慢性脊髓损伤中硬膜外脊髓刺激后的长期功能恢复和即时神经肌肉易化：一项初步队列研究

《Frontiers in Neurology》：Long-term functional recovery and immediate neuromuscular facilitation following epidural spinal cord stimulation in chronic spinal cord injury: a pilot cohort study

　　

背景：硬膜外脊髓刺激（eSCS）在促进慢性脊髓损伤（SCI）运动恢复方面显示出潜力；然而，超过12个月的长期功能轨迹以及eSCS介导恢复的神经生理机制仍未被充分阐明。这项初步队列研究调查了慢性SCI患者接受eSCS联合结构化康复后24个月的功能恢复轨迹，并使用表面肌电图（surface EMG）评估了eSCS的即时神经肌肉易化效应。方法：纳入11名慢性SCI患者（中位年龄56岁；90.9%为男性；美国脊髓损伤协会损害量表（AIS）分级A-D级；中位受伤时间7年），这些患者接受了eSCS植入并完成了至少24个月的随访。在基线及术后3、6、9、12、18和24个月时评估运动评分、针刺感觉评分、巴氏指数（Barthel Index）、脊髓损伤行走指数（WISCI II）、疼痛视觉模拟量表（VAS）和世界卫生组织生活质量简表（WHOQOL-BREF）。在术后1个月时，于刺激关闭和刺激开启条件下获取双侧股直肌和胫骨前肌的表面肌电图。使用Wilcoxon符号秩检验评估纵向变化。结果：在24个月内，所有功能领域均观察到显著改善。中位运动评分从60分增至66分（Δ = +6.0，p = 0.001），巴氏指数从40分增至60分（Δ = +20.0，p = 0.001），WISCI II从5分增至13分（Δ = +8.0，p = 0.001）。疼痛VAS从6分降至3分（Δ = ?3.0，p = 0.002），WHOQOL-BREF从39分增至53分（Δ = +14.0，p = 0.001）。所有11名患者（100%）在运动功能、功能独立性和行走能力方面均超过最小临床重要差异（MCID）阈值；82%的患者达到疼痛减轻阈值。针刺感觉评分从9个月起显著改善。表面肌电图显示，在刺激开启条件下，所有参与者均出现即时神经肌肉易化，股直肌和胫骨前肌的中位易化比分别为1.24和1.14（两者p = 0.003），包括运动完全性损伤患者。结论：在慢性SCI患者中，eSCS联合结构化康复在24个月内产生了持续且具有临床意义的多领域功能改善，且恢复持续超过第一年。这些发现支持eSCS作为慢性SCI的长期治疗策略，并强调延长随访以捕捉完整恢复轨迹的重要性。

**论文解读：硬膜外脊髓刺激在慢性脊髓损伤中的长期功能恢复与即时神经肌肉易化机制**

**研究背景、问题与目的**
脊髓损伤（SCI）常导致严重且持久的运动和感觉功能障碍，显著降低日常生活活动独立性及生活质量，并伴随终身慢性疼痛负担。传统强化多学科康复虽为SCI管理的基石，但在慢性期疗效有限，功能改善常进入平台期，患者仍遗留显著长期障碍。因此，亟需能够超越常规康复能力、促进神经功能恢复的干预手段。硬膜外脊髓刺激（eSCS）作为一种有前景的神经调控干预，通过激活背根传入纤维增加脊髓回路兴奋性，在残留下行输入存在时促进随意运动输出。既往研究已证实eSCS联合康复可促进慢性SCI患者的自主运动、站立及地面行走。然而，现有研究存在若干关键空白：多数研究聚焦于短期结局（6–12个月），缺乏超过12个月的多领域功能纵向数据；eSCS介导功能恢复的神经生理学基础未与临床结局系统同步评估；且多数研究主要纳入运动完全性损伤（AIS A或B级）患者，对全损伤严重度谱系的影响描述不足。为此，研究人员开展此项初步队列研究，旨在表征eSCS联合结构化康复后24个月的功能恢复轨迹，并利用表面肌电图（surface EMG）评估eSCS的即时神经肌肉易化效应，为临床结局提供神经生理学证据。该研究发表于《Frontiers in Neurology》。

**主要关键技术方法**
本研究为回顾性观察性队列研究，样本队列来源于台湾花莲慈济医院神经外科（Buddhist Tzu Chi Medical Foundation）。纳入11名慢性SCI患者（中位年龄56岁，90.9%男性，AIS A-D级，中位受伤时间7年），均接受eSCS植入并完成至少24个月随访。关键技术包括：手术采用硬膜外片状电极置于腰骶膨大（T11-L1节段），术中透视及神经电生理监测引导定位；刺激参数个体化（脉宽200–500 μs，频率<40 Hz用于站立，50–100 Hz用于步行，振幅1.0–5.0 mA），康复方案为每周5天、每天2小时的结构化训练（下肢及躯干控制、站立、迈步、转移）。临床评估采用国际脊髓损伤神经学分类标准（ISNCSCI）运动评分（0–100）、针刺感觉评分（0–112）、巴氏指数（Barthel Index，0–100）、WISCI II（0–20）、疼痛VAS（0–10）及WHOQOL-BREF（0–100），于基线及术后3、6、9、12、18、24个月评估。表面EMG于术后1个月在刺激关闭与开启条件下记录双侧股直肌（RF）和胫骨前肌（TA）的均方根（RMS）振幅，计算易化比（刺激开启/关闭RMS），采用随机单盲交叉设计。统计分析使用Wilcoxon符号秩检验。

