Home Table of Contents

 

CREATING NEW FUNCTIONAL CONNECTIONS WITH PERIPHERAL NERVES

ОПЕРАЦИИ, НАПРАВЛЕННЫЕ НА ВОССТАНОВЛЕНИЕ ФУНКЦИЙ

 

Translated by Maria Zhukova

Sponsor: Institute of Spinal Cord Injury, Iceland

 

 

1) Dr. Giorgio Brunelli (Italy)

2) Dr. Shaocheng Zhang (China)

3) Dr. A Livshits (Russia & Israel)

4) Dr. Chuan-Guo Xiao (China)

5) Dr. Kenneth Peters (USA)

6) Dr. Haodong Lin (China)

7) Dr. Marc Tadie (France)

8) Dr. Carl-Axel Carlsson (Sweden)

9) Dr. Hiroyasu Makino (Japan)

10) Dr. L. W. Freeman (USA)

11) Dr. A. Chiasserini (France)

12) Drs. Charles Frazier & Charles Mills (USA)

13) Dr. Basil Kilvington (Australia)

ОПЕРАЦИИ, НАПРАВЛЕННЫЕ НА ВОССТАНОВЛЕНИЕ ФУНКЦИЙ

A)    Создание новых функциональных связей при помощи периферических нервов

Установление новой связи, своего рода перенаправление, при помощи периферических нервов обладает значительным потенциалом восстановления функций после ТСМ, который подтвержден документально. Часто при этой процедуре периферические нервы (т. е. нервы, находящиеся вне спинного и головного мозга), исходящие из спинного мозга выше места повреждения, хирургическим способом перенаправляются и соединяются с нервами ниже места повреждения, что позволяет переустановить функциональную нейрональную связь от головного мозга до прежде спящих мышечной или сенсорной систем.

Несмотря на пугающую нейроанатомическую терминологию, концепцию данного метода, т.е. перенаправления периферических нервов, достаточно легко понять. Например, представьте себе дом, в котором к дальней комнате (т.е. области ниже места повреждения) не поступает электричество из-за перегоревшего главного электрического кабеля (т.е. места повреждения). Вместо починки главного кабеля, вы отсоединяете провод, который подает питание к телевизору в гостиной (т.е.  нерву к области ребра или запястья), возможно, наращиваете его в длину, проводите его через стену и сращиваете непосредственно с проводами в спальне, обойдя поврежденный сектор главного кабеля. Удивительно, но, как обсуждается ниже, подобные операции, направленные на восстановление функций, проводятся в разном виде уже около века, однако, до недавнего времени были отправлены в медицинскую мусорную корзину.

1) Dr. Giorgio Brunelli

1)  Др. Джорджио Брунелли (Италия) хирургическим способом перенаправляет периферические нервы в обход места повреждения, переустановив функциональное нервное соединение от мозга к прежде неактивным зонам организма. Например, он восстановил часть функции, перенаправив локтевой нерв запястья и соединив его с нервами, контролирующими функции ног ниже места повреждения. После этой процедуры, пациент с полным физиологическим перерывом спинного мозга мог стоять и проходить короткие расстояния. В другом случае операция была сделана женщине с полным физиологическим перерывом спинного мозга на грудном уровне. В ходе интервенции малоберцовый нерв был использован в качестве моста непосредственно от спинного мозга выше места повреждения к нервам ягодичной и четырехглавой мышц. Через два года, женщина была способна пройти 30-40 метров при помощи ходунков.

Вторая процедура представляет собой прямое соединение периферического нерва со спинным мозгом, что является в определенной степени вызовом традиционному мнению о том, как нейроны контролируют мышечную функцию. А именно, верхние моторные нейроны (нервы внутри спинного мозга) и нижние моторные нейроны (нервы, исходящие из спинного мозга для соединения с мышцами) используют разные нейромедиаторы (нейротрансмиттеры). Соответственно, теоретически мышцы нельзя привести в действие из-за несовместимости нейромедиаторов. Однако, Брунелли показал, что целевые мышцы генетически перепрограммируются, выделяя рецепторы, которые реагируют на нейромедиаторы, выделяемые верхними моторными нейронами, доросшими до мышц через мост периферических нервов. 

