脊髓电刺激改善脊髓损伤呼吸障碍：海南大学医校合作助高位截瘫患者告别呼吸机

颈段脊髓损伤导致呼吸肌失神经支配而麻痹，患者需要长期依赖呼吸机人工通气支持，在人工呼吸阶段常会发生肺部感染、结构损伤等多种并发症。这类患者虽然有意识有生命，但是被“焊死”在病床和机器上，是一个非常残酷的现实。

海南大学附属三亚市中心医院神经外科李钢主任团队与海南大学脑机芯片神经工程团队梁丰研教授合作开展脊髓电刺激（Spinal Cord Stimulation, SCS）改善脊髓损伤呼吸障碍的前沿研究，完成两例高位颈髓损伤患者脊髓电刺激手术改善患者的呼吸功能，患者术后已经能够逐步脱离呼吸依赖，其中1例患者已能摆脱呼吸机。以下是病例详细介绍：

病例一：

病例一是一名67岁的男性患者，2025年6月因骑电动自行车不慎摔伤，头部着地致颈髓损伤，伤后四肢活动障碍、呼吸困难。经过积极治疗，虽然保全了性命，意识也清楚，但呼吸功能缺失。由于颈髓损伤后的呼吸肌麻痹，简单的呼吸动作，成为了患者的奢望，他必须依赖呼吸机来完成自己的一呼一吸。在长达半年的时间里，他经历了气管切开、反复发生肺部感染、并因长期依赖呼吸机导致的膈肌废用性萎缩，经过了长期的呼吸机支持和传统的康复治疗，呼吸功能仍未得到明显改善，24小时不间断的呼吸机“嘶嘶”声成为他挥之不去的梦魇。

经过多学科救治小组认真检查和评估以及前沿学术调研，联合团队考虑脊髓电刺激技术有望帮助患者恢复自主呼吸：通过植入电极到颈段椎管硬膜外间隙，向脊髓发送特定电脉冲，刺激控制呼吸的神经通路，促进患者的呼吸肌功能恢复。

患者于2025年10月12日接受SCS手术（常州瑞神安医疗）及颈椎椎管后路减压术，术后一周开启持续电刺激，首次调整好参数进行脊髓电刺激，逐步重启了患者的呼吸功能，呼吸机监测显示从无自主呼吸状态到了自主呼吸触发，但是早期呼吸动度还很微弱，这个阶段我们的医护人员开始不断地鼓励和辅导患者进行呼吸功能训练，在医护口令引导下，患者开始自主呼吸，可以看到胸廓有规律地起伏，随着训练的不断深入，呼吸动度明显加强。随着患者掌握了自主呼吸的训练方式后，主动性明显加强。脊髓电刺激开机后，第一周，患者每天能脱离呼吸机一到数小时不等，在脱离呼吸机辅助的情况下，血氧饱和度依然稳定在95%以上；一个月后，他已能白天清醒状态下完全自主呼吸，仅夜间休息时需辅助通气；随着呼吸功能的不断恢复，他已能连续数天摆脱呼吸机，经过术后参数调试和康复训练，患者可以连续数天脱离呼吸机，实现完全自主呼吸，同期上肢的感觉和运动功能也有部分恢复。

图1 脊髓电极植入后X光透视定位

图2 (a)首次开机时的程序1，(b)首次开机时的程序2

病例二：

病例二是一名69岁男性患者，因骑车不慎摔倒致四肢无力、呼吸困难急诊入院。入院时患者即有四肢运动、感觉障碍、血压低、心率增快等情况。入院后即行气管插管接呼吸机辅助呼吸、多巴胺泵入维持血压。经过5个月的呼吸机支持治疗，虽然意识清楚能够与家人眼神交流，但没有自主呼吸，无法脱离呼吸机。

经过术前检查和评估，脊髓电刺激术有望恢复患者的呼吸肌功能，改善呼吸肌运动，为脱离呼吸机控制呼吸奠定基础。2025年11月18日，我们给患者施行了脊髓电刺激电极植入+颈椎后路椎管减压术。术后一周启动刺激器并调节适当的刺激参数，患者虽然未完全脱离呼吸机，但已有自主呼吸触发，血氧饱和度维持在正常水平，医生进行定期术后康复指导，训练患者按照口令完成自主呼吸动作，呼吸机监测显示自主呼吸触发明显增强。经过数周的训练，患者膈肌运动明显改善，与术前比较，亦可以观察到明显的自主呼吸动度，虽然未能完全脱离呼吸机，但是呼吸机支持参数已经可以逐步下调。

