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手部力量及功能恢復之救星-神經電刺激

手部力量及功能恢復之救星-神經電刺激

歐玉婷、薛元毓

 

手部功能在日常生活中具有無可取代的重要性,不僅涉及基本的自理能力,如穿衣服、吃飯、洗漱等,也與精細動作密切相關,例如書寫、打字、使用手機、操作工具與烹飪等。這些看似簡單的行為,其實都需要手部肌肉、關節與神經系統的協調運作。對於脊髓損傷或神經系統疾病患者而言,手部功能的喪失往往比下肢癱瘓帶來更大的生活困難,因為缺乏手部控制能力將直接限制個體的獨立性,必須依賴他人協助完成日常事務1。因此,在神經復健與治療設計中,手部與上肢功能的重建常被列為首要目標,也是評估療效的重要指標之一2

近幾年研究發現,神經電刺激可活化殘存神經通路,促進手部肌肉收縮與神經重組,有助於改善手部力量、精細動作與功能恢復3。根據2022 年發表在《Nature Neuroscience》的臨床前試驗,主要針對因脊髓損傷導致上肢癱瘓的猴子,透過創新的神經電刺激技術,重建受損的神經訊號傳導通路,從而恢復手臂與手部動作。研究結果顯示,經過電刺激治療的猴子能顯著恢復抓握、伸展與舉手等複雜動作,且動作的品質與準確度接近正常水平。重要的是,刺激並未造成肌肉痙攣或不協調的反應,顯示其安全性與精確性。此外,經過一段時間的訓練與刺激後,即使暫時停止電刺激,部分動作仍可保留,暗示神經網路可能已產生可塑性變化,進一步支持其長期療效的潛力3。這項研究不僅證明了電刺激在上肢功能恢復上的可行性,也為人類臨床應用打下基礎。

根據2024年發表於《Nature Medicine》的臨床研究針對頸椎脊髓損傷(Cervical Spinal Cord Injury, SCI)導致的慢性四肢癱瘓病患,進行ARCEX療法(一種非侵入性脊髓電刺激技術,如圖一)對改善慢性頸椎脊髓損傷患者上肢功能與生活品質的安全性與療效。研究設計為單組、開放標籤、前瞻性、多中心臨床試驗,涵蓋美國、歐洲與加拿大共14個中心,受試者年齡為22至75歲。結果顯示,60名受試者中有90%在治療後展現力量與功能改善,且無與裝置相關的嚴重不良反應。研究也指出,ARCEX療法能改善肌肉痙攣、疼痛與睡眠品質,期待未來可應用於中風、帕金森氏症等相關疾病4

手部功能的恢復不僅提升身體活動能力,更是心理與情緒層面的重大支持5。能夠重新控制手部動作,代表自主性與生活掌控感的回歸,更能進一步促進自信與尊嚴。

圖一、ARCEX療法示意圖

圖一、ARCEX療法示意圖4


參考文獻

  1. Powell MP, Verma N, Sorensen E, Carranza E, Boos A, Fields DP, Roy S, Ensel S, Barra B, Balzer J, Goldsmith J, Friedlander RM, Wittenberg GF, Fisher LE, Krakauer JW, Gerszten PC, Pirondini E, Weber DJ, Capogrosso M. Epidural stimulation of the cervical spinal cord for post-stroke upper-limb paresis. Nature Medicine. 2023 Mar;29(3):689-699. 
  2. Pfyffer D, Smith AC, Weber KA 2nd, Grillhoesl A, Mach O, Draganich C, Berliner JC, Tefertiller C, Leister I, Maier D, Schwab JM, Thompson A, Curt A, Freund P. Prognostic value of tissue bridges in cervical spinal cord injury: a longitudinal, multicentre, retrospective cohort study. Lancet Neurol. 2024 Aug;23(8):816-825.
  3. Barra B, Conti S, Perich MG, Zhuang K, Schiavone G, Fallegger F, Galan K, James ND, Barraud Q, Delacombaz M, Kaeser M, Rouiller EM, Milekovic T, Lacour S, Bloch J, Courtine G, Capogrosso M. Epidural electrical stimulation of the cervical dorsal roots restores voluntary upper limb control in paralyzed monkeys. Nat Neurosci. 2022 Jul;25(7):924-934. 
  4. Moritz C, Field-Fote EC, Tefertiller C, van Nes I, Trumbower R, Kalsi-Ryan S, Purcell M, Janssen TWJ, Krassioukov A, Morse LR, Zhao KD, Guest J, Marino RJ, Murray LM, Wecht JM, Rieger M, Pradarelli J, Turner A, D'Amico J, Squair JW, Courtine G. Non-invasive spinal cord electrical stimulation for arm and hand function in chronic tetraplegia: a safety and efficacy trial. Nat Med. 2024 May;30(5):1276-1283.
  5. Kathe C, Skinnider MA, Hutson TH, Regazzi N, Gautier M, Demesmaeker R, Komi S, Ceto S, James ND, Cho N, Baud L, Galan K, Matson KJE, Rowald A, Kim K, Wang R, Minassian K, Prior JO, Asboth L, Barraud Q, Lacour SP, Levine AJ, Wagner F, Bloch J, Squair JW, Courtine G. The neurons that restore walking after paralysis. Nature. 2022 Nov;611(7936):540-547. 

作者資訊

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歐玉婷 成大醫院外科部 研究護理師

darkmaxbaby@gmail.com

薛元毓 成功大學生理所/成大醫院整形外科 副教授/主治醫師 yyhsueh@mail.ncku.edu.tw
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