2) Dr. Shaocheng Zhang

2) Д-р Шаоченг Жанг (Китай), используя различные варианты процедуры, провел операции по перенаправлению периферических нервов нескольким сотням своих пациентов для восстановления их функциональных возможностей. Восстановленная функция зависит от специфических функций, на которые направлены целевые нервы (напр. функция ножных мышц, мочевого пузыря, дефекации, чувствительности и т.д.). Например, перенаправленный нерв, может быть соединен с нервом, который контролирует мочеиспускание, или же с нервом, контролирующим мышцы верхней части ног. Существует множество вариантов подобного перенаправления. Жанг, как правило, перенаправляет один из межреберных нервов, ведущих от спинного мозга вокруг каждого ребра к грудине. Если межреберный нерв недостаточно длинный, чтобы достичь зоны целевого нерва ниже места повреждения, то межреберный нерв удлиняется при помощи сегмента икроножного нерва.

Если область повреждения находится выше грудного отдела, откуда исходят межреберные нервы, то возможно использование других периферических нервов. Например, в ряде случаев Жанг использовал локтевой нерв для перенаправления. 

Кроме межреберных и локтевых нервов, различные варианты перенаправления периферических нервов позволяют восстановить функции других отделов повреждения. Например, при повреждениях на высоком уровне, функциональные периферические нервы выше места повреждения (напр. нервные ветви шейного сплетения, исходящие из верхней области шейного отдела) можно соединить с дисфункциональными нервами ниже места повреждения (напр. нервами плечевого сплетения, исходящие из нижней области шейного отдела), обладающими потенциалом восстановления дыхательной функции у тетраплегиков, прежде находящихся на аппарате искусственного дыхания.

Жанг и др. сообщили о результатах лечения 23 пациентов, подвергшихся хирургической процедуре перенаправления межреберных нервов к нервным корешкам ниже места повреждения. В частности, от двух до четырех межреберных нервов были переведены в позвоночный канал и соединены с корешками поясничных нервов. Если выбранные межпозвоночные нервы были недостаточно длинны и не достигали нужной поясничной зоны, то использовался сегмент икроножного нерва.  У 23 пациентов, из которых 19 были мужчинами, 4 женщинами, в возрасте от 19 до 45, была травма спинного мозга в области Т9-12 позвонков, полученная за 6-30 месяцев до операции. Из 23 пациентов 18 восстановили способность передвигаться и смогли ходить при помощи костылей или других вспомогательных средств. 

Жанг и коллеги также использовали создание моста из межреберного и икроножного нервов для восстановления функций мочеиспускания и дефекации. В частности два межреберных нерва выше места повреждения перемещались к позвоночному каналу через субмышечный тоннель. Сегмент икроножного нерва подшивался к межреберным нервам и затем к корешкам крестцовых нервов S2-4. Из исследованных 30 пациентов, 19 были мужского пола, 11 женского, в возрасте от 19 до 46, у 17 из них травма была на уровне T9-11, а у 13 на уровне T12-L2. У большинства пациентов функции мочеиспускания и дефекации были в значительной степени восстановлены.

Ниже перечислены различные хирургические операции по перенаправлению нервов, проводимые Жангом. Несмотря на сложность нейроанатомии, основная концепция проста: функционирующий нерв из области выше места повреждения перенаправляется и соединяется с парализованным нервом.

Повреждения на уровне C1-4:

А) Добавочный нерв, исходящий от черепно-мозгового нерва, соединяется с парализованным диафрагамальным нервом, для восстановления функции дыхания.

В) Шейные ветви лицевого нерва соединяются с парализованным диафрагмальным нервом для восстановления функции дыхания.

Повреждения на уровне C5-8:

А) Добавочный нерв соединяется с мышечно-кожным нервом руки, для восстановления функции двуглавой мышцы.

В) Для восстановления функции кисти, добавочный нерв соединяется с парализованным срединным нервом руки, а функционирующая ветвь шейного сплетения соединяется с парализованной ветвью плечевого сплетения.

С) Для восстановления функций кисти также устанавливается соединение между грудным нервом, исходящим из плечевого сплетения, к парализованным локтевому и лучевому нервам.

