神经调控技术及其临床应用

1、神经调控技术及其临床应用太和医院神经康复3病区何晓阔博士内 容神经调控概述神经调控在下功能中的应用神经调控在脑卒能康复中的应用 中枢调控 外周调控神经调控神经调控是神经介入技术在神经科学领域的高端应用，是利用植入性或非植入性技术，采用电刺激或改变患病中枢神经、外周神经或神经系统活性从而来人群的症状，提高生命质量的生物医学工程技术现代神经调控技术的应用开始于20世纪70年代，早期主要采用脑深部电刺激（DBS）治疗慢性难治性疼痛，相继出现了脊髓电刺激（SCS）、周围神经刺激（PNS 和VNS） 以及脑皮层刺激（CS）等治疗技术NeuroModulation神经调控、使用电刺激或作用于神经系统，调节

2、神经网络的功能状态2、功能性电/磁刺激技术应用范围Chronic Pain: Headache (Migraine, Cluster); Complex Regional PainSyndrome; Neuropathy; Peripheral Neuralgia; Ischemic Pain; Failed Back Surgery Syndrome; Trigeminal NeuralgiaMovement Disorders: Spasticity; Parkinsons Disease; Tremor, Dystonia;Tourette Syndrome; Camptocormia;

3、 Hemifacial Spasm; and Meige SyndromeEpilepsyPsychiatric Disorders: Depression (research summaries); ObsessiveCompulsive Disorder (research summaries); Drug Addiction (research summaries); Anorexia/Eating DisordersFunctional Restoration: Traumatic Brain Injury; Hearing Impairment ;BlindnessCardiovas

4、cular Disorders: Angina; Heart Failure; Peripheral VascularDisorders; HypertensionGastrointestinal Disorders: Painful Disorders; Dysmotility; Obesity Genitourinary Disorders: Painful Bladder Syndrome / Interstitial Cystitis;Voiding Dysfunction技术类型周围神经刺激中枢刺激技术Peripheral Nerve StimulationTranscutaneou

5、s Electrical NerveCortical Stimulation Deep Brain Stimulation Spinal Cord StimulationTranscranial Magnetic StimulationTranscranial DC Electrical StimulationStimulationVagus Nerve Stimulation Functional Electrical Stimulation Cochlear Nerve Stimulation Visual ProstheticGastric Stimulation Intestinal

6、StimulationSacral Nerve Root StimulationTranscutaneous Sacral NerveIntrathecal Drug infusion therapyIntrathecal Baclofen infusionStimulationPudendal Nerve Stimulation神经调控技术在下功能中的应用下的功能/（的功能）低压储存尿液，不反流至肾脏；不漏尿主动排尿，最小的残余尿确定排尿时，与功能协同增高降低症状主要分为三大类排尿期症状排尿后症状储尿期症状神经调控技术对储尿期功能的影响过度活动/逼尿肌不稳定/逼尿肌过度活动（尿动力检查）尿失

7、禁急迫性尿失禁夜尿增多疼痛综合征性尿失禁 混合性尿失禁非侵入性神经调控技术通过直接或间接刺激周围传入神经，调节排尿、储尿期神经环路的功能状态，从而下功能过度活动逼尿肌不稳定/逼尿肌过度活动（尿动力检查） 尿失禁 急迫性尿失禁夜尿增多疼痛综合征性尿失禁 混合性尿失禁非梗阻性尿储留强化骶神经后根传入调控下功能骶神经根电刺激技术 主要通过感觉神经传入调节传出神经活性，调节神经系统功能，部分或完全恢复正常的贮尿、排尿功能骶神经后根植入式电刺激技术功能性磁刺激技术胫后神经电刺激技术直肠电刺激技术盆底肌磁刺激、电刺激技术正常情况下，输尿管以大约1ml/min的速度、以系列喷射方式充盈 储尿期，脑桥背外侧核

8、，发出兴奋性冲动至Onufs核，引起外括约肌持续收缩，通过中间神经元抑制膀胱逼尿肌收缩1.在充盈开始时并无任何充盈感觉；随着充盈的进展，一种在盆腔或；部的、很容易被忽略的模糊感觉逐渐加深2.随着充盈增加，这种感觉变得更加明显、且不容易被忽略，此时，排尿可以自然开始（意识）；传入，并在盆神经逼尿肌内的牵张感受器A于（副交感神经）内行走，然后到达脊髓（骶髓S2S4）的外侧柱的副交感神核；Bladder-Bladder reflexl但被来自脑桥排尿中枢的下行冲动通过中间神经元抑制这种兴奋作用3.如果被进一步充盈，可出现一种下腹部膨胀的感觉，这种感觉来源于三角的牵张感受器，在交感神经（下腹下神经）内

