王成秀，王俊華，楊鳳翔，程宇核，戢 珂，柯 娟

(湖北省十堰市太和醫(yī)院(湖北醫(yī)藥學(xué)院附屬醫(yī)院),湖北 十堰 442000)

陽極阻滯電刺激骶神經(jīng)根對兔脊髓損傷性神經(jīng)源性膀胱功能恢復(fù)作用研究

王成秀，王俊華，楊鳳翔，程宇核，戢 珂，柯 娟

(湖北省十堰市太和醫(yī)院(湖北醫(yī)藥學(xué)院附屬醫(yī)院),湖北 十堰 442000)

目的 探討陽極阻滯電刺激術(shù)刺激骶神經(jīng)根對恢復(fù)脊髓損傷性神經(jīng)源性膀胱功能的價值及機制。方法 選取新西蘭清潔級白兔54只，均經(jīng)尿流動力學(xué)檢查證實無異常。隨機選擇18只作為對照組(假手術(shù)),其余36只采用脊髓完全夾閉法造成脊髓損傷模型。造模后白兔按是否植入電極分成電刺激組18只與神經(jīng)源性膀胱組18只。電刺激組予以長期電刺激，刺激時間為30 min/次,6次/d,刺激4周。檢查3組尿動力學(xué)情況，評估膀胱功能。結(jié)果 對照組術(shù)前術(shù)后未見逼尿肌收縮現(xiàn)象，尿動力參數(shù)各項指標(biāo)比較差異均無統(tǒng)計學(xué)意義，且膀胱充盈期壓力曲線較為平滑，無排尿期反射；神經(jīng)源性膀胱組術(shù)后膀胱逼尿肌漏尿點壓、靜息壓升高，逼尿肌活動亢進且收縮多為無效，在排尿過程中出現(xiàn)逼尿肌-括約肌失調(diào)，殘余尿量增多且排尿量減少，膀胱體積明顯減少，排尿效率與膀胱順應(yīng)性均下降；電刺激組膀胱靜息壓有所上升，膀胱充盈中逼尿肌收縮較佳，漏尿點壓有所降低，且括約肌在排尿中肌電圖十分穩(wěn)定，排尿量有所增加，殘余尿量相應(yīng)減少，排尿效率以及膀胱順應(yīng)性均增高。結(jié)論 陽極阻滯電刺激法可以明顯減少殘余尿量，增大膀胱體積，有助于排尿率的提升，可降低逼尿肌壓、漏尿點壓以及膀胱靜息壓，對恢復(fù)膀胱功能及重建有重要意義。

神經(jīng)源性膀胱；尿流動力學(xué)；脊髓損傷；陽極阻滯電刺激

脊髓損傷(SCI)神經(jīng)源性膀胱可造成尿路感染，導(dǎo)致膀胱功能障礙并引發(fā)慢性腎衰竭等，是截癱患者的主要死亡原因之一，因此恢復(fù)損傷后膀胱功能是提高患者生存率及生存質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)，對于延長患者生存時間有重要價值[1-3]。目前主要治療方法包括藥物、膀胱擴大術(shù)、間歇導(dǎo)尿等，但因治療周期長、多并發(fā)癥等缺點，導(dǎo)致效果不佳，也不易于被患者接受。大量研究證實，電刺激骶神經(jīng)前根有助于尿液的排出，這是因為電刺激時，括約肌與逼尿肌會出現(xiàn)同時收縮現(xiàn)象，二者的反應(yīng)時間有差異，逼尿肌收縮狀態(tài)下，括約肌則處于舒張狀態(tài)，正是因為二者的壓力差促使尿液排出，這也是生理排尿模式[4-6]。在各項研究中，最先應(yīng)用在臨床神經(jīng)假體的是骶神經(jīng)根刺激器，但其會造成膀胱輸尿管的反流并引發(fā)膀胱內(nèi)壓上升，對腎功能有所損傷。此外，骶神經(jīng)根被刺激的同時會影響下肢的神經(jīng)纖維造成下肢抖動。而陽極阻斷技術(shù)通過電流提高神經(jīng)纖維膜外的電位，使神經(jīng)纖維處于超極化狀態(tài)，此時傳導(dǎo)的動作電位無法使處于超極化神經(jīng)纖維產(chǎn)生去極化，神經(jīng)纖維無法興奮，在該區(qū)域，動作電位被阻斷，故稱之為陽極阻斷[7]。本研究探討了陽極阻滯電刺激骶神經(jīng)根對兔脊髓損傷性神經(jīng)源性膀胱功能恢復(fù)的作用，現(xiàn)報道如下。

