何为意识障碍?
意识障碍(disorders of consciousness, DoC)是指各种严重的神经系统损伤导致意识状态的改变,包括昏迷,植物状态和微意识状态[1]。DoC的发病机制目前仍不明确,一般认为完整的上行网状激活系统-丘脑-皮质和皮质-皮质环路是意识存在的必要条件。此外,中央丘脑、额叶和枕叶皮质组成的神经环路在该网络中起到关键作用。严重的脑损伤影响该环路的调节功能,可导致患者出现严重而持续的DoC,严重影响生存质量,增加患者家庭和社会负担[2]。
神经调控技术
近年来研究结果显示,神经调控技术作为一项新兴技术,对昏迷患者促醒有一定的治疗效果。神经调控技术分为中枢和外周神经调控,侵入性和非侵入性神经调控技术,其中正中神经电刺激median nerve stimulation, MNS)作为非侵入性外周神经调控技术,诸多研究者指出其对于DoC患者有促醒作用[2],但确切机制尚未明了。
正中神经解剖
正中神经(median nerve,C6~T1)起自臂丛,由来自外侧束的外侧根与来自内侧束的内侧根合并而成,沿肱二头肌内侧沟伴肱动脉下降至肘窝,穿过旋前圆肌,在前臂正中于指浅、深屈肌之间下行抵达腕部进入腕管,在掌腱膜深面达手掌。正中神经在臂部一般不发分支,在前臂发出肌支,支配除肱桡肌、尺侧腕屈肌和指深屈肌尺侧半以外的前臂所有屈肌。在手掌近侧部发一粗短的肌支即正中神经返支,行于桡动脉掌浅支的外侧并进入鱼际,支配除拇收肌以外的鱼际肌。在手掌发出数支指掌侧总神经,每1指掌侧总神经下行至掌骨头附近,又分为2支指掌侧固有神经,循手指相对缘达指尖。支配第1、2蚓状肌,并分布于掌心、鱼际、桡侧3个半指的掌面及其中节和远节指背的皮肤。
MNS治疗方法
MNS多选取利手,定位前臂前面正中神经,用酒精进行该区域皮肤清洁,将一电极片放置于腕横纹上2cm处,另一电极片放置于大鱼际处,施加直流电刺激。治疗参数一般为电流强度10~20mA(刺激强度以大鱼际肌轻度收缩为宜),频率40 Hz ,刺激脉冲300 ms,持续时间20~30 s/min,每天持续治疗时间在8 h左右,治疗周期为2周一个疗程[2]
MNS促醒疗效研究
多项临床研究发现正中神经电刺激对昏迷患者促醒的疗效明确。
薛亮等选择NICU的重型颅脑损伤患者进行MNS治疗, 2周后GCS评分有明显提高。一项RCT试验中,患者接受为期两周的MNS治疗后发现,损伤后6个月MNS组患者意识恢复比例相较对照组高15.66%,差异具有显著性。GCS、CRS-R、DRS评分的改善在MNS组中效果相对更好[3]。另有研究报道,MNS治疗2周后,患者平均GCS评分有所提高,但差异无统计学意义。随后6个月的跟踪报道显示,MNS组患者意识恢复比例更高,且植物状态比例相较对照组更低[2]。其中,恢复意识的患者FIM评分MNS组相比对照组更高[3]。此外,另有研究报道用SPECT-CT检测重型颅脑损伤昏迷患者行MNS前后脑血流灌注变化情况,治疗后患者脑血流灌注明显增加,GOS评分也有显著提高[4]
MNS促醒的潜在机制探索
1、促进相关神经递质的释放。MNS激活上行网状激活系统(ARAS)的神经元,增强正中神经通路棘突成分的突触。经过丘脑中继,刺激蓝斑释放去甲肾上腺素、前脑基底核释放乙酰胆碱、中脑及下丘脑释放多巴胺、下丘脑外侧区释放食欲素-A蛋白(orexin-A)并增加食欲素受体(receptor OX1R)表达以达到唤醒作用[5]。其中,食欲能系统最重要的功能之一是通过刺激下丘脑-皮层通路直接调节睡眠/觉醒状态。
