宋 凡 勵建安 周士枋 王 彤 許光旭 趙曉麗 陳 偉 鞏尊科 宋 凡 勵建安 周士枋 王 彤 許光旭 南京醫(yī)科大學第一附屬醫(yī)院康復醫(yī)學科，210029；趙曉麗 南京醫(yī)科大學附屬腦科醫(yī)院神經內科；陳 偉 鞏尊科 徐州第四人民醫(yī)院康復醫(yī)學科 中國康復醫(yī)學雜志 1999 0 14

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關鍵詞：直腸電刺激；脊髓損傷；痙攣狀態(tài)；電生理

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摘要 目的 ：研究直腸電刺激(RPES)緩解脊髓損傷(SCI)后痙攣狀態(tài)的作用機理。 方法 ：10例SCI后痙攣患者和10例偏癱后痙攣患者，在RPES治療和口服Baclofen前后進行康復評分和電生理指標測定，包括F波，屈肌反射，H反射，T反射。 結果 ：SCI患者經RPES治療后，下肢康復評分顯著降低(P<0.001)，F(xiàn)波振幅、時程、F/M比顯著降低(P<0.05)，屈肌反射振幅、時程顯著降低(P<0.01)，Baclofen治療后，康復評分顯著降低，F(xiàn)波振幅、時程、F/M比顯著降低(P<0.05)。偏癱患者患側下肢康復評分和電生理指標均無顯著變化。 結論： RPES對降低SCI后痙攣狀態(tài)有較好的療效，主要作用部位在脊髓節(jié)段，作用機理與降低α運動神經元活性和一般中間神經元活性有關，而與γ運動神經元及Renshaw細胞活性無關。其解痙作用可能部分與γ-氨基丁酸相關，但仍有其它神經介質參與。

Mechanisms of rectal probe electrical stimulation in reducing spasticity after spinal cord injury

SONG Fan, LI Jian′an, ZHOU Shifang, et al
Dept. of Rehabilitation Medicine, The First Hospital Affiliated to Nanjing Medical Univercity, Nanjing , 210029

Abstract Objective: To investigate the mechanisms of rectal probe electrical stimulation (RPES) in reducing spasticity after spinal cord injury(SCI). Method: Ten hemiplegic patients and 10 paraplegic patients with rectal spasticity were treated by RPES and Baclofen. The rehabilitation scores and the electrical physiological(EP) parameters were measured before and after this treatment. The EP parameters included F wave, H reflex, tendon reflex and flexor reflex. Result: After using RPES, the rehabilitation scores of SCI patients decreased significantly(P<0.001) . The amplitude and the duration of F wave ,and F/M ratio decreased(P<0.05). The amplitude and the duration of flexor reflex decreased (P<0.01) . The rehabilitation scores , the amplitude and the duration of F wave and F/M ratio decreased after Baclofen(P<0.05). In hemiplegic patients, the rehabilitation scores and the EP parameters did not change significantly after RPES or Baclofen. Conclusion: RPES was effective to relieve spasticity of SCI. The mechanism might be attributed to inhibition of the activities of α motorneuron and general interneuron at spinal center rather than cerebral center. In terms of neurotransmitter effects of RPES,it might be partially related to γ-aminobutyric acid.

Key words Rectal probe electrical stimulation; Spinal cord injury; Spasticity; Electrical physiology

