圖1:在複適應期的不同時間(40 V, 50 Hz, 200 μs)，在sc中產生的最大氣道壓力(在FRC和TLC，有或沒有參與者努力)。每日使用SCS後，氣道壓力在最初8-14周內由於肌肉恢複逐漸增加，然後趨於平穩。
全文
安東尼F DiMarco1、2 *羅伯特T Geertman3.Kutaiba Tabbaa4格雷戈裏一個Nemunaitis1Krzysztof E科瓦爾斯基2、5、6所示
1凱斯西儲大學物理醫學與康複係，城市衛生係統，俄亥俄州，美國2凱斯西儲大學研究部，城市衛生係統，俄亥俄州，美國
3.凱斯西儲大學神經外科，都市衛生係統，俄亥俄州，美國
4美國俄亥俄州都市衛生係統凱斯西儲大學麻醉科
5凱斯西儲大學醫學係，城市衛生係統，俄亥俄州，美國
6研究服務，路易斯斯托克斯克利夫蘭VA醫療中心，克利夫蘭，俄亥俄州，美國
*通訊作者:Anthony F DiMarco，凱斯西儲大學物理醫學與康複係，城市衛生醫療中心，美國俄亥俄州Rammelkamp教育與研究中心，電話:216-778-3906;傳真:216-778-8589;電子郵件:afd3@case.edu
背景:超過80%的脊髓損傷(SCI)患者出現腸功能紊亂。一些挑戰與他們對護理人員支持的依賴、藥物的需要和腸道管理(BM)的大量時間要求有關。下胸脊髓刺激(SCS)已被證明能有效地恢複咳嗽。參與者也報告了腸道功能的改善。然而，這並沒有進行前瞻性研究。
摘要目的:目的:確定脊髓損傷患者使用SCS恢複咳嗽是否可以改善BM。
方法:在一名C6 AIS a型四肢癱瘓患者中，患者在家中長期使用SCS，每天2-3次，根據需要進行分泌管理和促進BM。刺激參數設置為接近最大氣道壓力產生(P)的值(30-40 V, 50 Hz, 0.2 ms)。P值以總肺活量作為呼氣肌力的指標。收集BM相關問卷。
結果:自發努力時P為21 cmH2O.經過一段時間的恢複後，SCS導致P為144 cmH2O和172 cmH2O分別為功能殘氣量(FRC)和總肺活量(TLC)。在20±1周的過程中，BM時間從120分鍾(Pre-Implant)減少到25分鍾。BM不再需要機械方法(指直腸刺激和/或手動排空)。BM所需的藥物數量和劑量也減少了。該受試者還報告了他們的BM例行程序的顯著主觀改善。未發現SCS的並發症。
結論:我們的研究結果表明，脊髓損傷恢複咳嗽可能是改善脊髓損傷患者和他們的照護者的有效方法。
脊髓損傷;四肢癱瘓;腸道管理;康複
財務彙報局:功能剩餘容量;薄層色譜法:總肺活量;SCS:脊髓刺激;O:口服藥物;R:直腸藥物;b.i.d:一天兩次;每隔一天;qi.d:每天4次;q.d:每天
超過80%的脊髓損傷患者出現腸功能障礙[1]。其中一個主要問題是在方便的時候無法排便。超過一半的L2以上損傷患者會出現便秘;而且，通常每周進行幾次排便，對於個人和他們的護理人員來說都非常耗時[2]。此外，這些人通常需要藥物和機械方法來解決腸道管理(BM)的問題。
在一項正在進行的臨床試驗中，脊髓刺激(SCS)被應用於背側下胸椎脊髓，以恢複四肢癱瘓患者有效的咳嗽。SCS會導致包括腹肌在內的呼氣肌明顯收縮，從而產生非常大的腹內壓力，並恢複有效的咳嗽[3-9]。
在本研究過程中，一些人自願表示，他們意識到使用SCS後，他們的排便習慣得到改善，這是一個有益的副作用。因此，我們改變了我們的臨床方案，在應用SCS恢複咳嗽前後處理BM。
本病例報告是第一個係統處理脊髓灰質炎後脊髓灰質炎的人。這些結果表明，SCS可以對BM有顯著的有益的臨床影響，包括減少藥物和機械方法，並大幅減少完成排便程序所需的時間。