Повреждения на уровне T2-7

А) Функциональный локтевой нерв руки перенаправляется ниже места повреждения к парализованным бедренному и подвздошно-паховому нервам, для восстановления способности передвигаться и чувствительности в области таза.

В) Локтевой нерв руки соединяется с парализованными бедренным и запирательным нервами, для восстановления функций мышц ног.

Повреждения на уровне T8-11

А) Межреберные нервы перенаправляются и соединяются с парализованными бедренным кожным и подвздошно-паховым нервами, для восстановления чувствительности ног и половых органов.

В) Межреберные нервы перенаправляются и соединяются с корешками парализованных поясничных нервов, для восстановления способности ходить.

С) Межреберные нервы перенаправляются и соединяются  с корешками парализованных поясничных нервов, для восстановления функций мочевого пузыря и кишечника.

Повреждения конского хвоста:

А) Межреберные нервы перенаправляются и соединяются с парализованным срамным нервом (к области гениталий), для восстановления функций мочевого пузыря и кишечника.

В) Функционирующие ягодичные нервы соединяются с близлежащим парализованным срамным нервом для восстановления функций мочевого пузыря и кишечника.

С) Подкожный нерв ноги соединяется с большеберцовым нервом ноги, для восстановления чувствительности ступни.

D) Икроножный нерв соединяется с большеберцовым нервом, для восстановления чувствительности подошвенной области ступни и пальцев ног.

3) Dr. A Livshits

3) Др. А. Лившиц и др. (Россия) производил соединение межреберных нервов выше места повреждения с корешками ниже места повреждения 11 пациентам с полными повреждениями на поясничном уровне L1. Все пациенты мужского пола, в возрасте от 18 до 47 лет, получили повреждения за 1-4 года до операции. Межреберные нервы 11 и 12 ребер проводились через позвоночный канал, созданный под глубокими остистыми мышцами. Эти нервы были затем соединены с корешками крестцовых нервов S2-3, проксимально подрезанными.

В течение 10-12 месяцев после операции различными методами оценивалась функция мочевого пузыря, включая емкость мочевого пузыря, объем мочи, остаточную мочу, активность детрузора, давление при мочеиспускании и силу сокращения детрузора. Восстановление рефлекторного мочеиспускания произошло у всех пациентов.

4) Dr. Chuan-Guo Xiao

4) Др. Чуан-Гуо Зяо и коллеги (Китай и США) занимаются перенаправлением нервов ниже места повреждения, восстанавливая способность пациентов к контролю мочеиспускания при помощи стимуляции кожи. Вентральный корешок на уровне L5 обычно соединяется с вентральным корешком на уровне S3 (или S2). (В вентральных и задних корешках есть нервы, которые исходят из спинного мозга и подходят к нему, соответственно). После процедуры перенаправления при помощи процарапывания, легкого сжатия или электростимуляции участка кожи, связанного с дерматомом на уровне L5, инициируется реакция мочеиспускания. По сути, данные действия приводят в действие сенсорный сигнал, который поступает в спинной мозг через задний корешок L5, в свою очередь, стимулируя нервы, исходящие из спинного мозга через вентральные корешки L5, теперь соединенные с вентральными нервными корешками S3, контролирующими мочевой пузырь. Данная процедура подходит для любого уровня травмы, в случае если нужная зона перенаправления не повреждена. Поскольку данная процедура не восстанавливает чувствительность мочевого пузыря, пациенты должны сознательно осуществлять процедуры запуска мочеиспускания

В 2003 году, Зяо опубликовал данные о лечении при помощи данного метода 15 пациентов с полными повреждениями, относящимися к группе А по шкале ASIA. Уровни травм варьировались от С4 до Т12; другими словами, травмы располагались значительно выше области перенаправления нервов. Время между травмой и операцией в среднем составляло 6,8 лет, и последующее наблюдение длилось в среднем три года. Из 15 пациентов у 10 примерно через год (время, необходимое регенерирующим аксонам на достижение цели) восстановилась способность удерживать мочу, а также опорожнять мочевой пузырь; остаточная моча сократилась с 332 до 31 миллилитра, инфекции мочевыводящих путей стали незначительными. Кроме того, два пациента частично восстановились, для инициации мочеиспускания им требуется электростимуляция, и, хотя общее количество остаточной мочи снизилось, ее показатели все еще превышают 100 миллилитров. Из трех других пациентов, один был потерян для наблюдения, двое других не ощутили никаких положительных изменений, по-видимому, из-за плохого соединения нервов во время процедуры.