脊髓損傷(spinal cord injury,SCI)后患者常出現(xiàn)嚴重的痙攣狀態(tài)，從而影響患者的日常生活及康復治療的效果。1991年Halstead等人發(fā)現(xiàn)直腸電刺激(rectal probe electrical stimulation，RPES)對SCI后痙攣狀態(tài)有治療作用，但作用機理尚未明了〔1,11〕 。高級運動中樞所發(fā)出的指令及脊髓節(jié)段中間神經元的活動，最終都要匯集在運動神經元上，影響到所支配的肌纖維收縮活動。SCI后，脊髓中樞失去上位中樞的控制，節(jié)段中間神經元和運動神經元活性改變，導致電生理活動發(fā)生相應的變化〔2～4〕 。肌電圖檢查是臨床常用的電生理指標檢測方法，采用F波、H反射、屈肌反射、T/H等綜合肌電圖指標，可反映脊髓α運動神經元、γ運動神經元、Renshaw細胞及一般中間神經元活性，以研究痙攣的節(jié)段性病理生理機制〔3～5〕 。
本研究通過觀察SCI后痙攣患者RPES治療的解痙作用，并測定反映脊髓節(jié)段運動神經元及中間神經元活性的電生理指標，以Baclofen(γ-氨基丁酸的類似物)作參照〔6,7〕 。以偏癱后痙攣患者作為大腦中樞性痙攣的模型，與脊髓中樞性痙攣作對照，探討RPES的作用環(huán)節(jié)和機理。1 材料與方法
1.1 受試對象
臨床確診的SCI后截癱患者10例，腦卒中或腦外傷后偏癱患者10例?；颊咴趽p傷后出現(xiàn)：雙下肢(SCI)/患側下肢(偏癱)肌張力增高，肢體被動活動困難，與速度成正相關，腱反射亢進，踝陣攣?？祻驮u分：Ashworth評分≥1級，Clonus評分≥1級，臨床診斷為痙攣狀態(tài)。所有患者痙攣狀態(tài)均長期存在，不能持續(xù)緩解。研究前均未使用過任何抗痙攣藥物、RPES治療、封閉療法、脊髓電刺激和神經外科手術。
SCI受試者男性9例，女性1例，年齡12～63(36.2±15.9)歲,均為不完全性SCI；神經平面：頸段3人，胸段7人；病程2～42(10.0±12.5)個月；痙攣存在時間1～39(7.7±11.9)個月。偏癱受試者男性9例，女性1例，年齡21～69(46.7±15.1)歲；5例腦梗塞，1例腦出血，4例腦外傷；病程2～28(9.4±9.6)個月；痙攣存在時間1～26(7.9±9.3)個月。兩組痙攣病程無顯著差異(P>0.05)。
1.2 實驗方法
1.2.1 RPES及Baclofen治療
采用中國康復研究中心研制的SD3型截癱痙攣治療儀?；颊咧委煏r取側臥位，電極用肥皂水濕潤后插入直腸內約8～12cm。RPES刺激頻率4次/min，每次通電4s，總治療時間15min。刺激強度選擇范圍1～10mA，以通電時患者訴有肛門墜脹感，無不適感覺為限〔11〕 。 Baclofen片劑(商品名：力奧來素，Lioresal，北京汽巴-嘉基公司)劑型：10mg/片。在RPES治療兩天后的同一時段，口服Baclofen 10mg〔7〕 。
1.2.2 康復評分及電生理指標測定
在RPES及Baclofen治療前及治療后1小時，對SCI患者雙下肢、偏癱患者患側下肢先進行Ashworth評分和Clonus評分，然后行F波、屈肌反射、H反射和腱反射(T反射)的測定。電生理指標檢測使用丹迪Neuromatic 2000M型肌電圖儀，刺激電極為表面雙電極，記錄電極為同心針電極〔3,5〕 。
F波：患者仰臥，用頻率1Hz、波寬0.5ms的脈沖作用于內踝后面的脛神經，在足底屈拇短肌記錄波形。記錄F波振幅(所有振幅均取峰-峰值)、時程、潛伏期、M波振幅，計算F/M。屈肌反射：患者仰臥，用頻率50Hz、波寬1ms的脈沖持續(xù)50ms作用于內踝后面的脛神經，在脛前肌記錄波形。記錄屈肌反射振幅、時程、潛伏期。T/H：患者俯臥，叩診錘叩擊跟腱后，在腓腸肌記錄T反射。記錄T反射振幅，計算T/H。H反射：患者俯臥，足踝關節(jié)處放一小枕頭，足踝微屈，在窩處對脛神經給予波寬0.5ms、頻率1Hz的脈沖，在腓腸肌記錄H反射。記錄H反射閾值、潛伏期、Hmax (最大振幅)及Mmax (M波最大振幅)，計算H/M(Hmax /Mmax )。
1.3 統(tǒng)計方法
所有結果均以±s表示。統(tǒng)計方法采用t檢驗，顯著性水平為P<0.05。2 結果
2.1 治療前后的一般情況變化
SCI患者在RPES治療后，自覺癥狀改善時間達3～24(平均7.2±6.9)小時；Baclofen治療后，自覺癥狀改善時間達3～6(平均4.7±1.1)小時。10例患者中有2例可步行，RPES 及Baclofen治療后，這兩例患者出現(xiàn)步態(tài)改善。偏癱患者接受RPES及Baclofen治療后，自覺癥狀及步行能力均無明顯改善。
2.2 治療前后康復評分的變化
在RPES 和Baclofen治療后，SCI患者下肢Ashworth評分和Clonus評分均顯著降低(P<0.001)，Baclofen降低Ashworth評分的效果較顯著(P<0.05)，兩者對Clonus評分的作用無顯著差異。偏癱患者患側下肢康復評分無顯著變化(表1)。

表1 治療前后患者康復評分的比較 (±s)

治療 Ashworth評分(級) Clonus評分(級) 治療前 治療后 差值 治療前 治療后 差值 SCI患者 RPES 2.60±1.19 1.15±1.27① 1.45±0.20 2.35±1.31 0.65±1.09① 1.70±0.23 Baclofen 2.75±1.02 0.75±0.91① 2.00±0.19② 2.15±1.31 0.40±0.68① 1.75±0.20 偏癱患者 RPES 2.40±0.97 1.90±0.74 2.50±1.35 2.20±1.23 Baclofen 2.50±0.53 1.80±1.03 2.40±1.27 2.00±0.94

