激光輻射在降低高頻電刺激損傷神經(jīng)中的應(yīng)用研究.pdf

1、基于高頻(kHz)雙向電流刺激實現(xiàn)的神經(jīng)阻斷技術(shù)在減緩肌肉抽搐、選擇性興奮神經(jīng)、提高泌尿效率等多種疾病的治療與康復(fù)方面具有重要的科研和臨床應(yīng)用價值，而其安全性成為有效實現(xiàn)阻斷神經(jīng)技術(shù)的關(guān)鍵問題之一。相比之前的常規(guī)電生理檢查，神經(jīng)傳導(dǎo)速度分布（Conduction Velocity Distribution，CVD）能夠提供更加豐富的神經(jīng)纖維的信息，為檢測神經(jīng)傳導(dǎo)性功能提供更加形象明確的依據(jù)。本研究基于反卷積算法實現(xiàn)了CVD的計算，并在神

2、經(jīng)模型仿真和離體的牛蛙坐骨神經(jīng)實驗數(shù)據(jù)中進行了驗證分析。通過統(tǒng)計高頻電流刺激前后CVD的差異(差分傳導(dǎo)速度分布，differential CVD，dCVD)來分析高頻電刺激對神經(jīng)傳導(dǎo)性功能的影響。另外，本文根據(jù)研究神經(jīng)損傷結(jié)果以及可能的損傷機制提出采用激光輻射的方法對高頻電刺激實現(xiàn)神經(jīng)阻斷過程進行相應(yīng)的優(yōu)化，以便減小電刺激對神經(jīng)的損傷。
　　首先，本研究統(tǒng)計了不同參數(shù)（幅度、頻率和時長）高頻雙向電流刺激對神經(jīng)造成損傷的趨勢和規(guī)律。

3、高頻幅度范圍為阻斷閾值的0.125-8倍幅度。研究發(fā)現(xiàn)，隨著高頻幅度的增加，神經(jīng)損傷比（Injury Rate，IR）會出現(xiàn)先增大后減小再增大的變化趨勢。在損傷比先增大階段，阻斷比（Blocking Rate，BR）大致呈線性關(guān)系變化。在高頻幅度為阻斷閾值時，IR達到局部最大值;而隨著幅度繼續(xù)增大（直到大致在阻斷閾值的2.25倍左右），IR逐漸減小并達到局部最小值;繼續(xù)增加高頻電流幅度，神經(jīng)損傷比將逐漸增大。在高頻電流幅度足夠大情況下，

4、神經(jīng)達到完全損傷狀態(tài)。隨后的實驗使用不同頻率(1kHz，2.5kHz，5kHz和10kHz)高頻電流刺激神經(jīng)，并保持陰陽脈沖對稱。結(jié)果表明，頻率越大，神經(jīng)損傷比越小。在不同時長高頻電流刺激神經(jīng)的實驗中，持續(xù)時間長的電流刺激導(dǎo)致了較大的神經(jīng)損傷比和較慢的神經(jīng)恢復(fù)速度。
　　本研究同時還研究了激光輻射在減緩高頻雙向電流刺激導(dǎo)致神經(jīng)損傷中的應(yīng)用。研究發(fā)現(xiàn)，一定參數(shù)的激光輻射對于高頻損傷具有減緩作用，并且可以加快神經(jīng)在損傷后的恢復(fù)速度。統(tǒng)

5、計結(jié)果表明，激光輻射在減緩神經(jīng)損傷方面的影響比（Effecting Rate，ER）顯著(P＜0.0001);激光輻射的影響效果對其參數(shù)具有一定的依賴性。波長為650nm的激光輻射在減緩神經(jīng)損傷，恢復(fù)神經(jīng)速度上的效果要明顯優(yōu)于850nm的激光輻射，其相應(yīng)的影響比（ER）平均值之比為1.76。不同功率的激光在高頻電刺激結(jié)束后的60秒恢復(fù)過程中的有效性表現(xiàn)出一定的階段性特征。整體上來說，低功率的激光輻射具有較短潛伏期和相對較長的有效性持續(xù)時

6、間;而高功率的激光輻射的有效性表現(xiàn)出一定的延時性。在本研究中，650nm50mW的激光輻射效果最為顯著。
　　本研究在離體牛蛙坐骨神經(jīng)上進行了高頻電刺激實驗的數(shù)據(jù)采集與分析，結(jié)果表明，高頻電刺激在實現(xiàn)阻斷的過程中會對神經(jīng)的傳導(dǎo)功能造成一定的損傷;為減小神經(jīng)損傷，高頻電刺激存在優(yōu)化的參數(shù)（2.25倍阻斷閾值左右的高頻電流幅度、相對較高的高頻頻率和較短的刺激時長）。另外，650nm50mW的激光輻射能夠顯著減緩高頻電刺激導(dǎo)致的神經(jīng)損傷