硬膜外脊髓电刺激结合减重跑台训练对脊髓损伤大鼠运动功能的影响

目的探讨硬膜外脊髓电刺激（ESCS）结合减重跑台训练对脊髓损伤大鼠运动功能的影响。 方法共选取成年雌性SD大鼠24只，采用改良Allen打击法将其制作成T8～9脊髓损伤模型，将造模成功大鼠随机分为脊髓损伤组(简称模型组，术后未给予特殊处理)、硬膜外电刺激组(简称电刺激组，术后给予硬膜外电刺激)、减重跑台治疗组(简称减重运动组，术后给予减重运动训练)和减重跑台训练结合硬膜外电刺激组(简称治疗组，术后给予减重运动训练及硬膜外电刺激)。于术前及术后采用神经行为学评分（BBB评分）对各组实验大鼠运动功能恢复情况进行评定，并于术后8周时取各组大鼠脊髓损伤节段进行神经丝蛋白（NF200）免疫组化染色分析。 结果减重运动组和治疗组大鼠神经行为学评分（BBB评分）和NF200染色光密度值均显著高于模型组及电刺激组水平（P<0.05）；治疗组大鼠BBB评分显著高于减重运动组（P<0.05），但治疗组和减重运动组NF200免疫组化染色结果间差异无统计学意义（P&rt;0.05）。 结论ESCS及减重运动训练均对不完全性脊髓损伤大鼠步行功能恢复具有促进作用，且两者联用具有协同功效，其治疗机制可能与刺激脊髓损伤下位中枢模式发生器神经元有关。     

硬脊膜外脊髓电刺激器的实验设计

目的：临床研究已证实，脊髓不完全损伤患者接受硬脊膜外脊髓电刺激后，能增加其行走速度和行走时间，使能量代谢发生变化，脂肪代谢速率增加，碳水化合物代谢速率降低。建立一种用于硬脊膜外脊髓电刺激动物实验的实验系统，以进一步观察揭示这种作用的相应机制。 方法：①硬脊膜外脊髓电刺激器基本原理和电路构成设计：硬件主要由单片机、人机接口电路、光电隔离电路、数模转换电路及波形调制电路5大部分组成。单片机采用美国ATMEL公司的AT89S51，片内带4KB的可系统编程的Flash只读程序存储器、高性能的CMOS8位单片机。系统中人机接口电路主要提供用户输入和实时显示参数。②确定刺激器的参数可调范围：电压幅值0-10V（每0．1V为一档，上下可调），频率500-1000Hz（每100Hz为一档，上下可调），波宽O-100μs（每5邺为一档，上下可调）。③选择刺激波形：选用电荷平衡的双相脉冲。④选择确定电极及其导线材料：以银作为电极和导线的材料（达到刺激点准确），医用硅胶封装电极（达到兼容性），电极导线封装在硅胶模具内，电极片暴露（达到接触并刺激脊髓）。电极片直径1.7mm，导线直径0.2mm，电极片间距3mm。⑤动物实验：与同济医院神经康复科共同完成。选取成年健康猫5只，选L4、L5腰椎腰膨大部位，局部麻醉下切开皮肤，分离棘突及周围组织，切断棘突及椎板，显露硬膜外腔脂肪及硬膜。电极植入硬膜外腔。刺激电极的导线与刺激器相连。由低电压低频率开始电刺激，逐步提高强度和频率。调换3个刺激电极的正负极，重复上述刺激。以受刺激节段支配肌肉发生颤搐为标准观察刺激效果。 结果：①采用AT89S51单片机作为核心，可调参数范围宽泛。②根据动物反应提供灵活多变的双极性脉宽波形，安全可靠。（爹初期动物实验检测中，5只实验猫都在刺激电压幅值达到[（1&;#177;0．1）V，（700&;#177;100）μs，（40&;#177;5）Hz时，肌肉出现轻微颤搐。加大幅值，肌肉体的颤搐程度逐渐加大。而通过不断改变频率、波宽两个参数来增加刺激强度，发现对动物体颤搐程度也有不同程度的改善。实验过程中动物无不良反应。 结论：硬脊膜外脊髓电刺激器的设计满足硬脊膜外脊髓电刺激研究的需要，能根据实验所需参数提供灵活多变安全可靠的刺激波形，良好的人机接口提供方便可靠的操作方式，为硬脊膜外脊髓电刺激机制的深入研究提供了良好的实验仪器。     