①治療前后比較，P<0.001；②RPES組和Baclofen組比較，P<0.05

2.3 治療前后電生理指標的變化
SCI患者經RPES治療后，下肢F波振幅和時程顯著降低(P<0.01)，F(xiàn)/M比顯著降低(P<0.05)，潛伏期無變化。屈肌反射振幅顯著降低(P<0.01)，時程顯著減少(P<0.001)，潛伏期無變化。H反射閾值、潛伏期、Hmax 、H/M、T/H無顯著變化。經Baclofen治療后、F波振幅、時程、F/M顯著降低(P<0.05)，潛伏期無變化。下肢屈肌反射、H反射各項參數(shù)及T/H均無顯著變化(表2)。
偏癱患者經RPES和Baclofen治療后，患側下肢F波、H反射、屈肌反射各項參數(shù)及T/H比均無顯著變化(表2)。

表2 治療前后患者電生理指標的比較 (±s)

參數(shù) SCI患者 偏癱患者 REPS Baclofen REPS Baclofen 治療前 治療后 治療前 治療后 治療前 治療后 治療前 治療后 F波 振幅(mA) 2.17±1.77 1.24±1.11② 2.05±2.51 1.30±1.42③ 1.47±1.22 1.38±1.04 1.64±1.03 1.47±1.09 時程(mS) 21.4±7.3 17.8±7.8② 20.8±2.6 17.6±1.9③ 18.6±7.6 15.1±6.9 16.8±1.9 15.6±6.7 潛伏期(mS) 52.2±5.3 51.6±1.2 51.1±1.4 51.2±1.4 51.3±3.1 51.9±4.3 51.9±3.6 51.9±3.5 F/M 比(%) 26.3±17.7 21.5±12.6③ 29.6±17.8 22.3±14.5③ 23.5±15.8 21.2±17.6 23.2±18.2 22.6±16.3 屈肌反射 振幅(mA) 1.59±1.59 0.69±0.53② 1.21±0.93 1.14±0.89 1.44±0.94 1.32±0.90 1.34±1.24 1.03±0.92 時程(mS) 97.8±17.0 81.3±20.2① 97.3±42.5 96.5±21.8 95.3±24.8 98.6±25.6 94.8±31.4 92.9±21.8 潛伏期(mS) 72.0±41.4 72.1±46.8 71.1±40.1 72.7±37.7 77.0±37.3 77.8±27.4 74.2±31.5 78.3±29.9 H反射 閾值(mA) 15.1±9.1 16.9±12.0 16.0±13.5 18.1±9.7 23.9±11.5 25.2±14.6 18.2±10.2 21.9±12.2 Hmax(mV) 8.10±8.70 5.84±4.33 6.12±4.09 5.82±8.29 4.87±2.73 4.84±2.71 6.50±4.93 4.61±5.11 潛伏期(mS) 29.5±2.9 29.6±2.7 29.2±2.8 29.5±2.3 29.5±1.5 29.2±2.6 29.5±1.5 29.3±1.8 H/M比(%) 49.8±17.8 41.1±20.6 52.6±26.4 52.3±29.2 45.7±19.6 44.1±25.9 55.7±21.9 52.0±25.7 T/H比(%) 43.7±20.4 42.3±22.3 54.9±43.7 54.2±57.7 53.5±48.3 44.3±46.0 50.8±35.5 49.8±32.1