2、增加脑血液灌注。MNS治疗后血流灌注增高区域主要分布在双侧感觉运动区域、丘脑、枕叶皮质、顶上小叶等区域[4]。MNS治疗时,SPECT检测发现DoC患者脑血流量增加,神经递质代谢增强,视追踪,言语功能改善,可完成握手等简单指令,有利于缩短其昏迷时间,改善认知功能。此外,MNS在单侧外周电刺激的同时,可在颅内产生双侧反应,SPECT表现为双侧感觉运动皮层均出现血流灌注升高的趋势,且上肢及手部功能区最为显著。
3、增加脑源性神经营养因子分泌,使更多神经元得以存活。神经营养因子是神经可塑性的关键因子,可将不活跃或受伤的突触转化为活跃突触,改善突触功能,增强意识水平。
4、正中神经与尺神经之间存在交通支,对正中神经进行电刺激,其兴奋效应可扩散至尺神经,因此具有双重刺激效应。此外,内关穴区的肌肉由正中神经支配,针刺内关穴可直接刺激到正中神经干,而中医认为内关穴为治疗昏迷的主要穴位之一,因此认为MNS对昏迷患者有促醒作用[6]。
5、MNS可激活丘脑和皮层之间的投射。正中神经是中枢神经系统的外周门户,MNS通过刺激正中神经将神经冲动传导至脊髓、脑干、丘脑及大脑皮层,达到改善脑血流、提高皮层兴奋性的作用[7]。可有效减少坏死神经数量,改善病变区血液供应,挽救濒临失去功能的神经元,促进脑组织自我修复和神经功能恢复从而达到促醒的目的。
综上所述,MNS作为一项康复新策略,在改善DoC方面有一定的效果,早期进行该治疗有望缩短昏迷时间,改善意识状态,促进患者康复。此外,MNS作为一种非侵入性、费用低廉、易操作的周围神经电刺激技术,不良事件发生率较低,与其他侵入性治疗相比,不涉及颅内机械性损伤与并发症,也不会影响常规治疗,其应用前景广阔。未来的研究应进一步深入探究MNS在促醒中的作用机制,并不断拓展更广泛的疾病适应症,完善并规范其临床应用。
[1]杨艺, 谢秋幼, 何江弘, et al. 《慢性意识障碍诊断与治疗中国专家共识》解读 [J]. 临床神经外科杂志, 2020, 17(06): 601-4+10.
[2]LEI J, WANG L, GAO G, et al. Right Median Nerve Electrical Stimulation for Acute Traumatic Coma Patients [J]. Journal of Neurotrauma, 2015, 32(20): 1584-9.
[3]WU X, XIE L, LEI J, et al. Acute traumatic coma awakening by right median nerve electrical stimulation: a randomised controlled trial [J]. Intensive Care Medicine, 2023, 49(6): 633-44.
[4]王广斌, 谢丽君, 吴贵平, et al. 右正中神经电刺激对重型颅脑损伤患者脑血流灌注影响的SPECT-CT观察 [J]. 临床神经外科杂志, 2014, 11(02): 137-9.
[5]FENG Z, ZHONG Y-J, WANG L, et al. Resuscitation therapy for traumatic brain injury-induced coma in rats: mechanisms of median nerve electrical stimulation [J]. Neural Regeneration Research, 2015, 10(4): 594.
[6]闫丽萍 汪. 内关-心脏短反射的双向效应及其联系途径的研究 [J]. 上海针灸杂志, 2000, 03): 32-5.
[7]马超. 神经调控在昏迷患者促醒中的研究进展 [J]. 中山大学学报(医学科学版), 2021, 42(04): 487-93.