До оперативного вмешательства у 6 из 12 пациентов, восстановивших контроль мочевого пузыря, был повышенный уровень креатина, показатель проблем с почками. Через полтора года после процедуры уровень креатина у этих больных нормализовался. Кроме того, пациенты, восстановившие контроль мочеиспускания, также восстановили контроль функции дефекации.

В 2010 году на форуме, посвященном ТСМ, Зяо опубликовал последние данные, согласно которым, с 2000г. им и его коллегами было пролечено в общем более 350 пациентов с ТСМ и более 1500 пациентов с расщеплением позвоночных дуг (врожденный дефект, приводящий к недоразвитому спинному мозгу). В целом показатель эффективности превзошел 80%. Помимо восстановления функций мочевого пузыря и кишечника, он отмечает, что 20-25% восстановили некоторые сексуальные функции. Он считает, что сексуальные улучшения, в основном обусловлены общим улучшением физического состояния пациентов после нормализации функций мочеиспускания и дефекации. Для дальнейшего распространения своих процедур, Зяо начал обучение нейрохирургов в различных городах Северной Америки и Европы.

5) Drs. Kenneth Peters and Ananias Diokno

5) Д-ра Кеннет Петерс и Ананиас Диокно (США) начали исследование по оценке вышеупомянутых процедур  д-ра Зяо. В исследование вошли 12 человек с ТСМ или расщеплением позвоночных дуг (врожденная грыжа спинного мозга). Поскольку нервы поясничного уровня ниже области травмы перенаправляются к еще более низким крестцовым нервам (см. выше), объекты исследования с ТСМ должны 1) иметь травму выше уровня L1 (т.е. торакальный или шейный отделы травмы) и 2) иметь полные травмы категории А по шкале ASIA (см. приложение). Функцию мочевого пузыря, первичный исход, будет оцениваться через 6 и 12 месяцев после перенаправления нервов. Вторичные исходы включают в себя функцию кишечника, качество жизни, повседневную деятельности и сексуальную функцию. Предварительные результаты говорят о том, что функция мочевого пузыря и кишечника улучшилась у большинства пациентов.

6)Dr. Haodong Lin

6) Пытаясь восстановить функцию мочевого пузыря у пациентов с параплегией, д-р Хаодонг Лин и коллеги (Китай) перенаправляли вентральные корешки (т.е. корешки, исходящие из спинного мозга) выше области травмы и соединяли их при помощи промежуточного трансплантата нерва с парализованными корешками крестцового нерва, ведущими к мочевому пузырю. Из 10 пациентов 6 были мужского пола, 4 женского; возраст колебался в пределах от 22 до 53 лет (в среднем 38); период после травмы варьировался от 3 до 14 месяцев (в среднем 8,7). У всех пациентов травма относилась к категории А шкалы ASIA, у троих травма была на уровне Т12, у 5 на уровне L1 и у 2 на уровне L2.

После иссечения, вентральный корешок Т11 соединялся с сегментом икроножного нерва длиной в 30 см. Другой конец этого сегмента присоединялся к иссеченном корешку вентрального нерва S2, связанного с мочевым пузырем.

У 7 из 10 пациентов восстановился удовлетворительный контроль мочевого пузыря через 18-24 месяца после операции, что соответствует времени, необходимому иссеченным нейральным аксонам Т11 на то, чтобы по новому пути дорасти до нужного места. Так же как и после процедур д-ра Зяо, описанных выше, мочеиспускание достигалось при помощи поцарапывания или легкого сжатия в течение 10-15 секунд того участка кожи, который связан с дерматомом Т11. Подобная  стимуляция отправляет сенсорный сигнал в спинной мозг через дорсальный корешок Т11 (т.е. ввод), в свою очередь, стимулируя нервы, исходяшие из спинного мозга через вентральный корешок Т11 (вывод), теперь перенаправленный к мочевому пузырю.

