卒中是一组由脑梗死、脑出血或蛛网膜下腔出血引起的以突发性、非惊厥性神经功能受损为特征的疾病。近年来我国的卒中发病率为201/10万，40岁及以上人群的卒中人口标化患病率为2.58%^[1]。卒中具有高致残率的特点，70%-80%的患者在卒中后遗留运动、感觉、言语、认知等功能障碍，进而丧失自理能力，严重影响患者的日常生活质量，并且造成巨大的社会经济负担^[2]。

卒中康复是目前降低致残率最有效的方法，通过康复治疗恢复运动功能对于改善卒中患者的自理能力具有重要意义。然而，目前患者常在卒中后6个月达到康复治疗的平台期^[3]，需要新的治疗方式，在康复治疗的基础上，进一步恢复卒中患者以运动功能为核心的自理能力。

脊髓电刺激（Spinal Cord Stimulation, SCS）是一种利用电脉冲信号刺激脊髓神经治疗疾病的神经调控方法。在往期的文章中，我们曾介绍过脊髓电刺激治疗脊髓损伤后下肢运动障碍的研究进展。通过腰骶段SCS结合康复训练，3名运动完全性脊髓损伤的患者恢复了部分下肢运动功能，能够在社区环境中利用助步器独立行走，展示了SCS治疗运动功能障碍的巨大潜力^[4]。

2023年2月，美国匹兹堡大学的研究团队报道了一项利用颈部SCS改善卒中患者上肢运动功能的研究^[5]。该研究纳入2例卒中后上肢运动功能损伤的患者，在硬膜外C3锥体底部-T1椎体水平的患侧背根处植入2根8触点穿刺电极，在4周的临时刺激期间，患者患侧的上肢肌力、灵活性、肌肉协同能力和日常活动能力均较前改善。

图1 研究示意图

该研究中每例患者进行个性化参数调整。与腰骶段脊髓和下肢肌肉的对应关系类似^[6]，颈脊髓节段与上肢肌肉之间也存在一定的对应关系（图2）。例如，来自C4脊髓节段的运动神经元支配近端肌肉，比如斜方肌和三角肌；而C8和T1脊髓节段则支配腕伸肌和手部肌肉。因此，选择刺激触点时应使刺激覆盖颈膨大近端和远端在内的多个脊髓节段。

以患者SCS01为例，选择1R，8R，7C触点进行持续刺激，刺激频率60Hz，脉宽200μs，刺激强度2.4-6.2mA（图2）。

图2 上肢肌肉与脊髓节段的对应关系，以及SCS01患者的刺激参数

与关闭SCS时相比，2例患者在开启SCS期间患侧的肘关节和腕关节扭矩显著增加，患侧手部握力显著增加，SCS01患者患侧的肩关节扭矩显著增加（图3）。

图3 2例患者在关闭和开启SCS期间患侧肩关节、肘关节、腕关节扭矩以及手部握力的比较。*表示差异超出了结果的95%置信区间

与关闭SCS时相比，2例患者在开启SCS期间执行功能性任务和进行日常生活活动的能力大幅改善（图4，5）。

图4患者执行功能性任务和进行日常生活活动的能力大幅改善

a，b，c，e，f为SCS01患者；d，g为SCS02患者。（a）画螺旋；（b）伸手抓汤罐；（c）开锁；（d）汉诺塔任务，将空心圆柱体从一个底座移到另一个底座上；（e）盒子和积木任务；（f）3D快速到达任务；（g）使用康复机器人进行“清理任务”，在一个虚拟的房间里展示物品，要求受试者伸手去够每个物品，并将其移动到房间内的不同位置。*表示差异超出了结果的95%置信区间。

图5 SCS01在开启SCS后能够利用患肢进食

此外，2例患者在术前、研究中期（开启刺激2周）、研究结束（开启刺激4周）以及结束后1个月进行了Fugl-Meyer上肢运动功能评分，SCS01从术前的35分提高到研究结束时的47分，SCS02则从15分提高到18分，并且评分在研究结束后1个月无明显降低（图6）。

图6 2例患者在术前、研究中期、研究结束以及结束后1个月的Fugl-Meyer上肢运动功能评分。

该研究首次报道了利用硬膜外SCS治疗卒中后上肢运功功能障碍的治疗效果，其研究特点如下：

1. 由于颈膨大长于腰骶膨大，现有的桨状电极无法完全覆盖需要刺激的脊髓节段，因而采用定向效果更差的穿刺电极，而非脊髓损伤中常用的桨状电极；

2. 使用开环持续刺激，刺激模式和刺激参数简单；

3. 使用临时刺激，未结合康复训练，在开启刺激后立刻改善了患者的上肢运动功能，并且1例患者在刺激结束后上肢功能仍较前明显改善。

根据SCS治疗脊髓损伤后运功功能障碍的研究经验，选择适合颈部刺激的桨状电极，使用闭环刺激以及结合康复训练可能能够提供更好的治疗效果，SCS治疗卒中后运功功能障碍具有极大的潜力。

近年来，应用SCS治疗运动功能障碍已成为新的研究热点，仅在2021和2022年就新增了30项ClinicalTrials注册临床试验。随着对SCS治疗运动障碍机制的深入认识，以及更新一代SCS产品的上市，相信这一疗法将为运动功能障碍疾病的治疗带来新的突破。

参考文献

[1] 王陇德, 彭斌, 张鸿祺, 等. 《中国脑卒中防治报告2020》概要[J]. 中国脑血管病杂志, 2022, 19(2): 136-144.

[2] ZHANG T, ZHAO J, LI X, 等. Chinese Stroke Association guidelines for clinical management of cerebrovascular disorders: executive summary and 2019 update of clinical management of stroke rehabilitation[J/OL]. Stroke and Vascular Neurology, 2020, 5(3): 250-259. DOI:10.1136/svn-2019-000321.

[3] 努尔加依·沙黑窝拉, 贾杰, 张定国. 经颅直流电刺激结合功能性电刺激对脑卒中平台期患者上肢运动功能康复影响的研究[J]. 中国康复医学杂志, 2017, 32(9): 1000-1005.

[4] ROWALD A, KOMI S, DEMESMAEKER R, 等. Activity-dependent spinal cord neuromodulation rapidly restores trunk and leg motor functions after complete paralysis[J/OL]. Nature Medicine, 2022, 28(2): 260-271. DOI:10.1038/s41591-021-01663-5.

[5] POWELL M P, VERMA N, SORENSEN E, 等. Epidural stimulation of the cervical spinal cord for post-stroke upper-limb paresis[J/OL]. Nature Medicine, 2023. DOI:10.1038/s41591-022-02202-6.

[6] WAGNER F B, MIGNARDOT J B, LE GOFF-MIGNARDOT C G, 等. Targeted neurotechnology restores walking in humans with spinal cord injury[J/OL]. Nature, 2018, 563(7729): 65-71. DOI:10.1038/s41586-018-0649-2.