1 實驗資料

1.1動物 選取新西蘭清潔級成年雌性白兔54只，體質(zhì)量2.2～2.5 kg，動物合格證號：SYXK(京)2011-0039 。

1.2 造模及分組 白兔飼養(yǎng)1周后實驗，依據(jù)《關(guān)于善待實驗動物的指導(dǎo)性意見》，隨機選擇18只作為對照組(假手術(shù)組)：禁食禁水12 h，通過肌注速眠新進行麻醉后，將白兔俯臥位固定于手術(shù)臺上，將建好靜脈通道，以100 mL/h速度輸入生理鹽水，常規(guī)備皮、術(shù)野內(nèi)消毒以及鋪無菌單等，選擇T8—10棘突為入路點，行一長約5 cm的豎切口，順利暴露出皮下組織、深筋膜以及椎板，將椎板切除并暴露出脊髓。其余36只采用脊髓完全夾閉法建造脊髓損傷模型：實驗步驟同對照組，僅在暴露出脊髓后使用血管鉗完全性夾閉脊髓處理約1 min，至實驗兔雙下肢不再抖動為止。模型建立后將實驗兔分成電刺激組18只與神經(jīng)源性膀胱組18只,電刺激組給予植入電極，神經(jīng)源性膀胱組不植入電極。

1.3 電刺激方法 測定S1—4神經(jīng)根的前根直徑，以此為依據(jù)來設(shè)計刺激電極。以電刺激組白兔的S1—4棘突為中心，將皮膚及皮下組織切開直至椎板，再將椎板切除后暴露出神經(jīng)根，神經(jīng)根暴露后注意馬尾后半部應(yīng)為骶神經(jīng)后根，前半部為骶神經(jīng)前根，再將雙側(cè)的S1—4骶神經(jīng)后根切斷，隨后變換實驗白兔的體位為側(cè)臥位，從而減少電刺激時膀胱內(nèi)壓受到腹壓的影響，用設(shè)計好的刺激電極對骶神經(jīng)前根進行電刺激，最后縫合固定好刺激電極。電刺激脈寬設(shè)置為50 μs，初始刺激電流為0.01 mA，刺激頻率為20 Hz，隨著刺激進行，可以逐漸增加刺激電流以及脈寬，在整個電刺激過程中，發(fā)現(xiàn)尿道壓為0時，可記錄下電刺激參數(shù)。然后向膀胱內(nèi)注入溫鹽水50 mL，再按照此參數(shù)繼續(xù)行電刺激，測定電刺激下的膀胱內(nèi)壓以及排尿體積，測定后留置引流管并縫合硬膜與切口，注意電極的導(dǎo)線應(yīng)該通過切口留置于皮膚的外部。電刺激6次/d，15～30 min/次，電刺激4周后再復(fù)查尿流動力學(xué)。

1.4 檢測指標(biāo)