9、行走，到达脊髓外侧柱（骶髓和/或胸髓交感神经柱）；Bladder-internal urehral sphincter reflexl随着，通过 缩、兴奋内尿液体积的增大，壁上牵张感受器激活神经传入，交感神经兴奋，抑制内括约肌逼尿肌收4.如果再被继续充盈，就会出现的急迫排尿感，这种感觉于髓的背侧柱内或周围的横纹肌，并通过神经传入脊Bladder-external urethral sphincter reflex/Guarding reflexl在储尿期，当内的突然增高，如咳嗽、剧烈蹦跳等动作，来源于流出道的增高，传入兴奋通过神经传至骶髓Onuf's核，导致Onuf's兴奋，引

10、起外括约肌收缩增强，防止尿液流出；更进一步外括约肌收缩导致副交感神经兴奋降低，抑制逼尿肌收缩充盈的感觉由A正常情况下无髓鞘的C类经盆神经上传；壁上有，主要化学感受器，兴奋阈值较高内膜病变，C类当可被充盈激活，直接兴奋骶髓副交感神经核团，导致Bladder-Bladder reflex 活跃；神经系统病（中枢、周围）变时，可塑性改变；缺少中枢抑制性的信号，C类 出现急迫性、可被激活，对传入敏感；过度活跃的症状； 突然增高；性、混合性尿失禁或盆底肌肉病变时，不能有效收缩应对腹部l 出现急迫性尿失禁排尿是一个正反馈调节，为了对抗正反馈的排尿过程，脊髓内存抑制性的调节机制，这些抑制性的调节机制可以被盆

11、腔、部的躯体、内脏传入信号激活，用于异常增高的排尿反射类似于TENS作用机制：本体感觉传入抑制C类性尿失禁：的上传主动盆底肌训练（Kegel Exercises ，凯格尔训练）增强Bladder-external urethral sphincter reflex调节神经传入是主要的靶点直接刺激通过刺激神经传入分支神经运动分支，使得相应兴奋，产生本体感觉的传入神经分支前部感觉/蒂背神经会阴深层肌群尿道外括约肌背神经/DNP神经神经感觉神经/CSP下神经环路解剖及生理Michael B. Chancellor，2000SNM抑制逼尿肌过度活跃机制TENS30%降低尿频症状，45%增加容量，连续治

12、疗6月非侵入性刺激、骶神经S3后根刺激技术，主要通过感觉传入调节骶髓或/和骶髓上中枢功能，产生排尿为什么选择S3？S2神经根的分支主要支配S3神经根的分支主要支配括约肌逼尿肌、外括约肌，但以外括约肌为主S4神经根支配肌为主逼尿肌和外括约肌，但以逼尿胫神经电刺激Tibial Nerve Stimulation/ TNS经皮（transcutaneous TNS）透皮(percutaneous TNS)TNS电刺激参数频率：10Hz、20Hz脉宽：200us强度：010mA 时间：30min总时间：5天/周，6周临床应用范围多发性硬化脑病帕金森 脊髓损伤后 周围神经源性对照组以、行为训练为主； M

13、arc P. Schneider, 2015急性效应长期效应对照组TNS组对照组TNS组最大5613249150首次逼尿肌收缩时，449293121储尿期压，降副51542124h排尿次数，减少次数3724h漏尿次数，减少次数14残留尿量，减少幅度，ml1655Percutaneous TNSTranscutaneous TNS37100%41100%性过度活跃非梗阻性尿储留慢性盆底疼痛综合征儿童过度活跃神经源性下 尿失禁为主功能S3神经根rTMS、针刺抑制逼尿肌过度活跃、急迫性尿失禁参数：频率：20Hz强度：持续时间：5sFMS、FES在女性尿失禁中的应用（FMS功能性磁刺激）（FES？电极

14、，功能性电刺激）：3059岁，女性，25%的尿液流出不受尿失禁性尿失禁急迫性尿失禁混合性尿失禁增强盆底肌力量训练频率相对较高FES、FMS应用参数FES：、直肠电极FMS：圆形线圈，中心对着波宽0.3ms或1ms，刺激强度以最大刺激强度能够耐受和收缩，刺激强度以患者能耐受最大强度 急迫性尿失禁频率1020Hz频率：10Hz 连续刺激10min，间隔2min；50Hz连续刺激1s性和混和性尿失禁频率3050Hz每周2次，连续6周每周3次，连续6周（N. Eskiyurt, 2005）60min尿垫试验评价指标试验前2h禁水，排空称重干尿垫尿垫试验评价指标15min内喝完500ml水步行30min