**研究结果**
**参与者特征**：11名患者中位年龄56.0岁（IQR 39.5–61.0），90.9%为男性，中位受伤时间7.0年（IQR 6.0–9.0），中位随访57.0个月（IQR 52.0–63.0）。AIS分级分布：A级1例（9.1%），B级2例（18.2%），C级3例（27.3%），D级5例（45.5%）。神经损伤水平：颈椎（C4–C8）6例（54.5%），胸椎（T4–T12）5例（45.5%）。中位组织桥宽度0.8 mm（IQR 0.2–2.2）。

**纵向功能结局**：所有功能领域在24个月内均显示渐进性持续改善。运动评分中位数从基线60.0分增至6个月61.0分（Δ=+1.0，p=0.002）、12个月63.0分（Δ=+3.0，p<0.001）、24个月66.0分（Δ=+6.0，p<0.001），11名患者（100%）均超过最小临床重要差异（MCID）阈值5分。巴氏指数从基线40.0分增至6个月55.0分（Δ=+15.0，p=0.002）、24个月60.0分（Δ=+20.0，p<0.001），所有患者超过MCID阈值4.7分。WISCI II从基线5.0分增至6个月8.0分（Δ=+3.0，p=0.002）、9个月起达13.0分（Δ=+8.0，p≤0.002）并维持至24个月，所有患者超过MCID阈值1分。疼痛VAS从基线6.0分降至3个月4.0分（Δ=?2.0，p=0.002）、6个月起达3.0分（Δ=?3.0，p=0.002）并维持，9例（81.8%）超过MCID阈值1.5分。WHOQOL-BREF从基线39.0分增至6个月46.0分（Δ=+7.0，p=0.002）、24个月53.0分（Δ=+14.0，p<0.001）。针刺感觉评分在3、6个月无显著变化，从9个月起显著改善（Δ=+6.0，p=0.039），持续至24个月（Δ=+9.0，p=0.012）。

**eSCS的即时神经肌肉易化效应**：术后1个月表面EMG显示，在刺激开启条件下，所有11名受试者的双侧RF和TA肌肉RMS振幅均显著高于刺激关闭条件。RF中位易化比为1.24（p=0.003），TA中位易化比为1.14（p=0.003）。代表性AIS B级患者记录显示，刺激关闭时无自主肌肉活动，刺激开启后立即出现双侧强烈肌肉激活，证明eSCS可独立于上运动神经元输入激活脊髓运动回路。

**不良事件**：1例患者因设备相关感染于6个月时移除设备并被排除，无其他严重不良事件。部分患者报告短暂感觉异常，经调整参数后缓解。

**讨论与结论**
讨论部分指出，本研究的核心发现是eSCS联合康复后功能恢复并非局限于术后早期，而是在24个月内持续累积，这与传统慢性SCI康复6–12个月平台期的认知形成对比，提示eSCS诱导的神经可塑性是随时间累积的过程。运动评分呈渐进性增长，行走能力（WISCI II）从基线5.0增至9个月起13.0（两倍以上），生活质量持续改善至24个月。感觉恢复呈现延迟模式，针刺感觉评分直至9个月才达统计学显著，可能反映感觉与运动通路重组的不同神经可塑性机制，或存在基线评分较高导致的早期天花板效应。按AIS亚组分析，所有患者均获得临床意义运动改善，运动完全性（AIS A+B）患者中位变化+6.0分，AIS C+D组改善更大，但亚组样本量极小，结论仅为探索性。疼痛减轻持续且伴随生活质量持续提升，提示疼痛缓解与功能改善共同促进患者报告的获益。表面EMG结果一致证实eSCS在所有损伤严重度中均产生即时神经肌肉易化，包括运动完全性损伤，为eSCS激活脊髓回路独立于上运动神经元输入提供了直接证据。

**研究结论**：在这项针对11名慢性SCI患者的初步队列研究中，eSCS联合结构化康复与24个月内运动、感觉、功能独立性、行走能力、疼痛和生活质量领域的渐进性和持续性改善相关，所有参与者均获得临床意义改善。表面EMG记录显示eSCS在所有损伤严重程度中均产生即时神经肌肉易化。这些结果支持eSCS作为慢性SCI可行的长期治疗策略，并强调延长随访以捕捉完整恢复轨迹的重要性。需要更大规模的多中心前瞻性研究，纳入标准化刺激方案和客观神经生理生物标志物。