У семи пациентов с положительными исходами объем остаточной мочи сократился до 35 мл в сравнении с 477 мл до операции. Кроме того, по мере восстановления способности к произвольному мочеиспусканию, заболеваемость инфекциями мочевыводящих путей резко снизилась. А также, у пяти пациентов до вмешательства был повышен уровень креатина, что свидетельствует о проблемах с почками, через 24 месяца после операции показатели креатина нормализовались. Количество побочных осложнений было незначительно.

7) Dr. Marc Tadie

7) Др. Марк Тади и коллеги (Франция) перенаправляют корешки поясничных нервов ниже места повреждения к спинному мозгу выше места повреждения, создавая функциональный путь для нейронов от мозга к парализованным мышцам ног. Подобное перенаправление было сделано 52-летнему пациенту, получившему клинически полное повреждение спинного мозга на уровне Т9 тремя годами ранее в автомобильной аварии.

Во время операции пациенту имплантировался 6-сантиметровые аутологичные (т.е. его собственные) сегменты нервных окончаний с каждой стороны спинного мозга на уровне Т7-8 непосредственно над местом повреждения. Сегменты были введены на 5 миллиметров в спинной мозг, чтобы обеспечить контакт с моторными нейронами вентральных рогов, но при этом, соблюдая осторожность, чтобы избежать повреждения  нервных путей. Сегменты были сшиты и приклеены к спинному мозгу. Противоположные концы были пришиты к поясничным вентральным нервным корешкам  L2-4 (т.е., содержащим моторные нейроны, исходящие из спинного мозга), которые были отделены от места в спинном мозге, из которого они исходят.

Через восемь месяцев после операции, пациент смог самостоятельно вызвать некоторое сокращение приводящих мышц и четырехглавой мышцы ног. Эта функция была подтверждена различными электрофизиологическими методами оценки функций.

8) Drs. Carl-Axel Carlsson

8) Д-ра Карл-Аксель Карлссон и Торстен Сундин (Швеция) выполнили перенаправление корешков грудных нервов выше места повреждения к крестцовым нервам ниже области повреждения двум пациентам с травмами на поясничном уровне L1 (сообщение от 1980г.). У пациентов, в возрасте 23 и 43 лет была острая травма, полученная 10 и 14 днями ранее в автомобильных авариях. Во время операции корешки Т12 нерва были соединены с корешками вентральных и дорсальных нервов S2 и S3, которые были подрезаны максимально близко к спинному мозгу. Подобное перенаправление теоретически создает функциональную связь между головным мозгом и мочевым пузырем.

Примерно через год оба пациента могли чувствовать позыв к мочеиспусканию, могли произвольно вызывать мочеиспускание и удовлетворительно опустошать свой мочевой пузырь. Наблюдаемое функциональное восстановление произошло в посттравматической фазе, когда восстановление функций вполне возможно.

В одном из ранних исследований Карлссон и Сундин восстановили функцию мочевого пузыря у четырехлетней девочки с параплегией, вызванной миеломенингоцеле (врожденный дефект расщепления позвоночных дуг, при котором выступают спинной мозг и мембраны грыжа) на поясничном уровне (сообщение от 1967г.). Миеломенингоцеле было иссечено хирургическим методом таким образом, что между спинным мозгом выше повреждения и нервными корешками ниже места повреждения нейрональная связь отсутствовала. Пара вентральных (т.е. исходящих) нервных корешков Т10 и Т11 была подрезана близко к тому месту, откуда они исходят из твердой мозговой оболочки, и соединены встык с вентральными корешками S1 и S2. Спустя восемь месяцев девочка смогла произвольно опорожнять мочевой пузырь.