图3 术后X光显示电极植入位置理想，肺部感染也有明显改善

知识延伸

一、 颈髓损伤让“自由呼吸”成为一种奢求

发生在第三、第四节段颈髓（C3-C4）水平的严重损伤常见问题就是导致患者呼吸功能障碍和高位截瘫。这个节段的颈髓控制我们平常呼吸的关键——膈肌，来源于大脑的指令通过膈神经（从C3-C5神经根发出）下传到膈肌，来完成一呼一吸的呼吸动作。

如果患者自己不能完成呼吸动作，就需要依赖呼吸机支持。患者不仅会被呼吸机限制在病床上，还会因为气管切开、长期依赖呼吸机，导致肺部感染和肺功能每况愈下，患者意识虽然清楚，但因戴着呼吸机不能说话、活动受限，对生命的延续陷入绝望和抑郁状态，情绪非常低落。

二、 神经调控：电刺激重燃呼吸肌功能

针对呼吸肌麻痹，传统医疗技术是通过“膈神经起搏”以达到患者呼吸功能恢复的目标，这种技术的前提是膈神经功能本身是完整的。但是对于高位脊髓损伤患者，膈神经起搏效果并不理想。

脊髓电刺激（SCS）手术，为这类患者打开一扇新的大门。SCS手术通过在颈髓（这个位置对应着控制肋间肌和辅助呼吸肌的脊髓节段）椎管内（硬膜外腔）精准植入电极片，刺激发出持续的微弱电流刺激脊髓背侧的神经通路，像给神经回路装了一个“信号放大器”，提高受损神经的兴奋性，使损伤后“休眠”的神经突触重新兴奋并建立连接，激活位于下游的膈肌运动神经元，恢复呼吸肌的运动。SCS手术在全身麻醉下进行，因为手术操作仅限于椎管内硬膜外间隙和皮下，手术创伤小，术后患者通常很快清醒。

三、 SCS如何“重启”呼吸功能？

我们的呼吸运动必须有膈肌、肋间肌的参与，这些肌肉被称为呼吸肌。膈肌的神经支配起源于颈髓（C3-C5），而肋间肌的神经支配来源于胸髓（T2-T5）。

从神经支配的角度看，针对高位颈髓损伤呼吸功能障碍的治疗，膈肌是主要的治疗目标。但是脊髓电刺激的策略不仅限于此，还可以“广域覆盖”。通过将电极放置在颈段和胸段，电刺激可以同时激活膈肌和肋间肌，产生更强、更符合生理状态的吸气动作。

脊髓电刺激技术还具有可逆性和可调性。随着患者神经功能的慢慢恢复，我们可以通过体外的程控仪，随时调整刺激参数，甚至可以关闭刺激器，让患者从“依赖电刺激”过渡到“自主维持”。神经调控技术在高颈段脊髓损伤呼吸功能障碍恢复方面显示出了良好的应用前景。虽然并非所有患者都能完全脱离呼吸机，但脊髓电刺激提供了一种全新的、有效的备选治疗方案。

目前，脊髓电刺激不仅用于治疗疼痛，在临床上也可用于意识障碍促醒（早期促醒干预）、脊髓损伤、臂丛神经损伤后瘫痪、脑卒中后偏瘫或截瘫、糖尿病足等治疗。脊髓电刺激对于哪种类型的呼吸困难患者改善最为有效，是否存在客观指标预测改善程度，还有待更多中心参与进来，对更多的病例进行总结和进一步的研究。

李钢，海南大学附属三亚市中心医院主任医师，硕士研究生导师，医学博士。海南省具有突出贡献优秀专家；海南省拔尖人才；三亚市李钢名医工作室领衔专家。从事神经外科临床工作30余年，熟练掌握显微神经外科技术、神经介入诊疗技术、立体定向技术和神经内镜技术，对脑血管病、神经系统肿瘤、神经系统创伤、功能性神经外科疾病的诊治积累了较丰富的经验；

梁丰研，海南大学生物医学工程学院教授，博士生导师。主要从事植入式脑机接口与神经调控方向的研究。

2026年1月20日，海南省脑空间信息学与脑机接口技术创新中心在海南大学揭牌成立，中心聚焦脑空间信息学、脑机接口专用芯片、神经电极等“卡脖子”技术与前沿方向开展集中攻关，吸纳脑空间信息学、脑机芯片神经工程等多个专业团队进行技术攻坚创新，联合脑专科医院及相关科技企业等共建单位合作发展，为脑机接口领域发展提供全方位支撑。同期，海南大学与海南大学附属三亚中心医院、海口市人民医院、海南省第二人民医院共建的"脑机接口临床与转化基地"正式揭牌，推动医工交叉融合与脑机接口临床转化。

来源：脑机接口社区微信公众号