硬膜外脊髓电刺激电压及频率变化对正常大鼠脊髓反射的

目的研究正常大鼠麻醉状态下S1脊髓节段不同电压及频率硬膜外脊髓电刺激（ESCES）所诱发的脊髓反射,探讨ESCES诱发脊髓反射的发生机制及来源。 方法选取成年雌性Sprague Dawley大鼠10只,麻醉后手术将电极植入S1脊髓节段,予以波宽200 μs、电压强度分别为400,600,1200 mV的单脉冲ESCES; 1200 mV时,频率分别为50,60,80,100 Hz 的ESCES。以同心圆针电极记录大鼠后肢半腱肌肌腹的肌电信号,观察所诱导脊髓反射的特点。 结果能引起大鼠半腱肌反应的阈值为300 mV。3种电压强度的ESCES能诱导出2种潜伏期成分的脊髓反射,较低的400,600 mV电压强度可诱发出长潜伏期成分,潜伏期分别为（5.27±0.36） ms和（5.19±0.67）ms;较高的1200 mV电压强度可诱发出短潜伏期成分,潜伏期为（2.57±0.23）ms。4种较高频刺激均可诱发出脊髓反射,但刺激后期都出现了脊髓反射脱落后不规律出现,部分大鼠出现了较高频刺激后期脊髓反射完全消失。50 Hz频率的ESCES所诱发脊髓反射的潜伏期和波宽分别为（4.46±1.07）ms和（7.33±1.00）ms,与另外3种频率所诱发脊髓反射相比差异有统计学意义（P<0.05）。 结论不同电压的ESCES可诱导出不同来源的脊髓反射。长潜伏期成分可能是兴奋脊髓背根传入神经后引起的单突触反射;短潜伏期成分可能是直接兴奋脊髓内的运动神经元或运动纤维后向下传导引起的肌肉兴奋电反应。4种较高频ESCES所诱发的不规律出现的脊髓反射,可能是一种单突触反射。较高频刺激时脊髓反射的不规律出现可能与较高频刺激的抑制作用有关。     

不同电刺激参数致颈神经椎孔外卡压动物模型的建立

背景：研究证实,电刺激可诱发局部肌肉痉挛,从而产生周围神经压迫的过程,能较好地模拟临床患者发病的实际情况。目的：观察不同电刺激参数对大鼠肌肉收缩的影响,以及局部电刺激致椎孔外颈神经卡压的可能性。设计、时间及地点：随机对照动物实验,于2005—09／2007—04在上海交通大学医学院附属上海市第六人民医院骨科及中心实验室完成。材料：68只健康成年SD大鼠,随机选择8只作为刺激参数的选择,其余60只分为实验组（n=40）、假手术组（n=10）、植入导线组（n=10）,以大鼠右侧为实验侧,同时行自身对侧对照。方法：切开大鼠颈后正中表皮,显露脊神经后支皮支及其所支配的颈部后外侧肌群,使用低频脉冲发射器对上述肌肉进行电刺激,发射器的输出范围为：电压0-40v,频率1—111Hz,脉宽0-1000ms。观察局部及全身对各种刺激的反应,同时记录局部肌电变化,确立建立周围神经卡压模型的合适刺激参数。显露大鼠右侧颈后、外侧肌群及颈神经后肢支配区域,将两个电极末端裸露导线部分固定于肌群中,电极缝合于肌肉上,实验组将设定合适刺激参数的电刺激器植入大鼠腹部皮下,电极导线经颈背部皮下隧道连接至颈部,假手术组不植入刺激器,植入导线组植入包有硅胶套管的电极导线。主要观察指标：植入后2,3,4,5周观察动物神经电生理及组织学改变。结果：动物局部及全身反应强度随电刺激脉宽的增加而增加,当脉宽固定时,动物的全身或局部表现随频率变化不明显。肌电幅值随脉宽增加显著上升,而当脉宽固定时,肌电幅值随频率增加,并无升高。结合电刺激时大鼠局部肌肉收缩强度与肌电图测定结果发现,肌电幅值与收缩强度之间存在明显正相关,初步确定了建立动物模型的合适刺激参数为：50Hz、200uS、刺激间隔时间113S、20V。对大鼠电刺激2周后,神经电生理检测可发现失神经电位,此后变化程度随时间增加而逐步加重;组织学检测发现,局部中性细胞聚集,毛细血管扩张,内皮细胞增生,肌细胞萎缩,间隙增大,间质肉芽组织再生等神经卡压的特征性病理改变,其中肌纤维横断面经慢性电刺激后逐渐缩小,局部肌萎缩加重。结论：不同的刺激参数可影响肌肉的收缩状态与强度,在一定的刺激参数作用下,可诱发肌肉进行有效的收缩。     

