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一种用于准确诊断和治疗勃起功能障碍的电生理学技术

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DOI：

10.3791/63851

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2022年11月4日

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1Department of Andrology, Northern Jiangsu People's Hospital, Northern Jiangsu People's Hospital Affiliated to Yangzhou University, Northern Jiangsu People's Hospital, Affiliated Hospital of Nanjing University Medical School, 2Graduate School of Dalian Medical University, 3Department of Urology, Jiangsu Taizhou People's Hospital

本文内容

摘要

本文介绍了一种用于诊断和治疗勃起功能障碍患者的适当电生理学技术。

摘要

勃起功能障碍（ED）是男性中一种常见疾病。过去，ED 的一线治疗主要为非侵入性心理治疗和口服磷酸二酯酶 5（PDE5）抑制剂。口服 PDE5 抑制剂通常需在性交前使用，且无法修复病理损伤，因此对由神经或内分泌系统疾病引起的继发性 ED 治疗效果较差。二线治疗主要包括阴茎海绵体内注射前列地尔、尿道内给药、负压吸引装置等方法，但存在局部疼痛等明显副作用。

三线治疗主要指阴茎假体植入术。该治疗方法适应证严格，术后可能出现机械故障和感染等并发症，且费用较高。其他治疗方法如干细胞治疗和基因治疗仍处于实验研究阶段，尚未应用于临床。一种基于电生理技术的新疗法，将医用红外热像仪与低频（20-50 Hz）神经肌肉电刺激相结合，在女性盆底功能障碍的预防和治疗中已取得良好效果。

男性生殖器官位于盆底区域，其正常功能不仅依赖于男性生殖器官结构与功能的完整性，还与血管、神经、肌肉及其他盆底器官密切相关。因此，该电生理技术被应用于男性勃起功能障碍（ED）的诊疗，重点观察阴茎、腹股沟及下腹部，以实现精确诊断与治疗。该方法显著改善了ED患者的自觉勃起状态及勃起功能评分。

引言

勃起功能障碍（ED）是指男性在性行为过程中无法达到和/或维持满意的阴茎勃起状态1。ED 的常见病因包括心理性、神经性、解剖性、血管性以及药物诱发等因素。全球范围内，男性 ED 的患病率较高，且随年龄增长而上升2。ED 可影响患者的自信心、生活质量以及家庭关系的稳定性。此外，研究表明，ED 会增加患者未来发生心血管疾病的风险3。因此，一旦确诊 ED，应尽早进行治疗。目前，ED 的主要治疗方法包括口服 PDE5 抑制剂和手术治疗。研究显示，PDE5 抑制剂对高达 35% 的 ED 患者无效4，导致停药率介于 35% 至 45% 之间5。PDE5 抑制剂停药的原因包括对潜在副作用的担忧以及药物费用较高6。此外，手术治疗可能引发感染和疼痛等并发症。然而，可利用电生理技术结合医用红外热成像可视测温法，通过分析患者在不同体位和运动状态下的体温分布，识别机体异常部位，进而对患者实施低频（20–50 Hz）神经肌肉电刺激治疗。

低频神经与肌肉电刺激仪是一种操作简便、效果显著且适应证广泛的连续激活仪器，目前已广泛应用于妇产科7、心血管疾病8以及围手术期快速康复9。尤其在女性盆底功能障碍性疾病的防治及女性盆底功能重建方面已取得良好效果10。值得注意的是，该电生理技术尚未在男科学领域得到应用。医用红外热成像仪可生成人体所发射的红外波图像，作为体温调节过程的一部分，其强度可随患者健康状况而变化11，从而可通过细胞代谢和人体功能改变来研究疾病的生理与病理反应，为临床研究提供一种特定的辅助诊断方法。由于人体解剖结构、组织代谢、血液循环、神经功能及血液状态的个体差异，人与人之间存在温度差异。

此外，通过医用红外热成像扫描可形成不同的图像。将人体正常状态与异常状态的图像进行异同比较，结合临床诊断，有助于判断疾病的性质和程度。通过将这些图像数据与低频（20-50 Hz）神经肌肉治疗仪相结合，还可在红外可视状态下实现相关疾病的精确诊断。利用支持低频神经肌肉治疗仪的计算机软件，可确定准确的电生理诊断与治疗参数，包括治疗部位、血管、肌肉和神经，并据此制定个体化治疗方案，实现即时且精准的治疗。同时，相关参数可被同步观察，便于对治疗效果进行观察与评估。

