正中神经电刺激用于昏迷促醒的研究进展

刘梦洋，杨俊生，梁矗，杨嫚

(1.西安医学院，陕西 西安；2.陕西省人民医院康复医学科，陕西 西安)

0 引言

昏迷是高级神经活动严重受抑制的一种临床表现，其特点表现为意识丧失，对各种刺激失去正常反应，随意运动和感觉丧失[1]。对昏迷患者的促醒治疗原则为：针对昏迷病因和并发症治疗，促进患者意识神经网络恢复重建的治疗[2]。目前的促醒技术有以下几个方面：①药物治疗：作用于多巴胺能系统和谷氨酸能系统，如金刚烷胺、多巴丝肼、盐酸纳洛酮等；②高压氧治疗：高压氧治疗可改善脑组织缺血缺氧症状，改善脑水肿，利于神经修复[3]；③神经电刺激及感觉刺激治疗：神经电刺激包括正中神经电刺激、脑深部电刺激[4]、经颅重复磁刺激[5]等，感觉刺激包括话语、情感、音乐等刺激；④中医针刺治疗：可选择“醒脑开窍”等穴位进行针刺手法刺激[6]。国内外已有大量的研究证实MNS具有良好的促醒作用[7]。

1 正中神经解剖概述及MNS应用方法

正中神经由颈5～8与胸1神经根的纤维构成。从臂丛神经外侧索分出的外侧根和从内侧索分出的内侧根，两者共同组成正中神经，正中神经支配前臂屈侧的大部分肌肉，且穿过腕管支配手内桡侧半的大部分肌肉和手掌桡侧皮肤感觉。正中神经是中枢神经系统的“外周门户”，在中枢的支配区域占有较大面积，与身体其他部位相比，手的感觉代表区在大脑皮层占据的范围不成比例地大[8]，因此，当手部的正中神经受到电流刺激信号，可以在大脑皮层得到投射及明显的反馈，唤醒及激活受抑制的神经元及上行网状激活系统(ascending reticular activating system，ARAS)，从而产生较为显著的治疗效果。

MNS应用刺激方法：在右前臂腕横纹上方2cm处定位正中神经，局部皮肤酒精消毒后帖皮肤电极，施加直流电刺激。MNS用于治疗昏迷时的设置参数如下：采用不对称方波，波宽300ms，刺激强度10-20mA，频率40Hz，每分钟工作20s，静息40s。每日行MNS治疗8h为宜。石艳红等人[9]对右正中神经电刺激用于脑外伤后昏迷患者的促醒治疗参数研究显示：当治疗参数设置为200μs、50Hz时，改善患者的昏迷状态及促进昏迷患者觉醒状态的疗效最为显著。

2 正中神经电刺激用于昏迷促醒

由于各种原因造成的不同程度的脑损害所致的昏迷或植物状态，一直是尚未完全解决的医学难题。造成患者昏迷的因素较多且机制复杂，其预后与损伤的程度、损伤部位、发病时间等各种因素密切相关。多年来，正中神经电刺激作为一种安全、廉价、无创的治疗方法被用于昏迷患者的神经促醒。

2.1 创伤性颅脑损伤所致昏迷的促醒

1999年，第一篇关于MNS治疗急性昏迷的文章发表：Cooper JB等学者[10]应用MNS治疗急性闭合性颅脑损伤昏迷。将6名因脑外伤所致昏迷的患者分为两组，随机接受MNS治疗或假刺激，结果表明：MNS组恢复更快，伤后1个月在重症监护病房住院时间更短，格拉斯哥昏迷量表(Glasgow coma scale，GCS)和格拉斯哥预后量表(Glasgow outcome scale，GOS)评分有所改善。Lei及其同事[11]设计的随机双盲对照试验中，对右正中神经电刺激(rightmedian nerve electrical stimulation，RMNS)的有效性及安全性进行研究，将437例重型颅脑损伤后昏迷患者根据他们的出生日期分配到RMNS治疗组或对照组，实验数据结果提示：接受RMNS治疗的患者平均GCS增加更快，苏醒的比例明显更高，对于那些恢复意识的患者，RMNS治疗组的功能独立性量表(function independent measure，FIM)评分较高，且没有发现与RMNS治疗相关的特殊并发症。2017年7月，由上海交通大学医学院附属仁济医院神经外科牵头，亚洲多家医院参与的亚洲昏迷电刺激试验(Asia Coma Electrical Stimulation，ACES)的技术路线，ACES试验是一项前瞻性的、亚洲多中心的随机对照试验，旨在检验为期14天的RMNS在急性创伤性颅脑损伤昏迷患者中的有效性和安全性[12]。参加试验的患者被随机分配到刺激组或非刺激组。该实验研究结果提示：RMNS作为一种廉价、简单、安全、非创伤的治疗手段在前期试验中显示出了其较为理想的促醒疗效。

