趙文，魏瑞晗，饒家聲，趙璨，田鵬宇，周俠，季潤，李立峰，楊朝陽,，李曉光,

1.首都醫(yī)科大學(xué)神經(jīng)生物學(xué)系，北京市100069；2.北京航空航天大學(xué)生物材料和神經(jīng)再生北京市實(shí)驗(yàn)室，生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)院，北京市100191；3.國家康復(fù)輔具研究中心人體生物力學(xué)實(shí)驗(yàn)室，北京市100176

脊髓損傷是指由于各種外力作用于脊柱造成的脊髓壓迫或斷裂，是一種威脅人類健康的常見疾病[1]。目前，脊髓損傷全球發(fā)病率為每年(30～40)/100萬，我國為每年(23.7～60.6)/100萬，并逐年增加[2]。脊髓損傷會(huì)造成患者感覺和運(yùn)動(dòng)功能損傷，引起多種并發(fā)癥，給患者及其家人和社會(huì)帶來極大的負(fù)擔(dān)。如何客觀、有效地評價(jià)患者損傷及康復(fù)程度，是脊髓損傷領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一[3]。

站立時(shí)，足底壓力可以反映足部甚至全身部分功能信息[4]。在某些情況下，足底壓力的改變會(huì)比臨床癥狀、體征出現(xiàn)得更早[5]。脊髓損傷后，患者立位支撐能力受到影響；通過足底壓力分析有助于進(jìn)行臨床損傷程度診斷及康復(fù)評估[6]。步態(tài)壓力分析在神經(jīng)外科、骨科、矯形外科、康復(fù)醫(yī)學(xué)等眾多臨床領(lǐng)域均有廣泛應(yīng)用[7-8]。

足底壓力分析有足底印記法、足底壓力掃描器法、測力板/測力臺(tái)法、壓力鞋/壓力鞋墊法等[9]。數(shù)字化步態(tài)壓力系統(tǒng)可以精確測量對象站立或行走中足底接觸面壓力分布情況，顯示壓力分布的輪廓和各種數(shù)據(jù)，并直觀反映脊髓損傷后肢體支撐體重的程度，測試過程更加高效、準(zhǔn)確、直觀、方便，數(shù)據(jù)也更方便保存和處理[10-11]，已被廣泛應(yīng)用于眾多基礎(chǔ)及臨床研究[12-13]。Foot-Scan系統(tǒng)是代表性的數(shù)字化足底壓力分析系統(tǒng)，可精準(zhǔn)捕捉足底壓力變化以及雙下肢對壓力板的施壓比例。

本研究采用恒河猴為對象。相比其他動(dòng)物，恒河猴在神經(jīng)解剖結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)通路支配、雙足步進(jìn)能力、雙足行走特征等方面更接近人類[14-15]。采用Foot-Scan系統(tǒng)對實(shí)驗(yàn)動(dòng)物直立時(shí)雙下肢足底壓力進(jìn)行采集，闡明脊髓損傷對于雙下肢承重能力的影響。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物

SPF級成年雌性恒河猴6只，年齡約6歲，體質(zhì)量5～6 kg，來源于中國人民解放軍軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心。本研究已通過首都醫(yī)科大學(xué)動(dòng)物倫理委員會(huì)的批準(zhǔn)。

1.2 數(shù)據(jù)采集

手術(shù)前禁食、禁水12 h。氯胺酮1 ml肌肉注射誘導(dǎo)麻醉后，腹腔注射2%戊巴比妥鈉1～1.5 ml/kg深度麻醉。背部和下肢常規(guī)消毒、備皮，靜脈點(diǎn)滴青霉素8.0×105U/250 ml。切開背部脊髓T6-10節(jié)段皮膚和肌肉，分離骨膜，去除T8棘突，暴露T7-9硬脊膜；切開硬脊膜暴露脊髓。在脊髓中線偏右側(cè)1 mm處半切除脊髓組織1 cm。縫合硬脊膜。溫生理鹽水沖洗傷口，縫合肌肉和皮膚，紗布包扎[16]。

術(shù)前2 h，術(shù)后6周、12周，使用Foot-Scan系統(tǒng)采集足底壓力。輸入實(shí)驗(yàn)動(dòng)物出生年月、體質(zhì)量等相關(guān)信息。實(shí)驗(yàn)人員將恒河猴雙上肢固定后放置于測力板上，使其自然站立，確保雙下肢踩在測力板上。采集兩側(cè)足底壓力百分比。每只動(dòng)物取5組有效數(shù)據(jù)。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

采用SPSS 20.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。足底壓力百分比不符合正態(tài)分布，左右比較采用Wilcoxon秩和檢驗(yàn)，手術(shù)前后3個(gè)時(shí)間點(diǎn)之間比較使用Kruskal-Wallis單因素分析。顯著性水平α=0.05。

2 結(jié)果

術(shù)前雙下肢足底壓力百分比無顯著性差異(P＞0.05)，術(shù)后6周和12周時(shí)，左下肢足底壓力百分比顯著高于右側(cè)(p＜0.001)。術(shù)后不同時(shí)間點(diǎn)右側(cè)足底壓力百分比逐漸顯著下降(p＜0.001)。見圖1。

圖1 不同時(shí)間左右側(cè)足底壓力百分比

3 討論

本研究顯示，健康動(dòng)物雙下肢基本平均分擔(dān)身體重量；而右側(cè)脊髓半切除后，右下肢基本喪失承重能力，承重主要由左下肢完成；這一改變在損傷后12周內(nèi)持續(xù)下降。原因可能是脊髓損傷破壞了右側(cè)下行運(yùn)動(dòng)傳導(dǎo)通路，引起實(shí)驗(yàn)動(dòng)物右下肢運(yùn)動(dòng)功能障礙。肢體長期處于廢用狀態(tài)會(huì)導(dǎo)致廢用性肌肉萎縮，從而出現(xiàn)承重能力持續(xù)下降[17-21]。肌肉發(fā)生萎縮后，恢復(fù)需要較長時(shí)間[22-24]。結(jié)果表明，脊髓損傷后神經(jīng)-肌骨系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能即使可能出現(xiàn)自發(fā)性恢復(fù)，對體重支撐能力的改善無意義。及時(shí)、適量的康復(fù)訓(xùn)練以及合理用藥可以避免或減緩患者運(yùn)動(dòng)功能進(jìn)一步惡化[25]。

之前有研究對脊髓損傷恒河猴的雙下肢承重能力進(jìn)行測量，結(jié)果顯示損傷后12周較6周承重能力有所增加[16]。這一研究僅有3只動(dòng)物，其結(jié)論很大程度上被實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的個(gè)體差異所影響。本研究對6只動(dòng)物進(jìn)行多次的測量，盡量減小個(gè)體差異對結(jié)果的影響，結(jié)果更加可靠。

本研究局限性在于觀察時(shí)間仍然較短。后續(xù)研究將進(jìn)一步延長觀察時(shí)間，并研究康復(fù)訓(xùn)練對肢體承重能力的影響。

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