該介入臨床試驗(臨床試驗注冊:NCT01659541)獲得了城市衛生醫療中心和國家神經疾病和中風研究所的研究審查委員會的批準。參與者提供書麵知情同意。他的自然肺活量為3.5升(預測值為75%)。他有明顯的呼氣肌麻痹的證據，證明了最大呼氣壓產生(21 cmH)2啊,9%的預測)。
植入脊髓絲電極以恢複咳嗽的外科手術
兩根脊髓導線導線，每根導線有兩個電極接觸，通過針經皮插入並平行放置。每個引線向前推進，使上電極位於脊髓硬膜外背側T9脊髓水平附近。考慮到每根導線上電極之間的距離，下電極位於T11脊柱水平附近。每根導線都連接到一個射頻接收器(Finetech Medical Ltd, Welwyn Garden City, Herfordshire, Herfordshire)，射頻接收器被預先植入上胸壁的皮下口袋中[3,5]。無術後並發症發生。在氣道閉塞的情況下，使用標準技術測量最大呼氣壓(P)。在解除閉塞後測量呼氣流量峰值(F)。
通過激活一個連接到天線的小型便攜式外接發射機進行電刺激，該發射機固定在植入接收器[5]的皮膚上。該係統旨在提供T9-T11水平的雙極刺激。通過按下裝置上的一個小按鈕，發射器被激活。由於呼氣肌明顯萎縮繼發於廢用，一段時間的重複肌肉刺激是必要的，以恢複肌肉力量。在初步評估之後，受試者在門診環境中每30秒塗抹一次SCS，持續5-10分鍾，每天2 - 3次。刺激參數設置為產生最大P的值。受試者還被指導使用該設備排泄分泌物或清除氣道。受試者在排便過程中也使用了該設備。
使用帶有AcqKnowledge軟件的BIOPAC數據采集和分析係統、帶有TSD 160C壓力傳感器的MP150係統和帶有DA 100C傳感器放大器的TSD117氣動傳感器(BIOPAC Systems Inc, 42 Aero Camino, CA)在線監測F和p。在刺激的初始階段，密切監測生命體征。初次應用SCS後仔細監測血壓。根據我們的方案，如果收縮壓超過收縮壓140 mmHg或舒張壓90 mmHg，則停止刺激，直到收縮壓恢複到基線值或低於收縮壓140或舒張壓90 mmHg。在本研究中，血壓從未超過舒張壓140 mmHg或90 mmHg。
該受試者記錄了植入電極前2周和SCS啟動後28周的腦膜細節。這包括BM的持續時間、所需的藥物和采用的機械方法。同時還完成了一份評估其BM變化程度的問卷調查。
參與者的臨床資料見表1。根據該研究恢複咳嗽的入口標準的方案，患者有明顯的呼氣肌無力和相關的呼氣流量峰值減少的證據。
| Sex | 年齡(y) | 重量(公斤) | 的原因受傷 | 水平的受傷 | AIS | 運行時間因為受傷(y) | 自發至關重要容量(L)(預計百分比) | 呼氣峰值氣流(L/s)預測(%) | 最大呼氣壓(cm H2O)(預測%) |
| 米 | 35 | 93 | 秋天 | C6 | 一個 | 4.３ | 3.5 (73%) | 2.7 (29%) | 21 (9%) |
| 男性AIS，美國脊髓損傷量表 | |||||||||
表1:參與者的臨床資料。
每天進行SCS後，P的生成在最初的8-14周內由於肌肉恢複逐漸增加，然後趨於穩定(圖1)。在最大刺激(40 V, 50 Hz, 200 μ s脈寬)和伴隨參與者努力的情況下，P增加到200 cmH以上2在薄層色譜中O的含量與正常人的可測值相當。刺激電壓與P的關係如圖2所示。接近最大P在30v時產生。由於30v和40v之間的差異很小，該受試者在需要時長期使用30v來清除分泌物。