脊髓中央裂电刺激对股二头肌的控制作用

目的：通过对兔损伤平面以下脊髓中央裂电刺激实现对股二头肌牵张反射和收缩功能的控制作用。方法：实验于2003-11／2004-03在济南军区总医院动物实验中心完成，12只新西兰大白兔（8月龄）手术制作兔T10截瘫模型，术后10d，暴露L4～S2脊髓，植入长短两组微电极，然后暴露兔双侧股二头肌远端止点，用50mg砝码10cm高垂直坠落诱发牵张反射，肌电诱发电位仪记录兔股二头肌牵张反射的运动单元电位及刺激短电极后的运动单元电位，纪录刺激前后运动单元电位的电压值进行配对比较。在兔双侧足部捆绑50mg砝码行长电极刺激后，观察诱发免股二头肌负重收缩结果，抑制兔股二头肌牵张反射的结果，并记录最小的刺激电压值。结果：入选的12只兔均进入结果分析。①兔股二头肌牵张反射结果：短电极在方波波宽0．1ms，频率60-150Hz，电压80～120mV刺激下，牵张反射的运动单元电位的平均电压值低于兔截瘫后10d不给予电刺激时的平均值[（264&;#177;81），（267&;#177;61）μV，（t=2．628P〈0．05）]。②诱发兔股二头肌负重收缩观察结果：长电极在波宽为0．4ms，频率30～50Hz．最小刺激电压（31．00&;#177;4．48）mV时，兔股二头肌发生负重收缩。结论：采用脊髓中央裂电刺激的方法可以使股二头肌获得可控制的反射抑制和肌肉运动功能。     

硬脊膜外脊髓电刺激器的实验设计

目的:临床研究已证实,脊髓不完全损伤患者接受硬脊膜外脊髓电刺激后,能增加其行走速度和行走时间,使能量代谢发生变化,脂肪代谢速率增加,碳水化合物代谢速率降低。建立一种用于硬脊膜外脊髓电刺激动物实验的实验系统,以进一步观察揭示这种作用的相应机制。方法:①硬脊膜外脊髓电刺激器基本原理和电路构成设计:硬件主要由单片机、人机接口电路、光电隔离电路、数模转换电路及波形调制电路5大部分组成。单片机采用美国ATMEL公司的AT89S51,片内带4KB的可系统编程的Flash只读程序存储器、高性能的CMOS8位单片机。系统中人机接口电路主要提供用户输入和实时显示参数。②确定刺激器的参数可调范围:电压幅值0～10V(每0.1V为一档,上下可调),频率500～1000Hz(每100Hz为一档,上下可调),波宽0～100μs(每5μs为一档,上下可调)。③选择刺激波形:选用电荷平衡的双相脉冲。④选择确定电极及其导线材料:以银作为电极和导线的材料(达到刺激点准确),医用硅胶封装电极(达到兼容性),电极导线封装在硅胶模具内,电极片暴露(达到接触并刺激脊髓)。电极片直径1.7mm,导线直径0.2mm,电极片间距3mm。⑤动物实验:与同济医院神经康复科共同完成。选取成年健康猫5只,选L4、L5腰椎腰膨大部位,局部麻醉下切开皮肤,分离棘突及周围组织,切断棘突及椎板,显露硬膜外腔脂肪及硬膜。电极植入硬膜外腔。刺激电极的导线与刺激器相连。由低电压低频率开始电刺激,逐步提高强度和频率。调换3个刺激电极的正负极,重复上述刺激。以受刺激节段支配肌肉发生颤搐为标准观察刺激效果。结果:①采用AT89S51单片机作为核心,可调参数范围宽泛。②根据动物反应提供灵活多变的双极性脉宽波形,安全可靠。③初期动物实验检测中,5只实验猫都在刺激电压幅值达到[(1±0.1)V,(700±100)μs,(40±5)Hz]时,肌肉出现轻微颤搐。加大幅值,肌肉体的颤搐程度逐渐加大。而通过不断改变频率、波宽两个参数来增加刺激强度,发现对动物体颤搐程度也有不同程度的改善。实验过程中动物无不良反应。结论:硬脊膜外脊髓电刺激器的设计满足硬脊膜外脊髓电刺激研究的需要,能根据实验所需参数提供灵活多变安全可靠的刺激波形,良好的人机接口提供方便可靠的操作方式,为硬脊膜外脊髓电刺激机制的深入研究提供了良好的实验仪器。     

脊髓电刺激疗法的进展

脊髓电刺激疗法（Ｓｐｉｎａｌｃｏｒｄｓｔｉｍｕｌａｔｉｏｎ,ＳＣＳ）是将电极植入椎管内,以脉冲电流刺激脊髓神经治疗疾病的方法。受Ｍｅｌｚａｃｋ和Ｗａｌ的闸门控制学说的启示,Ｓｈｅａｌｙ等发现对猫的脊髓后索给以５０Ｈｚ方波电流刺激后,疼痛刺激被抑制,１...     

