脊髓刺激可减轻下肢截肢患者的疼痛并改善平衡能力

脊髓刺激可以引起下肢截肢患者缺失脚的感觉并减轻幻肢痛，匹兹堡大学医学院康复科学家今天报告。

假足鞋垫上的压力传感器触发电脉冲，然后将其传送到参与者的脊髓。研究人员发现，这种感觉反馈还可以改善平衡和步态稳定性。这项概念验证研究是与卡内基梅隆大学和芝加哥大学研究人员合作完成的，并在 Nature Biomedical Engineering 上发表了报告。

“我们使用的电极和刺激装置已经在临床上经常使用，并且医生知道如何植入，”资深作者、副教授 Lee Fisher 博士说道。物理医学和康复皮特大学。 “我们正在利用这些技术来显着改善功能并减少疼痛。这很令人兴奋，我们已经构建它有一段时间了。”

在 150 万下肢截肢的美国人中，十分之八的人都经历过某种程度的慢性疼痛，感觉像是来自缺失的腿或脚。这种幻肢痛通常对止痛药物没有反应，并且会严重损害生活质量。此外，由于即使是技术最先进的假肢也不具备感觉反馈功能，截肢者仍然容易出现平衡缺陷和跌倒，这进一步限制了他们的活动能力。

典型的刺激系统通过用另一种感觉信号覆盖疼痛神经元来关闭它们——类似于摩擦酸痛的肘部有助于缓解疼痛——费舍尔的团队利用现有的脊髓刺激技术，通过更换切断的连接来恢复感觉反馈缺失脚的感觉神经元和中枢神经系统之间。

为了使研究人员能够调节感觉的强度，以响应行走过程中假足上不同的压力，将一对细电极线植入下背部的脊髓顶部，并连接到手机大小的刺激装置，不同幅度和频率的电脉冲。根据研究设计，导线被植入一到三个月，并在试验结束后移除。

与其他团队之前的研究不同，费舍尔和团队能够主动控制脊髓刺激参数，以在受试者使用假肢站立或行走时实时控制刺激。

即使在最具挑战性的条件下，例如闭着眼睛站在移动平台上，除了在平衡控制和步态方面取得临床上有意义的改善外，参与者还报告说，幻肢痛平均减少了 70%——鉴于缺乏临床研究，这是一个非常有意义的结果。可用的治疗方案。

这项技术的优点在于它的多功能性：试点研究表明，它可以用于因糖尿病等慢性病而造成广泛周围神经损伤的人，或外伤性截肢的人。它还不需要昂贵的定制电极或不常见的外科手术，因此更容易在国家层面上推广。

“只要脊髓完好无损，我们就能够产生感觉，”费舍尔说。 “我们的方法有潜力成为下肢截肢的重要干预措施，并在行业合作伙伴的适当支持下，在未来五年内转化为临床。”

本研究的其他作者包括 Ameya Nanivadekar 博士、Rohit Bose 理学学士、Bailey Petersen 博士 D.P.T.、Tyler Madonna 理学学士、Beatrice Barra 博士、Isaiah Levy、医学博士、Eric Helm 医学博士、Vincent Miele 医学博士、Michael Boninger 医学博士和 Marco Capogrosso 博士，均来自 Pitt; Devapratim Sarma 博士、Juhi Farooqui 理学学士、Ashley Dalrymple 博士和 Douglas Weber 博士均来自卡内基梅隆大学;以及芝加哥大学的 Elizaveta Okorokova 博士和 Sliman Bensmaia 博士。