圖2:24周後SCS刺激振幅與氣道壓力產生的關係(FRC和TLC，有無參與者努力)。自發氣道壓力的產生顯示為對照(實條)。隨著刺激幅度的增加，氣道壓力產生逐漸增加。
本受試者自行確定了在日常排便過程中應用下胸SCS的最佳方案。如圖3A所示，他施加20v的刺激2-7分鍾，大約每5分鍾進行幾次。由8thsc後一周，患者進行腸道常規管理所需的時間從約2小時減少到45分鍾，隨後幾周進一步下降到25-30分鍾，BM時間減少了75%以上(圖3B)。
圖3:用於腸道常規的SCS模式。
圖3 b:預植入腸道管理所需的時間(固體棒)和在整備期間的不同時間(開放式棒)。使用SCS後，腸道管理所需時間顯著減少。
在SCS前，該受試者使用機械方法(指直腸刺激和/或手動排空)和藥物(colace 200 mg bid, senna 50 mg qid和灌腸(作為其腸道常規管理的一部分(表2)。到第14周，他不再需要機械方法，這些方法完全停止。第14周時，他的colace需要量下降到200 mg/天;他繼續使用塞納和灌腸劑，就像他在植入之前做的那樣。重要的是，在研究過程中沒有發生腸漏。
| Pre-Implant | 周# 8 | Weeke # 14 | 周# 19 | 周# 24 | 周# 30 |
| 促進排便常規的藥物(瀉藥) | |||||
| O: Colace(200毫克，每日) | O: Colace(200毫克，每日) | O: Colace(200毫克，每日) | O: Colace (200mg，每日一次) | O: Colace (200mg，每日一次) | O: Colace (200mg，每日一次) |
| O:番瀉(50mg(2片每片25mg) qi.d) | O:番瀉(50mg(2片每片25mg) qi.d) | O:番瀉(50mg(2片每片25mg) qi.d) | O:番瀉(50mg(2片每片25mg)每天一次) | O:番瀉(50mg(2片每片25mg)每天一次) | O:番瀉(50mg(2片每片25mg)每天一次) |
| R:灌腸(<150毫升，每日一次) | R:灌腸(<150毫升，每日一次) | R:灌腸(<150毫升，每日一次) | R:灌腸(<150毫升，每日一次) | R:灌腸(<150毫升，每日一次) | R:灌腸(<150毫升，每日一次) |
| 機械方法(指直腸刺激和/或手動排空) | 機械方法(指直腸刺激和/或手動排空) | 沒有機械 | 沒有機械 | 沒有機械 | 沒有機械 |
| Bovel活動平均次數(每周) | |||||
| 4 /周 | 每周4 - 5 | 3 /周 | 3 /周 | 3 /周 | 3 /周 |
| 腸道管理所需時間(分鍾) | |||||
| 120 | 45 | 25 | 30. | 25 | 25 |
| 腸道管理所需時間(%) | |||||
| 100％ | 37.50% | 20.80% | 25％ | 20.80% | 20.80% |
表2:腸日常管理。
最後，如圖4所示，受試者認為在第8周時，他的腦脊膜的變化程度顯著改善，這一情況在28周研究期間的剩餘時間內持續存在。
圖4:腸道管理的受試者評估。在第8周有顯著改善，這一改善持續了28周的研究期間。
這個案例研究是第一個證明使用SCS恢複咳嗽對改善完全性頸椎脊髓損傷患者的BM有有益的副作用。重要的是，排便時間從120分鍾大幅減少到20-25分鍾。由於每周使用3-4次排便程序，這意味著參與者和照顧者每周節省了270-380分鍾(4.5 - 6.3小時/周)的時間。此外，不再需要機械排便方法，藥物需求也減少了。此外，他的腦脊髓炎日常活動也有明顯的主觀改善。