1.4.1 尿流動力學(xué)測定 測定指標(biāo)包括膀胱容量、排尿體積、殘余尿體積、排尿效率、腹內(nèi)壓、逼尿肌最大壓、膀胱順應(yīng)性等。術(shù)前對實驗兔在催眠下行尿流動力學(xué)檢測，損傷實驗兔在損傷后的2周再次行尿流動力學(xué)檢測，若發(fā)現(xiàn)逼尿肌亢進或者與括約肌協(xié)同力失調(diào)，則被認(rèn)為神經(jīng)源性膀胱。在正式進入實驗前，為了了解骶神經(jīng)根基本的解剖學(xué)情況以及尿流動力學(xué)，先進行預(yù)實驗，分析麻醉藥物的使用劑量，待有一定基礎(chǔ)再進入正式實驗。正式實驗方法：檢查前排盡尿液與糞便，將白兔仰臥放置于V型槽中，保持頭部略低，輕輕撫摸白兔前額直至被催眠，一般家兔的催眠可誘導(dǎo)維持在40 min左右，催眠后特征：四季肌肉緊張度下降，可見瞳孔縮小，呼吸頻率輕度降低，在行尿流動力學(xué)檢測時，不會打斷催眠狀態(tài)，并具有耐受性，不會出現(xiàn)反抗。檢測步驟：電腦與多通道電生理儀連接，對與膀胱處于同一水平的導(dǎo)尿管(充滿生理鹽水)進行校準(zhǔn)，調(diào)整壓力傳感器，保持基線的準(zhǔn)確，將壓力傳感器中的氣泡排空，保證壓力傳感器以及導(dǎo)尿管中充滿生理鹽水，將導(dǎo)尿管作為灌注管使用，向膀胱注入生理鹽水；應(yīng)用6FR測壓管通過肛門插入測量腹內(nèi)壓，再將4FR輸尿管導(dǎo)管以及6FR雙腔尿管經(jīng)尿道進入膀胱內(nèi)，隨后向膀胱內(nèi)以15 mL/min的速度勻速灌注生理鹽水，并注意測壓管要與壓力換能器連接；選擇22G針狀電極通過會陰緩慢插入尿道外括約肌，再選取2枚電極，均插入雙下肢腓腸肌內(nèi)，測量尿道外括約肌肌電，并在整個膀胱灌注中詳細(xì)記錄尿流動力學(xué)的變化，還要注意尿道外括約肌的肌電及肛門內(nèi)壓的變化。若發(fā)現(xiàn)尿道外口溢出了尿液，需要及時停止灌注。此時可記錄膀胱漏尿點壓，并測量此時排出的尿液，以此作為排尿體積，將殘余尿引出，測量其體積，并應(yīng)用叩診法測定膀胱是否排空，記錄膀胱總體積=(排尿體積+殘余尿體積)、排尿效率=(排尿體積/膀胱總體積)。并依據(jù)以上相關(guān)數(shù)據(jù)計算最大逼尿肌壓。

1.4.2 尿道壓與膀胱內(nèi)壓的測定 測壓管可選擇2根4FR輸尿管導(dǎo)管，將導(dǎo)管放置于電刺激組白兔的膀胱內(nèi)，測壓管導(dǎo)管的另一端則需要與換能器連接，注意壓力換能器與尿道外括約肌水平，這時讀取兩測壓管數(shù)據(jù)，讀數(shù)相等為膀胱靜息壓，緩慢地向外拖動測壓導(dǎo)管，直至膀胱測壓管讀數(shù)不變而尿道測壓管讀數(shù)最大，此狀態(tài)下，兩測壓管已經(jīng)處于尿道與膀胱內(nèi)，隨后可縫合固定測壓管。

2 結(jié) 果

2.1實驗完成情況 實驗過程中對照組死亡2只；電刺激組損傷神經(jīng)根2只，且1只反應(yīng)較弱而排除；神經(jīng)源性膀胱組死亡3只。最后電刺激組16只、對照組16只、神經(jīng)源性膀胱組15只完成實驗。

2.2 電刺激組損傷前及電刺激中膀胱功能情況比較 在行電刺激時，選擇初始的脈寬為50μs，初始刺激電流為0.01mA，刺激頻率為20Hz，當(dāng)刺激電流逐漸增加至0.03mA時，可發(fā)現(xiàn)尿道壓有一定升高；當(dāng)刺激電流平均上升至1mA時，發(fā)現(xiàn)膀胱內(nèi)壓有上升趨勢，而脈寬逐漸上升至300μs；當(dāng)平均刺激電流至1.05mA時，尿道內(nèi)壓歸零，此時的膀胱內(nèi)壓維持在40cmH2O(1cmH2O=0.098kPa)，有少量尿液流出。與損傷前比較，行陽極阻滯電刺激后，膀胱內(nèi)壓明顯較低，但經(jīng)過一段周期的電刺激后，膀胱內(nèi)壓逐漸升高，并與損傷前的膀胱最大內(nèi)壓比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義;在電刺激中，排尿體積低于損傷前(P<0.01)，殘余尿體積高于損傷前，但排尿效率與損傷前比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義，可見在此電刺激參數(shù)的情況下，陽極阻滯電刺激能夠有效恢復(fù)實驗兔的排尿功能。見表1。

2.3 對照組手術(shù)前后尿流動力學(xué)參數(shù)比較 對照組術(shù)前術(shù)后尿流動力學(xué)無顯著變化。見表2。

2.4 神經(jīng)源性膀胱組損傷前后尿流動力學(xué)參數(shù)比較 神經(jīng)源性膀胱組除腹內(nèi)壓、排尿體積損傷前后比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義外，其余指標(biāo)損傷前后比較差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P均<0.01)。見表3。

