《Spinal Cord》:Cardiovascular effects of transcutaneous spinal stimulation in persons living with and without spinal cord injury
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本研究为病例对照系列(case-control series),旨在探讨经皮脊髓刺激(transcutaneous spinal stimulation, TSS)在伴与不伴脊髓损伤(spinal cord injury, SCI)个体直立位应激过程中的心血管
本研究为病例对照系列(case-control series),旨在探讨经皮脊髓刺激(transcutaneous spinal stimulation, TSS)在伴与不伴脊髓损伤(spinal cord injury, SCI)个体直立位应激过程中的心血管效应。研究在实验室环境中开展。11名颈段SCI个体与10名无SCI个体参与本研究。在直立位应激(10 min水平位、10 min直立位)期间测量基线收缩压(systolic blood pressure, SBP)与心率(heart rate, HR)。该过程在直立位施加TSS(阴极位于T7/T8或T11/T12)后重复,随后在水平位继续施加TSS 2 min。采用线性混合模型对各组及各实验条件下的SBP和HR进行比较。结果发现,直立位无TSS时,非SCI组SBP升高而SCI组SBP降低(均差?19.8 mmHg [95% CI, ?33.6 to ?6.0])。直立位施加TSS时,SCI组SBP升高,与非SCI组表现相似(T7/T8: ?6.6 mmHg [?20.4 to 7.3];T11/T12: 2.5 mmHg [?11.3 to 16.3];非SCI ? SCI)。在合并体位性低血压(orthostatic hypotension, OH)的SCI参与者中,T11/T12位点TSS使直立位SBP下降幅度受限,为25.8 mmHg [5.0 to 46.6]。水平位施加TSS时,SCI组SBP升高(T7/T8: 24.7 mmHg [16.8 to 32.6];T11/T12: 27.2 mmHg [19.3 to 35.1])。研究结论为:T11/T12位点脊髓刺激改善了SCI患者的OH。然而,在水平位施加TSS同样可升高SBP,这一现象对其临床应用构成警示。未来针对SCI人群的研究应探索TSS诱导上述SBP效应的潜在机制。
脊髓损伤(spinal cord injury, SCI)可破坏自主神经系统,导致血压和心率调节功能紊乱。颈段或高位胸段SCI患者常出现严重的心血管自主神经功能障碍,其中体位性低血压(orthostatic hypotension, OH)是常见表现,严重影响患者的生活质量并伴随晕厥、头晕、乏力等症状。目前针对SCI相关OH的治疗策略,如增加液体和盐摄入、加压袜、腹带及米多君等药物,效果有限或存在不良反应风险。电刺激脊髓被认为是潜在替代方案,经皮脊髓刺激(transcutaneous spinal stimulation, TSS)因无创、简便、安全而具有优势。本研究旨在探讨T7/T8和T11/T12两个阴极位点TSS在直立位应激中对伴与不伴颈段SCI人群心血管功能的影响,并评估其在水平位应用时对收缩压(systolic blood pressure, SBP)的安全性影响。
研究人员从Neuroscience Research Australia及其脊髓损伤研究中心维护的志愿者数据库中招募参与者,最终纳入11名颈段SCI个体和10名无SCI对照个体。实验采用倾斜床或电动轮椅进行直立位应激,通过Human NIBP Nano System连续无创监测手指血压和心率,使用恒流刺激器(DS8R, Digitimer, UK)施加TSS:以3 cm圆形阴极置于T7/T8或T11/T12棘突间隙,两个5 cm×10 cm矩形阳极置于双侧髂前上棘向髂嵴方向;采用30 Hz、1 ms单相脉冲串。通过肌电图(electromyography, EMG)确定脊髓运动诱发电位阈值,并用超声评估TSS是否诱发腹肌收缩。研究人员采用线性混合模型分析不同组别、实验条件和体位对SBP、心率的影响。
**收缩压:非SCI组与SCI组比较**
无TSS直立位时,SCI组平均SBP较水平位降低,而非SCI组升高,组间差异为?19.8 mmHg(95% CI, ?33.6 to ?6.0)。施加TSS后,两组直立位SBP变化趋于一致(T7/T8: 组间差?6.6 mmHg [?20.4 to 7.3];T11/T12: 2.5 mmHg [?11.3 to 16.3])。SCI组内比较显示,TSS使直立位SBP较无刺激升高14.8 mmHg(T7/T8)和19.0 mmHg(T11/T12)。最低SBP的分析结果与平均SBP趋势基本一致。
**收缩压:合并OH与未合并OH的SCI参与者比较**
无TSS时,合并OH的SCI参与者在直立位时最低SBP大幅下降,组间差为?36.8 mmHg([?56.8 to ?16.8])。T7/T8刺激时组间差为?28.8 mmHg([?46.6 to ?8.0]),T11/T12刺激时缩小至?17.6 mmHg([?37.6 to 2.4])。在合并OH的SCI参与者中,T11/T12位点TSS将直立位SBP下降幅度限制25.8 mmHg([5.0 to 46.6]),效应最为显著。
**收缩压:水平位TSS对SCI参与者的影响**
与水平位无刺激相比,SCI组在水平位接受TSS的2 min内SBP显著升高,T7/T8位点升高24.7 mmHg([16.8 to 32.6]),T11/T12位点升高27.2 mmHg([19.3 to 35.1])。
**心率**
直立位应激对心率的影响在SCI组与非SCI组之间相似,TSS未对两组心率产生显著影响。
**其他因素**
SCI组TSS串刺激强度高于非SCI组(T7/T8: 42.3 mA vs 30.0 mA;T11/T12: 41.8 mA vs 30.5 mA)。SCI组中11人以SBP升高20 mmHg作为确定刺激强度的决定因素,非SCI组中10人以疼痛评分7/10为决定因素。T7/T8位点TSS诱导腹肌收缩在SCI组更常见(7/11 vs 3/10),T11/T12位点两组相似(4/11 vs 4/10)。探索性分析提示出现腹肌收缩的SCI参与者直立位SBP改善幅度更大,但估计精度有限。
讨论部分总结指出,T11/T12位点TSS可使SCI患者的直立位血压反应接近非SCI人群,T7/T8位点亦有改善但效果较弱。TSS对非SCI组血压无影响,对两组心率均无影响,且耐受性良好,未见严重不良事件。血压在刺激期间快速升高、停止后恢复,表明TSS可提供快速、可逆的升压效应。可能的机制包括传入刺激触发的交感反射激活、腹肌收缩增加腹内压促进静脉回流、以及下肢肌肉泵效应,研究结果最支持传入介导的自主神经激活机制。此外,部分参与者出现尿意或盆腔不适,提示膀胱或盆腔组织受刺激也可能参与升压反应。研究人员特别警示,水平位施加TSS可导致SBP显著升高,存在诱发高血压的风险。研究局限性包括倾斜床与电动轮椅两种直立位方式混用、样本量有限及全部SCI参与者均为男性。
研究结论为:在T11/T12位点施加TSS可改善SCI患者的OH,但水平位施加TSS应谨慎使用,因其可能诱发血压过高。未来研究应明确TSS对SCI人群血压的作用机制及累积剂量效应。