男性盆底肌可促进阴茎勃起和射精12。通过监测阴茎海绵体内压力，自发性收缩及电刺激可增强坐骨海绵体肌的肌力13。尽管勃起功能障碍（ED）患者可能存在盆底肌功能障碍，目前ED的治疗仍以药物治疗和生活方式改善为主。本研究采用包括医用红外热成像和低频神经肌肉电刺激在内的电生理技术，通过对ED患者异常部位的神经、肌肉和血管进行诊断与治疗，为ED患者的治疗提供了新方法。

方案

本方案中的所有操作均经苏北人民医院伦理审查委员会于2020年11月11日审查并批准。在本研究中，将向患者详细说明操作过程，并在使用电生理技术进行诊断和治疗前获得患者的知情同意。

1. 患者选择

  1. 设定以下纳入标准：
    1. 选择国际勃起功能问卷-5（IIEF-5）评分 <22 分的患者。
    2. 确保所选患者总体健康状况良好，已婚或有固定性伴侣，并能在研究开始至结束期间每周至少维持一次正常性生活。
    3. 确保患者在最初4周内未使用且未计划使用任何改善勃起功能的药物。
    4. 选择生殖激素检查结果正常的患者。
    5. 选择自愿同意参加本研究并签署知情同意书的患者。
  2. 设定以下排除标准：
    1. 排除因激素、神经或心理因素导致勃起功能障碍（ED）的患者。
    2. 排除阴茎存在器质性异常的患者（包括生殖器发育异常，或双侧睾丸、附睾或精索触诊异常）。
    3. 排除患有严重心脑血管疾病、无法进行正常性生活的患者。
    4. 排除已植入心脏起搏器的患者。
    5. 排除血压控制不佳（经治疗后收缩压 ≥160 mmHg 且舒张压 ≥100 mmHg）以及血糖控制不佳（经治疗后空腹血浆葡萄糖 >7.0 mmol/L 或 126 mg/dL）的患者。
    6. 排除在过去6个月内有药物、酒精或其他物质滥用史的患者。
    7. 排除曾接受根治性前列腺切除术或盆腔手术，以及在过去3个月内参与过其他医疗器械或药物临床研究的患者。

2. 诊断与治疗流程

  1. 检查前准备
    1. 保持红外热成像检查室的环境温度为 24 ± 2 °C，环境湿度为 40% 至 60%。
    2. 检查前 24 小时内，禁止受检者饮酒、服用血管扩张剂或收缩剂药物，以及摄入温度超过 40 °C 的食物（或任何辛辣食物）。
    3. 检查期间充分暴露检测区域，并在检查前 2 小时移除绷带。
    4. 检查前 1 小时内，禁止受检者暴露于高温、强冷环境，或直接处于空调或风扇的气流中。检查前 15 分钟松开裤带，摘除手表、项链及其他物品。
    5. 让受检者在等候区安静站立或静坐 10 分钟。
  2. 定位异常区域
    1. 让患者进入医用红外相机检查室，脱去全部衣物，面向扫描头站立。
    2. 摆好体位后，点击动作捕捉栏按钮，随后点击冻结，并保存每个动作（图 1）。
    3. 分析患者在不同动作下各部位的温度，特别是阴茎、腹股沟和下腹部的温度。
      1. 若阴茎温度低于 33.5 °C 或高于 34.5 °C，则认为阴茎部位异常（见 图 2）。
      2. 若腹股沟温度低于 33.5 °C 或高于 34.5 °C，则认为腹股沟部位异常（见 图 2）。
      3. 若下腹部温度低于 33 °C 或高于 34 °C，则认为下腹部部位异常（见 图 2）。
  3. 分析并确定诊疗方案
    1. 在低频神经肌肉治疗仪的计算机设备上分析异常点的治疗方案，在检测到异常点后将其下载至该治疗仪的诊断设备中。
    2. 确定此前检测出温度异常的部位，将电极逐一贴附于患者相应位置，并连接至低频（20–50 Hz）神经肌肉治疗仪的计算机设备，如 图 3、图 4 和 图 5 所示。
    3. 在红外热成像下观察各程序作用于异常点时的实时温度变化。
    4. 在红外成像仪上选择能使异常部位温度最快恢复正常的程序，并确定低频神经肌肉治疗仪设备上对应的频率和脉宽。
  4. 精准电生理治疗
    1. 在低频神经肌肉治疗仪的蓝牙设备上找到对应的治疗方案。
    2. 使用低频神经肌肉治疗仪的蓝牙设备连接患者个人手机进行治疗。每日一次，在允许的频率（20–50 Hz）和脉宽（0.02–0.3 ms）范围内选择患者感觉舒适的参数值，以 12 次刺激为一个疗程，完成一个疗程后评估疗效。

