脊髓损伤是一种严重的疾病，每年全球新增约100万病例，给患者带来了巨大的身体和生活负担。患者常常面临肢体瘫痪、感觉丧失、大小便功能障碍等问题，生活质量受到严重影响。传统的康复治疗虽然在一定程度上有所帮助，但对于神经功能的恢复效果有限。

近日，北京天坛医院赵继宗院士团队在《Cyborg and Bionic Systems》（《半机器人与仿生系统》，生物医学工程1区）期刊上发表了题为《Epidural Electrical Stimulation for Functional Recovery in Incomplete Spinal Cord Injury》（脊髓硬膜外电刺激在不完全性脊髓损伤功能恢复中的应用报告）的研究，这是国内首个较大样本量的脊髓电刺激（EES）对脊髓损伤患者功能恢复的全面研究。这项研究为脊髓损伤的治疗提供了新的思路和方法。

近年来，脊髓电刺激（EES）作为一种新兴的康复手段，逐渐受到关注。EES通过在脊髓硬膜外植入电极，向神经回路传递电刺激，以增强神经网络的兴奋性，从而帮助患者恢复运动和感觉功能。然而，国外已有的EES对于脊髓损伤的研究往往案例数少，国内EES研究尚属起步阶段。天坛医院韩小弟主任团队于2020年起，于国内率先开展EES治疗脊髓损伤的新兴疗法，已开展80余例手术，具有丰富的经验。

该研究共纳入了21名不完全性脊髓损伤患者，其中11名接受了EES结合PT（物理治疗，即常规康复训练），另外10名仅接受PT。研究团队在术前、术后（短期回访）以及术后19-25个月（长期回访）进行了全面的随访评估，涵盖了感觉功能、肌肉力量、肌张力、大小便功能等多个方面。

图1 短期（橘色）与长期（绿色）回访11名接受EES与PT的患者中，各项功能相比术前有改善的人数（注：仅5人本身存在难以忍受的神经痛的问题）。

图2 EES+PT组在三个时间节点（术前、术后和长期回访）的功能结果。（a）感觉（n=11），（b）肌力（n=11），（c）肌肉痉挛（n=11），（d）排尿功能（n=11），（e）排便功能（n=11），（f）疼痛（n=5）。

表1 EES+PT组和PT组长期回访时的功能改善人数对比

研究结果显示，EES结合PT的治疗效果显著优于单独的PT治疗；所有11名患者的感觉功能和肌张力都有显著改善；4名患者的下肢肌肉力量有显著提升；6名患者的排尿功能有显著改善（p < 0.05），改善率达到36.4%；EES治疗显著缓解了部分患者的神经病理性疼痛，80%的疼痛患者报告疼痛减轻。这些结果表明，EES结合PT可以显著改善脊髓损伤患者的多种功能障碍。

图3 其中一名患者通过EES结合PT，慢慢恢复下肢运动功能。经过20个月的康复后，患者在EES开启状态下，能使用助行器行走。

图4 EES能缓解患者的肌张力：关闭EES后（右图），

患者肌肉出现不自然收缩，大腿出现明显的向上加速度。

这项研究的成果具有重要的临床意义。首先，它证实了EES结合PT在脊髓损伤治疗中的潜力，为瘫痪患者提供了一种新的、有效的治疗选择。其次，这项研究的样本量在国内同类研究中是较大的，其结果更具说服力，为后续的大规模临床试验和治疗指南的制定提供了重要依据。研究结果表明，EES结合PT可以显著改善脊髓损伤患者的多种功能障碍，包括感觉、运动、肌张力和大小便功能。这一发现为脊髓损伤的治疗提供了新的思路。

然而，EES疗法仍存在提高空间，目前，赵继宗院士，韩小弟主任团队正与北京大学、海南大学、中科院深圳先进院等单位开展联合攻关，进一步推进刺激芯片、电极材料、动物模型、脑机接口及外骨骼协同控制等关键技术，持续优化治疗策略。

首都医科大学附属天坛医院博士生任伊航为文章第一作者，海南大学生物医学工程学院脑机芯片神经工程团队梁丰研副教授与天坛医院韩小弟主任医师、赵继宗院士为通讯作者。该工作获得了国家自然科学基金、海南省自然科学基金、海南省重点研发项目等资助。

原文链接：https://spj.science.org/doi/abs/10.34133/cbsystems.0314