9) Dr. Hiroyasu Makino

9) Основываясь на хирургических методах д-ра Фримана, обсуждаемых ниже, д-р Хироясу Макионо и др (Япония) направил высвобожденные межреберные нервы из области выше места повреждения к зонам ниже места повреждения. Операция была проведена восьми пациентам с параплегией, вызванной травмой, полученной, по крайней мере, за год до операции. Четырем пациентам одна пара межреберных нервов Т10 или Т11 была введена в мозговой конус, а другая пара соединена с нервными корешками L4. У четырех других пациентов две пары межреберных нервов были соединены с нервными корешками L3 и L4.

Период последующего наблюдения для оценки функционального улучшения пациентов был относительно ограничен. В результате, только один пациент, получивший травму на уровне L1-L2 за 13 месяцев до операции, продемонстрировал значительное улучшение, включая способность ходить с опорой на параллельные брусья.

10) Dr. L. W. Freeman

10) Возвращаясь назад по времени к 1951 году, необходимо упомянуть д-ра Л. В. Фримана (США), которые соединял межреберные нервы выше места повреждения с корешками крестцовых нервов ниже места повреждения. Данное хирургическое вмешательство было проведено 33-летнему мужчине с травмой возле уровня T8-9, полученной в результате выстрела полицейского пятью месяцами ранее. В обмен на его согласие принять участие в эксперименте, ему была дана амнистия.

В ходе операции 8 и 10 межреберные нервы были высвобождены через боковой доступ и рассечены, сохраняя центральную связь со спинным мозгом. Затем нервы были направлены через спинно-мозговой канал и либо соединены с дистальными концами отсеченных корешков крестцовых нервов, либо имплантированы  в мозговой конус (конечная часть спинного мозга).

Хотя пациент связывал  новые ощущения в ногах и мочевом пузыре с операцией, он умер через четыре месяца. После вскрытия гистологический анализ показал, что аксоны межреберных нервов проходят и через крестцовые корешки и через спинной мозг.

11) Dr. A. Chiasserini

11) В 1930-х годах др. Киассерини соединял функциональные межребные нервы с нервами конского хвоста у четырех пациентов мужского пола с параплегией, вызванной травматическим повреждением. Возраст пациентов варьировался от 21 до 29 лет, период с момента получения травмы варьировался от 1 до 15 месяцев. В ходе операции два межреберных нерва (нервы, идущие от спинного мозга вокруг каждого ребра к грудине) были иссечены и соединены с корешками нервов конского хвоста (корешками, исходящими из нижней части спинного мозга). Хотя один пациент умер после операции от отека легких, трое восстановили функцию мочевого пузыря.

12) Drs. Charles Frazier & Charles Mills (USA):

12) Д-ра Чарльз Фрэйзиер и Чарльз Миллз (США): Хотя принято считать, что создание новых нервных связей, направленных на восстановление функций авангард научного знания, как ни странно, попытки установить новые связи для восстановления функции мочевого пузыря у 27-летнего мужчины делались почти век назад. Пациент получил травму на поясничном уровне L2, при взрыве газового баллона рядом с ним. Хотя со временем он частично восстановил функции, его мочевой пузырь оставался парализованным и у него сохранялось полное недержание.

Как и в случаях, упоминавшихся выше, функциональная нервная связь устанавливалась из области выше места повреждения к корешкам парализованных нервов ниже места повреждения. Через восемь месяцев после травмы, пациенту  была сделана операция, в ходе которой функциональный нерв L1 выше места повреждения 1) был иссечен экстрадурально  на выходе из спинномозгового канала и введен вовнутрь через дуральный мешок и 2) затем подшит встык  к корешкам крестцовых нервов S3 и S4. Через восемь после хирургического вмешательства пациент почти восстановил контроль мочевого пузыря.

13) Dr. Basil Kilvington (Australia):

13) Др. Бэзил Килвингтон (Австралия): В 1906, Килвингтон предпринял попытку восстановить функцию мочевого пузыря, соединив корешки крестцовых и поясничных нервов. На основе этих экспериментов и исследованиях на трупах, он произвел подобную операцию 40-летнему мужчине, получившему травму на уровне Т11-12 в результате падения с дерева шестью годами ранее. Через десять дней после ламинэктомии, Килвингтон произвел повторную интервенцию для соединения нервных корешков; к сожалению, из-за плотного рубца, развившегося после начальной операции он не смог продолжить.

 

TOP