2.5 電刺激組損傷后及刺激4周后尿流動力學(xué)參數(shù)比較 刺激4周后，除腹內(nèi)壓無明顯變化外，其余指標(biāo)均明顯改善(P均<0.01)。見表4。

表1 電刺激組損傷前與電刺激中膀胱功能情況比較

表2 對照組手術(shù)前后尿流動力學(xué)參數(shù)比較

表3 神經(jīng)源性膀胱組損傷前后尿流動力學(xué)參數(shù)比較

表4 電刺激組損傷后與刺激4周后尿流動力學(xué)參數(shù)比較

3 討 論

臨床研究表明，在當(dāng)前的醫(yī)療條件下，脊髓損傷神經(jīng)源性膀胱的有效治療方法目前尚缺，治療目標(biāo)主要集中在低壓充分排尿以及儲尿方面，并由此來有效地控制逼尿肌的反射亢進[8]。應(yīng)用尿流動力學(xué)檢測，可以在早期了解膀胱功能的變化情況，并依據(jù)檢測結(jié)果來制定合理的治療方案，最大限度減少并發(fā)癥及保護患者的腎功能，這對提高生存質(zhì)量有著十分重要的價值與意義[9]。目前認(rèn)為逼尿肌亢進以及膀胱順應(yīng)性下降是脊髓損傷后尿液反流的主要影響因素，因此提高膀胱容量及膀胱順應(yīng)性，并選擇最為接近生理排尿的方式成為了當(dāng)前學(xué)者研究的重點。

為了排除因手術(shù)對泌尿系統(tǒng)的影響，筆者在本研究中對實驗兔實施了2次假手術(shù)，并在脊髓損傷后的2周開始對實驗兔行尿流動力學(xué)檢查，檢查中發(fā)現(xiàn)部分實驗兔處于脊髓休克狀態(tài)，多數(shù)出現(xiàn)了逼尿肌亢進情況，膀胱在靜息或者是充盈情況下出現(xiàn)不規(guī)律性收縮，且收縮為無效，無法排出尿液，通過生理鹽水充盈膀胱誘其排尿時，膀胱內(nèi)壓明顯升高。但發(fā)現(xiàn)括約肌肌電活動能力無變化，由此可見，逼尿肌與括約肌的協(xié)同能力失調(diào)，尿道外括約肌呈現(xiàn)病理狀態(tài)，故將處于這種情況下的實驗兔作為神經(jīng)源性膀胱動物模型。

脊髓損傷后膀胱功能重建已經(jīng)成為目前學(xué)者專家研究的熱點[10]，如損傷早期的陰部神經(jīng)電刺激、低頻電刺激法等，方法較多，但也因此有各自不同的優(yōu)缺點。低頻電刺激法對于脊髓休克有較好的作用，利于膀胱功能的恢復(fù)，通過電刺激陰部，可以調(diào)節(jié)治療逼尿肌亢進，有效抑制膀胱的活動并能控制膀胱，可以更好地增加脊髓損傷后膀胱的最大容量，且在膀胱收縮時，通過陰部電刺激能夠降低脊髓反射；此外，對膀胱收縮時的反射亢進，可以使用肛門外括約肌肌電圖來監(jiān)測，同時通過特定的電刺激可以減少持續(xù)刺激的時間，從而增加膀胱的容量，可見這種方法能夠有效實現(xiàn)排尿功能的控制。但缺點是會誘發(fā)尿道外括約肌的收縮，且尿動力參數(shù)無法得到明顯恢復(fù)改善，其機制到目前尚不明確[11]。本研究所應(yīng)用的骶神經(jīng)根電刺激能夠結(jié)合背根切除術(shù)，可以較好地降低逼尿肌壓，并能刺激排尿且抑制自主性的異常反射。通過諸多的臨床中心試驗，證實該方法效果確切，有著較好的應(yīng)用前景[12-13]。但骶神經(jīng)根電刺激改善下尿路功能的機制還不夠明確。且普通的電刺激模式也有著不可忽略的缺點，易造成逼尿肌與括約肌的同步收縮，從而增加了膀胱內(nèi)壓，并容易損傷上尿路[14]。在本研究中，筆者采用了陽極阻滯電刺激，保持了尿路的完整，且最接近正常的生理排尿，同時經(jīng)長期的電刺激后，膀胱容量有明顯增加，膀胱充盈過程中以及在靜息情況下均未出現(xiàn)明顯的抑制性收縮或者是減少；膀胱順應(yīng)性明顯改善，同時尿動力學(xué)參數(shù)也有所恢復(fù)，對脊髓損傷后的逼尿肌過度收縮也有一定程度的調(diào)節(jié)改善，并恢復(fù)了膀胱的儲尿與排尿功能，且能夠減少因為刺激造成的下肢肌肉收縮。由此可見，陽極阻滯電刺激對恢復(fù)膀胱功能及重建有重要意義，但具體作用機制尚不明確，可能與電刺激后膀胱神經(jīng)的敏感與神經(jīng)遞質(zhì)及受體變化有關(guān)聯(lián)。

