经皮脊髓电刺激tSCS如何调控儿童脑瘫CP

HUIYING

儿童脑瘫机制

脑瘫（Cerebral Palsy, CP）是由发育中的大脑在胎儿期或出生后两年内遭受非进行性损伤所引起的运动障碍综合征，其工作机制可概括为：大脑的静态病变导致上运动神经元功能异常，引发抑制丧失（表现为痉挛、反射亢进、阵挛等）和连接丧失（导致运动控制障碍、感觉输入异常），进而引起肌肉生物力学负荷减少、神经肌肉控制减弱和运动模式异常（如图1所示）。这种神经驱动异常进一步影响肌肉的生长发育，导致肌肉体积减少、肌纤维缩短、肌腱相对变长、肌小节数量减少且被过度拉伸，同时伴随卫星细胞数量减少、再生能力下降、细胞外基质扩张和脂肪浸润，最终形成肌肉挛缩、关节活动度受限、肌力减弱和功能下降的恶性循环。这一过程在婴幼儿期即可显现，随年龄增长逐渐加重，严重影响患者的运动功能和生活质量。

图1 脑瘫CP工作机制

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tSCS 的工作机理：如何改善脑瘫

tSCS（经皮脊髓电刺激）通过在多节段（颈段C5–6和胸段T11–12）施加亚运动阈值的电刺激，调制脊髓网络的兴奋性，促进其与大脑之间的双向功能重组。其核心机制包括：

抑制异常上位输入：通过调节脊髓兴奋性，抑制来自大脑的异常指令；

增强本体感觉反馈：在ABNT中，通过正确的姿势和运动模式产生正常的本体感觉输入，进一步促进脊髓网络的正常化；

促进神经可塑性：通过重复性、任务特异性的训练，强化正常运动模式。

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临床研究

研究设备与方法

设备：使用SpineX公司的SCIP设备，提供双相电刺激；

刺激参数：颈段12–18mA，胸段10–16 mA，低于运动阈值，避免肌肉收缩；

治疗 protocol：每周2次，共8周，每次50–60分钟，包括跑步机训练、坐立转移、站立、步行等多种功能性活动；

评估工具：GMFM-88（主要结局指标）、PedsQL（生活质量问卷）、步态质量评估。

图2 临床实验设计与电极放置示意图

研究结果

GMFM-88（客观量化脑瘫患儿粗大运动功能的金标准）评分显著提高（图3a–c）：

I–II级：70.4 → 85.28（P < 0.05）

IV–V级：11.09 → 21.92（P < 0.05）

图3 治疗前后GMFM-88评分变化与年龄相关性分析

步态能力改善：非行走患儿从9人降至4人；

生活质量提升：PedsQL评分（家长评估患儿生活质量的主观问卷）显示家长报告的生活质量显著改善（图4a–b）；

图4 患儿生活质量（PedsQL）改善及其与运动功能的相关性

无严重不良事件，安全性良好。

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总结

非侵入性迷走神经刺激（tVNS）通过以下途径干预癫痫：

神经调制通路：刺激颈部迷走神经传入纤维→激活孤束核（NTS）→投射至蓝斑、丘脑及边缘系统→ 抑制异常放电。

生化效应：增加抑制性神经递质GABA和去甲肾上腺素释放，降低神经元兴奋性（机制尚未完全证实，但fMRI显示丘脑/海马区激活变化）。

优势：相比手术植入式VNS，tVNS（gammaCore VET）无创、操作简易（主人可居家实施），避免手术并发症（如霍纳综合征）。

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回映产品

产品1：手持式经皮脊髓神经电刺激(tSCS)

本设备采用经皮脊髓电刺激（transcutaneous Spinal Cord Stimulation, tSCS）技术，是一种基于生物电调控原理的非侵入性神经调控系统。其核心技术特征为：通过高频载波信号的低频脉冲幅度调制（Pulse Amplitude Modulation, PAM），在保证刺激深度的同时显著降低皮肤阻抗带来的不适感。刺激电流经体表电极耦合至目标脊髓节段，可选择性激活脊髓后柱神经通路及中间神经元网络。

从临床应用维度，本系统具有多节段调控能力：颈段tSCS通过调节颈膨大（C5-T1）神经环路，可有效改善中枢性上肢运动功能障碍；腰骶段tSCS作用于腰膨大（L1-S2）神经中枢，能促进下肢运动功能重建（包括直立位平衡及步态训练），同时通过门控机制实现疼痛调控。现有循证医学证据支持其在慢性脊髓损伤康复、神经源性膀胱管理及急性痛症干预等领域的辅助治疗价值。

回映经皮脊髓电刺激tSCS设备示意图

基本参数

脉宽:范围为100us至2ms;

刺激频率:为1Hz至100Hz;

载波频率:频率为5kHz至15kHz;

刺激波幅值:范围为0mA至200mA;

刺激时间：0~60min 可调；

淡入淡出时间：0~120s 可调，确保刺激的安全性；

脱落检测：通过实时阻抗检测分析电极脱落状态确保刺激有效性；

产品2：经皮耳迷走神经刺激（taVNS）本产品采用经皮耳迷走神经刺激（taVNS）技术，通过非侵入性电刺激耳甲腔及耳甲艇的迷走神经分支，精准调控耳部迷走神经分支（耳甲腔CO10、耳甲艇CO15等穴位）；具有多种刺激模式、信号调节范围大，直接作用于神经生理机制，可适用于睡眠障碍、焦虑症状、认知障碍、乏力、食欲减退、偏头痛、以及癫痫等多种疾病的辅助治疗。

回映经皮脊髓电刺激tSCS设备示意图

回映自研经耳迷走神经电刺激耳甲电极

基本参数

刺激强度：0 - 30mA;

刺激频率：1 - 200Hz;

刺激脉宽：100 - 1000us;

刺激维持ON状态：1 - 500s;

刺激间歇OFF状态：1 - 500s;

淡入淡出时间：0 - 10s.

产品3：手持式功能性电刺激仪 FES

该设备基于功能性电刺激（FES）技术，通过 低频脉冲电流（1–100Hz） 刺激目标神经或肌肉，绕过受损的中枢神经系统（如中风、脊髓损伤部位），直接诱发肌肉收缩，以恢复或辅助运动功能。该手持式FES设备通过 精准电刺激+智能反馈，为神经损伤患者提供非侵入、可定制的运动功能重建方案，覆盖从临床到家庭的康复需求。其核心价值在于 “替代-训练-重塑” 三重作用：短期替代瘫痪肌肉，中期促进神经可塑性，长期恢复自主运动功能。
适应症:

该设备适用于 神经系统损伤导致的运动功能障碍，主要临床应用包括：

1.中风康复

上肢功能重建：辅助手部抓握、腕部伸展（如改善勺子握持能力）。

下肢步态训练：纠正足下垂（如刺激腓神经实现踝背屈）。

2.脊髓损伤（SCI）

肌肉激活：预防废用性萎缩（如股四头肌电刺激维持肌力）。

膀胱功能管理：刺激骶神经根改善排尿（需专业配置）。

3.多发性硬化（MS） & 脑瘫（CP）

痉挛管理：通过拮抗肌刺激抑制异常肌张力（如腕屈肌痉挛缓解）。

4.运动医学

术后肌肉再训练：如膝关节置换后股四头肌激活。

回映手持式功能性电刺激FES设备示意图

基本参数

幅值：0~80mA

频率：1~100Hz

脉宽：0~1000us

淡入淡出时间：0~4s

通断比：1:5 ~ 1:1

刺激时间：0~30min

脱落检测：通过实时阻抗检测分析电极脱落状态确保刺激有效性；