经皮电刺激对脊髓损伤大鼠脊髓前角神经营养因子-3及肿瘤坏死因子-α的影响

目的观察经皮电刺激对脊髓损伤大鼠脊髓灰质前角及损伤区神经营养因子-3（NT-3）和肿瘤坏死因子-α（TNF-α）表达的影响,并探讨经皮电刺激在脊髓损伤大鼠神经元重建及功能恢复中的作用机制。 方法共选取Wistar大鼠48只,采用随机数字表法将其分为模型组及电刺激组。采用Allen′s法将2组大鼠制成T9节段不完全脊髓损伤模型,电刺激组于术后给予经皮电刺激治疗。术后每天采用BBB评分对大鼠运动功能进行评定;2组大鼠分别于术后1 d、3 d、5 d及7 d时取材,采用免疫组化法观察2组大鼠在不同时间点脊髓中NT-3及TNF-α变化情况。 结果2组大鼠术后BBB评分均呈现增加趋势,并且以电刺激组的改善幅度较显著,该组大鼠BBB评分在术后5 d及7 d时均明显优于模型组(P<0.05);免疫组化检测结果显示,术后2组大鼠NT-3免疫阳性表达均持续增加,于术后5 d时达到峰值,于术后7 d时开始下降,并且电刺激组NT-3阳性表达量在术后5 d及7 d时均显著高于模型组(P<0.05);术后2组大鼠TNF-α免疫阳性表达均随时间进展而逐渐增多,但以电刺激组的增加幅度相对较缓,该组TNF-α免疫阳性表达在术后5 d及7 d时均显著低于模型组（P<0.05）。 结论经皮电刺激能促进脊髓损伤大鼠NT-3表达,抑制TNF-α表达增加,有助于脊髓损伤大鼠神经元修复、重建及相关功能恢复。     

局灶性脑梗死模型大鼠予全植入式低强度皮质电刺激的安全和可行性

背景：近10年来使用皮质电刺激治疗脑卒中的动物和临床试验均得到了比较肯定的结果。 目的：观察全植入式皮质电刺激器长时间、低强度、变频皮质电刺激对大鼠局灶性脑梗死后神经功能恢复的影响。 方法：成年雄性SD大鼠60只,线栓法制作大脑中动脉阻塞的脑梗死模型。选取Bederson评分为1-3分的大鼠40只进行MRI扫描,筛选出有皮质梗死的大鼠（n=23）,MRI测定梗死灶周边皮质的位点,确定接受皮质电刺激治疗的靶点,大脑中动脉阻塞后第6天植入电刺激器。将23只大鼠随机分为2组：皮质电刺激组（n=13）大鼠每天进行皮质电刺激治疗2次/d,每次持续30 min,电刺激频率10 s内在50,20和5 Hz之间变动并重复循环。无刺激组（n=10）仅植入电刺激器,无电刺激输出。在植入电刺激器后第2天和第16天,两组大鼠进行前肢使用不对称、足失误测试,第16天最后一次行为学评价完成后,取出电刺激器进行检测,常规苏木精-伊红染色观察大鼠梗死灶周围皮质结构及细胞形态。 结果与结论：23个电刺激器取出后,仅发现1个皮质电刺激组电刺激器不能正常工作,其余各电刺激器性能均保持良好。除1只大鼠在电刺激器植入部位的皮肤有破溃,愈合稍差,其余大鼠皮肤切口均愈合良好。苏木精-伊红染色可见脑梗死电极植入处皮质组织结构清晰完整,神经细胞排列整齐,神经元胞浆丰富,核仁清楚,正常胶质细胞结构完整,细胞周围间隙致密无水肿。足失误和前肢使用不对称测试结果均显示第16天皮质电刺激组大鼠神经功能恢复显著优于较无刺激组。结果表明采用了一套用于大鼠脑梗死模型的全植入式皮质电刺激器,建立了安全的植入方式及刺激模式,并证明低强度、长时间、变频的脉冲式电刺激模式是安全的,且有助于促进大脑局灶性脑梗死后的神?     

电刺激对大鼠脊髓损伤后神经生长因子表达的影响

目的探讨电刺激对成年大鼠脊髓损伤后脊髓灰质神经元神经生长因子(NGF)表达的影响。方法健康成年SD大鼠72只,随机分为正常组、损伤对照组、电刺激组。采用Allen法,将后两组复制为脊髓T9损伤模型。术后对电刺激组大鼠进行电刺激治疗7 d。于术后l d、3 d、5 d、7 d对3组进行BBB评分,免疫组化和Western blot法检测NGF的表达情况。结果 BBB评分结果显示大鼠脊髓损伤后有自行恢复功能,从第5天开始电刺激组与损伤对照组有显著性差异(P<0.05)。脊髓损伤后,电刺激组和损伤对照组NGF表达均持续升高(P<0.05),电刺激组表达多于损伤对照组(P<0.05)。结论脊髓损伤后电刺激诱导损伤区NGF表达,从而创造了有利于神经再生的微环境。