在本研究中，因未對脊髓休克期的實驗兔進行電刺激研究，因此脊髓休克期使用陽極阻滯電刺激能否恢復(fù)膀胱功能仍需要進一步研究證實；且在本次實驗中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)電刺激脈寬為300μs時，刺激電流同時達到1.05mA時，可選擇性地收縮逼尿肌，同時尿道內(nèi)壓會降為0，單次性的電刺激還無法增加膀胱內(nèi)壓，但多次電刺激可以使得膀胱內(nèi)壓累積性升高，且與正常排尿的膀胱內(nèi)壓及排尿效率差異無統(tǒng)計學(xué)意義，雙下肢抖動也有所減少，可見陽極阻滯電刺激效果好，對于重建膀胱功能有著重要的意義，有應(yīng)用推廣價值。

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Study on the effect of anodal block electrical stimulation at sacral nerve roots in the rabbits with spinal cord injury neurogenic bladder

WANG Chengxiu,WANG Junhua,YANG Fengxiang,CHENG Yuhe,JI Ke,KE Juan

(Shiyan Taihe Hospital Affiliated to Hubei Medical College,Shiyan 442000,Hubei,China)

Objective It is to explore the value and mechanism of anodal block electrical stimulation at sacral nerve root on the recovery of spinal cord injury neurogenic bladder function.Methods 54 New Zealand rabbits of clean grade were selected and confirmed to be normal by urodynamics,in which 18 ones were randomly selected as control group (sham operation),the rest 36 ones were established as spinal cord injury models by completely spinal occlusion,and the injury animal models were divided into electrical stimulation group (n=18) and neurogenic bladder group (n=18) according to whether implanted electrodes.Electrical stimulation group was treated with long-term electrical stimulation for 4 weeks,the stimulation time was 30min per once and 6 times per day.Urine dynamics of the rabbits in the three groups were checked after 4 weeks to evaluate the function of bladder.Results No detrusor contraction phenomenon was found in the control group before and after surgery,and there was no difference in urodynamic parameters,and the bladder filling period of pressure curve was more smooth,without voiding reflex.In neurogenic bladder group,urinary bladder detrusor leak point pressure and resting pressure increased after operation,detrusor overactivity and shrink much as invalid,urination disorders of detrusor sphincter appeared,residual urine volume increased and urine output decreased,bladder volume significantly reduced,and voiding efficiency and bladder compliance decreased.In electrical stimulation group,the bladder resting pressure increased,the filling of bladder detrusor contraction was better,leak point pressure decreased,the sphincter electromyography in micturition was very stable,urine output increased,a corresponding reduction in residual urine volume,voiding efficiency and bladder compliance were higher.Conclusion Anode block electrical stimulation can significantly reduce residual urine volume and increase bladder volume,which is helpful for the increase of urination rate,it can reduce detrusor pressure,leak point pressure and bladder resting pressure,and has an important significance for the recovery and reconstruction of bladder function.

neurogenic bladder; urodynamics; spinal cord injury; anode block electrical stimulation

王成秀，女，副主任護師，本科，主要從事神經(jīng)康復(fù)護理和教學(xué)工作。

柯娟，E-mail:497242655@qq.com

湖北省教育廳重點科研立項課題(D20092104)

10.3969/j.issn.1008-8849.2015.16.003

R-332

A

1008-8849(2015)16-1717-04

2014-11-30