专家简介
叶祥明
二级教授 主任医师 博士后流动工作站导师 博士生导师
浙江省康复中心 主任
浙江省人民医院康复医学科 主任
杭州医学院康复学院 院长
浙江省康复与运动研究所 常务副所长
杭州医学院康复研究所 所长
中国康复医学会副秘书长兼常务理事
中国医师协会康复医师分会常务委员
浙江省康复医学会常务副会长兼秘书长 (法人代表)
浙江省卒中学会副会长兼康复分会会长
中国康复医学会治疗专业委员会副主任委员
中国康复医学会颅脑外伤康复专业委员会副主任委员
中国康复医学会神经康复专业委员会副主任委员
浙江省康复医学质量控制中心常务主任
国家区域医疗中心浙江省重点培育专科带头人
数智化康复装备浙江省工程研究中心常务副主任
浙江省重点学科神经康复学带头人
浙江省重点学科中西医结合神经康复学带头人
浙江省临床重点专科带头人
浙江省重点专科中医康复学带头人
中国康复医学会最美医师获得者
浙江省康复医学会突出贡献获得者
主编专著8部,副主编5部,主审4部,主持国家级课题3项,浙江省重大课题1项,省部级课题5项,发表学术论文178篇,其中SCI 38篇。
专家门诊时间:每周二上午(点击即可预约)
作者简介
方春意 物理治疗师
硕士毕业于上海体育大学运动康复学专业,参与课题多项,发表论文数篇,擅长常见神经疾病和肌骨疾病的康复评定与治疗。
科室介绍
浙江省人民医院康复医学科是省内综合医院中建科最早、人才最全、技术力量雄厚,设备仪器先进,社会效益最好的康复医学科之一,综合实力居国内领先水平。同时是国家区域医疗中心浙江省重点培育专科、浙江省医学(创新)重点学科、浙江省临床重点专科、浙江省中医药(中西医结合)重点学科、浙江省中医药重点专科、院级重中之重学科,是浙江省康复中心、数智化康复装备浙江省工程研究中心、浙江省康复与运动医学研究所、杭州医学院康复学院、杭州医学院康复研究所、浙江省康复医学质量控制中心以及浙江省康复医学会常设办公地点,长三角康复联盟首任主席单位,浙江省康复专科联盟主任委员单位,省内唯一一家国家卫健委康复治疗师规范化培训基地、中国康复医学会国家级综合性培训基地。
科室设7大康复病区(重症康复病区、脑部损伤康复病区、综合康复病区、脑血管意外康复病区、意识障碍康复病区、脊柱脊髓康复病区、神经肿瘤康复病区),以及康复治疗部、康复门诊及高压氧中心,床位总数达321张。以神经康复和骨关节康复为主攻发展方向,近年来开始开展神经重症、心肺重症康复,各类疾病的早期康复,并在这些领域积累了丰富的临床经验。率先在国内、省内开展了生物反馈技术,神经促通技术,异常步态的神经阻滞技术,机器人及外骨架减重步态训练,失语、失认、失用症的电脑辅助诊断与治疗技术,认知障碍的高级脑功能训练技术,神经源性膀胱功能障碍的微创造瘘等。在神经损伤修复与再生、运动康复机制、认知言语行为康复机制、意识障碍促醒机制、重症康复的分子生物学机制、人工智能主动康复技术等研究领域获得了大量成果。康复治疗场地环境舒适,设备齐全。拥有世界先进的双下肢康复机器人、经颅磁刺激治疗仪、经颅直流电刺激治疗仪、基于主动想象的上下肢运动康复系统、肌电生物反馈治疗仪、虚拟情境互动康复训练系统、等速肌力测试训练仪、功能性近红外光谱技术、多通道持续脑电监测等一系列先进康复仪器,助力患者早日康复。
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图文 |方春意
编辑| 徐聪
初审 | 闻万顺
终审 | 叶祥明