2.2 脑卒中因素所致昏迷的促醒

陶敏等[13]应用右正中神经电刺激对82例大面积脑梗死意识障碍患者进行观察治疗，观察组的GCS评分明显高于对照组(P＜0.05)，说明右正中神经电刺激对大面积脑梗死意识障碍患者促醒治疗有积极影响。陈加富[14]探究早期正中神经电刺激对高血压脑出血后昏迷患者的促醒效果及远期康复结果，纳入41例高血压脑出血性昏迷患者分为对照组及实验组，通过脑电图评分、脑电活动分级等四个指标来评估患者的神经外科重症监护室住院日及治疗6个月后的清醒率，实验结果显示：早期正中神经电刺激可减少患者的监护室住院日，改善其脑电活动，改善近远期的预后，提高患者的生存质量，是一项值得临床推广的促醒辅助治疗措施。

2.3 其他因素所致昏迷的促醒

温剑锋等人[15]对60例中、重度弥漫性轴索损伤昏迷患者进行研究，分析右正中神经电刺激在弥漫性轴索损伤治疗中的应用效果，在治疗1个月和4个月之后对患者进行评分，应用右正中神经电刺激组临床疗效的优良率显著升高，结果提示：右正中神经电刺激对早期中、重度弥漫性轴索损伤患者促醒治疗效果较明显，可提高弥漫性轴索损伤治疗的有效率。阮立新等人[16]应用右正中神经电刺激对神经外科重症监护病房的不同昏迷原因患者进行促醒治疗，将患者随机分为对照组及治疗组，通过评估患者发病后6个月的GCS评分、GOS评分及残疾评定量表(disability rating scale，DRS)，得出结论：右正中神经电刺激辅助治疗神经外科重症监护病房的昏迷患者，是昏迷早期非常有效的促醒手段，可明显缩短重症患者接受重症监护的治疗时间，有利于改善患者的预后。

3 正中神经电刺激用于昏迷促醒的机制

正中神经电刺激用于昏迷促醒的机制尚未完全研究清楚，目前可能机制有以下几个方面：第一，上行网状激活系统(ARAS)[17]。ARAS在维持唤醒状态方面起着重要作用，通过丘脑层内核团中的兴奋性中继将脑干的网状结构与大脑皮层连接起来[18]。MNS可直接使ARAS兴奋[19]，从而能促进觉醒。第二，与神经营养因子有关，如神经生长因子和脑源性神经营养因子。神经营养因子在神经可塑性中起重要作用[20]，可能促进突触重塑和受体表达或激活的变化。RMNS可能会提高神经营养因子的浓度，使更多的神经元存活，加速昏迷患者的恢复[21]。第三，刺激正中神经时脑血流量增加和脑细胞中神经递质代谢增强，从而促进了昏迷患者的复苏[22]。王振宇等人[23]通过监测昏迷患者的大脑中动脉血流平均血流速度及局部脑血流量发现：正中神经电刺激有助于提高昏迷患者的脑血流量和脑血流速度，改善昏迷症状，利于恢复意识，提高临床疗效。第四，RMNS可能激活丘脑和皮层之间的投射，利于去除皮质抑制[24]。陈祢等人[25]利用BOLD-fMRI技术证实了RMNS促醒治疗能激活右手运动及感觉功能相关脑区，RMNS治疗产生的不适感引起左侧岛叶激活，兴奋脑皮质。Huo C等人[26]应用功能性近红外光谱，评估中风患者经正中神经电刺激治疗后的大脑皮质可塑性的变化，结果提示：正中神经电刺激在脑功能网络中可促进自身额前区的功能调节，通过触发患侧手的肌肉抽搐，加强患侧手的感觉运动刺激，进而可波及大脑远端皮质区域的功能重组。

4 小结

MNS因其良好的安全性、价格低廉及接受程度高等优点，目前已经被广泛应用于临床昏迷患者的促醒，对没有严格禁忌症的患者来说，昏迷早期应用MNS促醒是一个较好的选择。MNS作为一个无创的促醒技术，可在很大程度上提高昏迷患者意识程度，进而改善患者的生存质量，减轻家庭及社会负担。但是关于MNS的大样本研究较少，特别是MNS的作用机理及其作用靶点还未完全明确，需要后续更大的样本量研究、更明确的观察指标及更加深入的研究。