怎样的手术修复方式最有利于脑功能重塑?
基于新的“大脑→脊髓→神经干→靶器官”的理论体系,团队转化开发出促进患肢原有大脑功能区激活的多组神经移位手术和个体化康复方法,使用无创方法促进大脑沉寂功能区激活,开发出中枢-周围联合互动的针对性治疗技术,形成良性脑重塑,最终重建“灵巧有用的手”。
01
针对主要控制肩肘功能的臂丛神经上干损伤
由于肩外展和伸肘运动相互协同、肩内收和屈肘运动相互协同,设计了部分同侧颈7神经移位术来修复臂丛上干,从而使脑重塑相互协同和促进。对最初的8例肩肘关节不能活动的患者进行平均3年的随访,患者肘关节恢复到°~°,屈肘肌力4~5级,肩外旋达25°~50°,部分患者肩外展可以达到°、肌力达4级。由于耸肩、伸肘与肩外展动作是一组协同运动,屈肘和抓握也是一组协同运动,团队设计了副神经-肩胛上神经、桡神经肱三头肌肌支-腋神经移位术来重建肩外展功能,将正中神经或尺神经部分束移位至肌皮神经肱肌肌支和肱二头肌肌支来重建屈肘功能,平均随访33个月,所有患者可以全幅度屈肘,6/9患者肩外展甚至达到正常范围,肌力达3级或4级。
02
针对主要控制手部功能的臂丛神经下干损伤
电生理研究证实肱肌肌支、旋后肌支来源于臂丛上中干,可用于修复臂丛下干损伤导致的手功能障碍。由于前臂屈肘、旋前与屈指协同、旋后与伸指协同,根据脑重塑规律,团队设计了肱肌肌支-骨间前神经、旋后肌支-骨间后神经联合移位术,并采用桡神经浅支修复尺神经感觉支以进一步恢复感觉功能,促进周围神经的感觉反馈,从而增强良性脑重塑、恢复手部精细功能。经过随访,肱肌肌支或移位术后平均16个月(12~28个月)后83.3%患者的屈拇屈指肌力、握力、神经电生理表现得到了显著恢复;旋后肌支移位2年后90%患者伸指功能得到恢复(肌力3级及以上)。
03
膈神经-肋间神经联合移位术研究
膈神经和肋间神经都是修复臂丛神经的重要动力神经,二者同时又司管呼吸功能,那么受体神经的选择是否有限制、是否能分别用于修复一对互相拮抗的肌肉?通过对膈神经-肋间神经联合移位重建屈肘和伸肘功能的患者进行随访,研究发现神经都能够顺利再生,但是屈肘功能的恢复优于伸肘功能。其原因可能在于恢复一对拮抗肌功能时,重要功能的原有沉寂功能区优先得到重新激活。因此建议将膈神经-肋间神经联合移位用于修复一对协同功能的神经。此外,平均10年的呼吸功能随访表明膈神经联合3-4根肋间神经移位不会显著影响远期呼吸功能。
04
改良通路健侧颈7神经移位术
团队在国内率先进行颈7神经改良椎体前通路移位手术。该术式的特点在于切断双侧前斜角肌能够减少动力神经和受体神经的距离,减小移植神经的长度,使得健侧颈7更顺利、安全通过椎体前间隙。改良后需要移植神经长度从13cm减为6cm,甚至可以与受体神经直接缝合。
05
无创方法调整皮层兴奋性
膈神医院手外科于年首创的术式,重建屈肘功能的有效率可达84.6%,但仍有许多医生对术后潜在的呼吸功能影响,尤其是患者进入老年期后的呼吸状况感到担心。因此在动力神经数量有限的情况下,项目组采用了膈神经端侧移位术这种特殊的方法,既能修复患肢功能又能保留膈神经功能。在临床随访中发现,术后患者的屈肘功能得到部分恢复,但需要深呼吸运动进行辅助。通过对患者进行经颅磁刺激诱发运动电位(TMS-MEP)检测,发现膈肌的功能区和屈肘的功能区在脑区有部分重叠。因此,在膈神经端侧移位术后,进一步采用重复经颅磁刺激方法使患肢原有功能区激活。
06
中枢-周围联合干预
臂丛神经损伤后往往会继发严重、持续的灼性神经痛,给患者造成极大的痛苦。团队采用无创方法对患肢运动区进行重复经颅磁刺激(频率为20Hz),患者主诉疼痛症状得到持续缓解,20d随访VisualAnalogScale(VAS)疼痛评分平均下降34.6%,McGill疼痛量表(MPQ)评分平均下降31.6%。大脑PET扫描发现,治疗后前扣带回、脑岛和尾状核等脑区的葡萄糖代谢降低,这可能是疼痛缓解的中枢机制。随后联合中枢-周围神经磁电刺激方法,促使中枢和周围良性互动,形成最有利的良性脑重塑,不仅使疼痛进一步缓解,而且有益于神经再生和功能恢复。
输
创新点一首次发现臂丛神经损伤后大脑发生特殊变化,患肢原有运动功能区出现沉寂,高级运动中枢也发生广泛异常,甚至影响到运动功能区与高级中枢的联系。
创新点二首次发现臂丛神经修复后影响功能恢复的关键中枢机制。
创新点三基于新的“大脑→脊髓→神经干→靶器官”的理论体系,转化开发出中枢-周围联合互动的针对性治疗新手术和新技术,并形成国际共识。
项目根据新的理论体系,提出了新的治疗指南,受到了国际上的广泛认可和赞扬。项目组提出的臂丛神经损伤修复诊治新理论,被权威教科书NervesandNerveInjuries等收录。Neurology﹠Neurophysiology特发评论:“臂丛神经损伤后的脑重塑理论很重要。”对于提出的新手术和新技术,国际权威期刊Neurosurgery多次特邀专家发表述评:“这是重要的工作,作者值得称赞”“为严重损伤的患者提供了非常有希望的方案”……项目负责人连续受国际手外科协会邀请代表中国手外科在每三年一届的国际大会上作特邀发言和专题报告,作为中国代表在国际巡讲解剖学习班上进行示教。项目组举办国家级学习班和国际臂丛研讨会5~6次/年,累计学员超过0名,余例患者受益。国内应用于华中科技大学同医院、医院、医院、哈尔滨医院等10个省和直辖市的13家医院,国外应用于MayoClinic等著名医疗机构,取得显著社会效益。
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