這個病例報告的重要性被強調的事實是脊髓損傷患者更關心控製他們的腸道功能，而不是泌尿係統控製[10]。事實上，其他研究人員已經建議，減少用於BM的時間應該是這一人群[11]的主要治療目標之一。
腸道計劃通常為脊髓損傷患者製定，包括口服瀉藥、栓劑、灌腸、指刺激、腹部按摩、Valsalva手法和手動排空[1]。雖然這些方法已被證明對脊髓損傷患者的胃腸道症狀有一定的改善，但顯著的症狀仍然存在。例如，Ozisler Z等人[1]發現，便秘率從62%改善到46%，排便困難率從38%下降到24%。重要的是，在那些神經源性腸功能障礙評分改善的患者中，顯著症狀往往持續存在。事實上，本病例報告的主題一直在使用上述大多數腸道程序方法，但在便秘和腸道排空方麵存在持續和顯著的困難。
由於許多頸椎脊髓損傷患者的呼氣肌麻痹，他們無法在正常排便時產生大的腹內壓力。這些壓力一般在135到270厘米每小時之間2O[12]。因此，呼氣肌麻痹可能是該人群便秘頻繁抱怨的一個重要因素。與這一觀點一致，Valles M等人[11]評估了運動完全性脊髓損傷的參與者，發現脊髓損傷的神經水平高於T7且沒有腹部肌肉自主控製的個體，其特征是非常頻繁的便秘(86%)和罕見的失禁。這些症狀是由於結腸傳輸時間的中度延遲、無法增加腹內壓和排便時肛門沒有放鬆所致。
其他研究也報道了脊髓損傷患者中更常見的便秘發生。例如，Ozisler Z等人[1]報道，在完全性脊髓損傷中，便秘和失禁率分別為56.6和41.8%。Han TR等[13]等研究者[11,14-16]也報道了便秘和腸道排空困難是最常見的胃腸道問題。有趣的是，該病例報告的主題在SCS機構之前和之後都沒有報告失禁作為一個關注。此外，在我們之前的病例係列中，我們參與SCS恢複咳嗽研究的人員中沒有人報告與SCS相關的大便失禁[3-9]。
與以往使用SCS恢複咳嗽的研究相似，該方法可產生較大的氣道正壓，在本受試者TLC時，氣道正壓接近200 cmH2 O[3-9]。因此，通過使用SCS恢複產生大腹內壓力的能力，可能在本受試者觀察到的腸功能改善中發揮了重要作用。
由於這是一個單一的案例報告，結果不能推廣到SCI人群中。因此，我們的計劃是評估更多使用SCS恢複咳嗽的患者的腸道常規。最終，一項關於SCS對這一人群腸道常規的潛在改善的影響的權威研究可能是有必要的。
該研究得到了NIH-NINDS (U01 NS083696)、CTSA (UL1TR000439)的支持。該調查得到了城市衛生醫療中心機構審查委員會(IRB15- 00014)的批準。臨床試驗注冊:NCT01659541;FDA IDE: G980267。
DiMarco博士擁有兩項與本文內容相關的美國技術專利:電激活呼氣肌恢複咳嗽的方法和裝置(5,999,855);雙極脊髓刺激激活呼氣肌恢複咳嗽(8,751,004)。
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文章類型:病例報告
引用:DiMarco AF, Geertman RT, Tabbaa K, Nemunaitis GA, Kowalski KE(2019)病例報告:脊髓損傷患者下胸椎脊髓刺激對腸道管理的影響。神經生物學雜誌5(1):dx.doi.org/10.16966/2379-7150.156
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