效果[45]。

5.4经直肠电刺激 Palmer等[46]发现经直肠电刺激疗法通过提高肠道控制能力，增强便感，减少肠道运动，从而减少脊髓脊膜膨出儿童的排便次数，降低患者的尿布使用率,该疗法耐受性好、创伤小，适用于SCI后大便失禁患者[34]。

5.5夜间阈值电刺激 Walker等[47]对脊柱裂患儿实施腰肌、臀中肌或股四头肌夜间阈值电刺激，结果发现在肌肉力量、步态和肠道控制上稍有改善，然而并不能提高整体的身体活动功能。

6 小 结

SCI后，随着肠道部分或完全失神经支配，肠道的生理状况发生改变，出现了失禁、便秘等并发症，若不能及时纠正，则会发生更严重的病理改变[48]。国内外已经认识到SCI后NBD对患者生存质量的严重影响，陆续制定出SCI或外科专科对NBD的诊断、治疗指南，也出现了电刺激治疗NBD的相关研究，但大多数的文献报道只是少数患者的病例报道和回顾性研究，随访时间较短，未设计对照组、安慰剂组，缺乏高质量的对照试验。在这些研究中，SNS和SARS的效果较为肯定，能够为SCI后NBD带来希望；而外周神经电刺激、膀胱内电刺激等虽然有研究结果证实有效，但是高质量的实验并不多；经直肠电刺激、经皮电刺激等方式治疗NBD更是鲜有报道。但是也能发现国内外都在积极寻求电刺激治疗NBD的方法，比如电针刺激足三里的研究，结合了中国传统针灸医学的精粹，并进行分子生物学的研究，期待未来有更多的探索。

未来为了进一步验证电刺激疗法对SCI后神经源性肠道功能障碍的治疗效果，还需开展大样本量的、设计更完善的随机对照试验研究。对电刺激治疗的作用机制、适应证、刺激参数的确定、统一疗效评价的标准等方面还需进一步研究。

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