15、，包括上、下楼梯4次蹲下起立10次弯腰捡物10次原地慢跑1min用力咳嗽30次流水洗手1min轻度：1h漏尿1g中度：1g1h漏尿10g重度：10g1h漏尿50g极重度：1h漏尿50g内收缩力镜下肉毒素注射逼尿肌活跃小梁神经调控技术在排尿期功能中的应用尿储留2个过程；主动排尿涉及主动、非主动涉及骶髓上中枢的功能，非主动的反射的过程主要通过骶髓中枢完成主动排尿过程首先是盆底肌群放松、外括约肌收缩降低，随后逼尿肌收缩打开颈，尿液流出时内感受器兴奋，传入内尿液的感觉同时传入至副交感神经，增强逼尿肌收缩，分支至交感神经核团、Onuf's核，抑制，增强排尿过程Bladder-Bladder re

16、flex发挥作用内、外括约肌收缩反射性排尿过程 Bladder-Bladder reflex当内尿液增多时，激活壁上张力感受器，当达到某一阈值时，冲动激活副交感神经启动排尿反射，副交感神经兴奋逼尿肌，同时发出分支至交感神经、Onuf's核抑制、外括约肌收缩内当内尿液增多时，张力感受器的冲动，可以上传至脑桥背外侧核，将储尿期转换外排尿期，发出下行冲动至Onuf's核，抑制外括约肌和盆底肌收缩，启动排尿过程，一旦这个过程被启动，内括约肌松弛下神经支配（传出神经）SCI骶神根电刺激直接排尿Sacral anterior root stimulation (SARS) and post

17、erior sacral rhizotomy逼尿肌副交感神经支配外括约肌躯体运动神经支配电刺激神经均导致支配肌肉收缩，但停止刺激后，反应形式不同，产生排尿Ø 骶神经后根部分切断术Ø能力消失Ø 部分反射消失出骶神根电刺激促进排尿（电极植入）骶神经电刺激机制间歇电刺激骶神根或前支传激活运动神经通路每一次电刺激产生一次膀胱收缩产生一次排尿骶神经根、T10T12功能性磁刺激（FMS）对排尿的影响认为FMS产生直接排尿行为，主要来源下述文章“Vernon W.H. Lin, Micturition by functional magneticstimulation in d

18、ogs: a preliminary report, Neurourology and urodynamics,1997”现有的文献证实FMS不足于直接刺激骶神根，尤其是副交感成分FMS产生的是一个“Rebound”排尿动作非侵入性刺激骶神根促进排尿（存在争议）FMS/功能性磁刺激技术；感应电rTMS：20Hz，70%刺激器最大输出，4S，Lin, 1996FMS 不能直接刺激副交感神经括约肌肌电信号出现，躯体传出分支被激活rTMS刺激骶3神经根高频刺激非侵入性刺激、骶神经S3后根刺激技术，主要通过感觉传入调节骶髓或/和骶髓上中枢功能，产生排尿为什么选择S3？S2神经根的分支主要支配S3神经根

19、的分支主要支配括约肌逼尿肌、外括约肌，但以外括约肌为主S4神经根支配肌为主逼尿肌和外括约肌，但以逼尿S3神经根调制促进排尿应用的条件充盈，达到或接近出现逼尿肌收缩的阈值应用的方式骶神经后根电刺激骶神经后根磁刺激（FES）根据病因确定具体的刺激参数骶髓排尿中枢与脑桥、脑排尿中枢连接脊髓损伤（仅保留骶髓排尿中枢）增强逼尿肌收缩、降低流出道腹部感应电刺激、功能性磁刺激，增强逼尿肌收缩理论有效，实际疗效欠佳部扳机点刺激通过原始排尿反射（Cat m原始反射再现）部皮肤刺激，激活Bladder-Bladder reflex，婴儿存在，随着发育成熟，被脑桥下行性的5-HT通路抑制 脊髓损伤和可以再次出现（u

20、nmask）Rebound产生的机制Rebound(反弹)最大安全容量时，给予NMS刺激在接近增强通过抑制神经的传入，增强括约肌的收缩感觉传入，刺激时抑制Bladder-Bladdr reflex，刺激产生作用抑制逼尿肌收缩当刺激停止后，激活，逼尿肌充盈感觉大量传入骶髓，排尿反射过度明显增高，出现排尿单次刺激出现反弹的概率低，取决于刺激时是否碰巧发生逼尿肌正在收缩Rebound 排尿rTMS刺激骶3神经根低频刺激，Rebound神经环路各种刺激条件下（频率、强度、持续时间）当灌注量不足以诱发逼尿肌收缩时，给予刺激不产生直接、间接的内压变化当灌注量能够诱发逼尿肌收缩是给予刺激，刺激产生的是抑制现象，停止刺激后出现逼尿肌肉收缩增强的现象猫的S2相对人S3SNM在脑卒中偏瘫康复中的应用中枢调控在脑卒中康复中的应用提高兴奋性，调节双侧大脑半球增强可塑性经胼胝