①治療前后比較，P<0.001；②治療前后比較，P<0.01；③治療前后比較，P<0.05

3 討論
痙攣狀態(tài)是脊髓損傷后常見的并發(fā)癥，嚴重影響患者日常生活活動能力和康復治療效果。藥物和手術治療等方法在治療痙攣的同時，常帶來不同程度的副反應。本實驗結果發(fā)現(xiàn)，SCI患者經直腸電刺激(RPES)治療后，下肢Ashworth評分和Clonus評分顯著降低，兩例有步行能力的患者出現(xiàn)步態(tài)改善，可能與肌群痙攣減輕有關。治療后患者自覺癥狀改善，持續(xù)時間達3～24小時(平均7.2小時)，提示在進行RPES治療后(如早晨起床后)，就可保證白天的康復訓練和日常生活活動順利完成，這對于患者的功能活動具有很大的意義〔1,11〕 。
正常運動控制不僅包括節(jié)段以上中樞所發(fā)放的下行沖動，還包括脊髓本身的綜合環(huán)路。脊髓損傷后，脊髓中樞從高位中樞的控制下釋放出來，節(jié)段的運動神經元和中間神經元活性發(fā)生相應改變，最終影響到脊髓前角的運動神經元興奮性，從而改變所支配肌纖維的收縮活動〔4,6,8,9〕 。
本研究結果發(fā)現(xiàn)，SCI患者經RPES治療后，F(xiàn)波振幅、時程、F/M顯著降低，潛伏期無顯著變化。F波是經過運動纖維近端的傳導由前角α運動神經元興奮后返回的電位〔3,8〕 ，而α運動神經元可能受到來自下行抑制系統(tǒng)、節(jié)段性γ運動神經元、中間神經元的所有易化和抑制的影響。該結果提示RPES可通過直接或間接途徑起降低α運動神經元活性而減輕痙攣的作用，對神經沖動的傳導速度無影響。γ運動神經元可在高位中樞影響下，通過γ環(huán)路促使α神經元進入活動狀態(tài)，支配相應的肌肉，評價γ運動神經元活性使用的是T/H。結果發(fā)現(xiàn)，SCI患者經RPES治療后，T/H無顯著變化，提示RPES可能并非通過降低γ運動神經元活性而起治療作用〔3,4〕 。
脊髓中間神經元也受到高位中樞的下行控制，在脊髓節(jié)段通過作用于運動神經元或作用于其它中間神經元而影響運動神經元活性。Renshaw細胞不但能對運動神經元起回返抑制作用，還可對脊髓內其它抑制性中間神經元起抑制作用，從而使鄰近的運動神經元發(fā)生興奮，回返性抑制通路可影響H反射參數(shù)，用H反射可反映Renshaw細胞活性〔5〕 。研究發(fā)現(xiàn)，Renshaw細胞回返抑制活性在SCI后痙攣患者身上不是降低，而是增高。本研究發(fā)現(xiàn)，RPES治療前后，SCI患者下肢H反射各項參數(shù)均無顯著變化，提示RPES治療不能改變Renshaw細胞活性。脊髓中大量的一般中間神經元參與屈肌反射，它們將各種沖動分配到所有支配屈肌的運動神經元上。RPES治療后，屈肌反射時程、振幅顯著降低，提示RPES可降低一般中間神經元活性〔3,4,8〕 。
Baclofen(氯苯氨丁酸)通過與γ-氨基丁酸(GABA)B受體結合激動這一位點，抑制鈣離子流入突觸前末端并抑制興奮性神經遞質釋放，也即是通過增強突觸前抑制起降低痙攣的作用〔6,7,9,10〕 。SCI患者經Baclofen治療后，F(xiàn)波振幅、時程、F/M顯著減小，提示Baclofen治療可降低α運動神經元活性，但這一結果亦無法完全闡明究竟是通過直接或間接途徑起作用。治療后其余電生理指標均無顯著變化，提示Baclofen對γ運動神經元、Renshaw細胞及一般中間神經元活性影響不大〔7,9〕 。
偏癱患者經RPES或Baclofen治療后，痙攣狀態(tài)無明顯降低，節(jié)段運動神經元和中間神經元活性亦無顯著變化。SCI患者代表脊髓中樞的損傷，而偏癱患者代表大腦等更高位中樞的損傷。通常情況下，皮質脊髓束和錐體外系對脊髓主要起抑制作用，腦干脊髓束起興奮作用。脊髓損傷后，這些下行通路對運動的控制作用被去除，此時痙攣的發(fā)生與脊髓節(jié)段的運動神經元和中間神經元活性變化有密切的關系，實驗證實RPES和Baclofen對脊髓節(jié)段的運動神經元和/或中間神經元活性有影響，所以兩者對SCI后痙攣狀態(tài)療效較好。而腦卒中和腦外傷病灶多發(fā)生在皮層或內囊部位，此時皮層對運動的下行抑制作用喪失，而腦干脊髓束是完整的，它對運動的下行促進指令可能異?；钴S，較節(jié)段性神經元活性變化更重要，導致痙攣的發(fā)生，兩種治療對偏癱后痙攣狀態(tài)無明顯療效可能與此有關〔2,4〕 。結果提示RPES的作用部位在脊髓中樞。
結果提示，RPES可能在脊髓節(jié)段通過降低一般中間神經元活性而降低α運動神經元活性，或直接降低α運動神經元活性起解痙作用，其治療作用與γ運動神經元和Renshaw細胞活性改變關系不大，但不排除可能存在突觸前抑制等途徑。Baclofen治療后，α運動神經元活性亦降低，可能與突觸前抑制增強有關。RPES和Baclofen均可降低α運動神經元活性，提示RPES的解痙作用除與一般中間神經元相關外，還可能部分與γ-氨基丁酸(突觸前抑制)相關，邏輯上不排除有其它介質(如乙酰膽堿)的參與。從一個側面反映了痙攣的發(fā)生存在不同的環(huán)節(jié)，痙攣的治療可從不同環(huán)節(jié)進行。

* 本課題為江蘇省教委科研基金資助項目

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收稿日期：1998-11-22

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