结果

2021年8月至12月期间，对48例患者实施了电生理技术治疗。其中，46例患者存在阴茎温度异常，温度为30.2 ± 1.2 °C；35例患者存在腹股沟温度异常，温度为30.6 ± 1.3 °C；18例患者存在腹部温度异常，温度为30.1 ± 1.2 °C。经过一个疗程的治疗后，所有患者的治疗部位温度均有所升高。阴茎温度升至31.0 ± 1.0 °C，腹股沟温度升至31.5 ± 1.1 °C，下腹部温度升至31.2 ± 1.1 °C。治疗前IIEF-5评分为13.8 ± 3.6，一个疗程治疗后IIEF-5评分升至16.6 ± 4.2。治疗后，患者治疗部位的温度及IIEF-5评分均显著升高（p < 0.05）；而呈偏态分布的阴茎勃起硬度评分（EHS）由治疗前的2.43（2, 3）升至治疗后的2.96（2, 3.75），差异亦具有统计学意义（p < 0.05）（表1）。

该电生理技术的效果进行了分析 通过 治疗前后音频视觉性刺激（AVSS）检查，如图所示 表 2治疗前后，患者的勃起时间从6.14（0.44，11.5）min显著增加至8.67（4.13，14.25）min（p < 0.01）。阴茎头部的平均硬度从18.92%（1.50%，30.00%）显著增加至24.33%（15.00%，34.00%）（p < 0.01），阴茎根部的平均硬度也从26.33%（5.75%，39.50%）增加至30.10%（26.00%，41.50%）（p < 0.01）。阴茎头部周长从 1.30（0，2.15）cm 显著增加至 1.67（1.20，2.20）cm（p < 0.05），而阴茎根部周长从1.70（0.23，2.58）cm增加至1.79（1.40，2.6）cm（p > 0.05).

例如，一名32岁男性因勃起无力及性生活不满意持续1个月前来医院就诊。该患者符合纳入标准，并自愿参与本试验。治疗前，患者的IIEF-5评分为17分，勃起硬度监测显示硬度较差。患者进入医用红外相机检测室，按照图1所示指令进行操作，红外热像仪对患者阴茎、腹股沟及下腹部在不同动作下的温度进行了分析。红外热像仪显示，阴茎温度为32.7 °C，腹股沟温度为33.7 °C，下腹部温度为32.5 °C。

根据检查结果，患者的阴茎和下腹部被确定为异常部位。因此，我们将电极贴附于患者相应部位，并按照图3和图5所示连接至低频神经肌肉治疗仪的计算机设备。在红外热成像下观察每个程序作用于异常点60秒内的温度变化，选择使异常部位温度最快恢复正常的程序，并确定低频神经肌肉治疗仪上对应的频率和脉宽。患者的治疗方案为每日一次，依次对阴茎和下腹部进行“30 Hz、500 US”刺激，每次30分钟，共12次刺激为一个疗程。完成一个疗程治疗后，患者性生活满意，IIEF-5评分为21分，阴茎勃起硬度监测显示硬度适宜。红外热像仪显示阴茎温度为34.3 °C，下腹部温度为33.1 °C。

带有标记 a-f 的六个与发声相关姿势的人体躯干模型；用于嗓音研究或分析的示意图。
图1：患者需执行的动作。（A）双手上举贴住耳朵，手掌朝前，手指张开。（B）双手置于头后，身体后倾以显露颈部。（C）双手置于头后，向左转动45°。（D）双手置于头后，向右转动45°。（E）双腿稍分开，双手自然下垂，手掌朝前，手指张开，面向扫描探头。（F）保持双手下垂，手掌朝前，手指张开，背对扫描探头。请点击此处查看该图的放大版本。

显示人体热分布的热成像；红外热成像中的FLIR分析。
图2：正常的红外热成像。 请点击此处查看此图的放大版本。

人体肌肉系统示意图；重点展示腹部和大腿肌肉，用于解剖学研究。
图3：异常阴茎温度检测时电极片的放置位置。 请点击此处查看该图的放大版本。

用于教育目的的人体肌肉解剖图，显示躯干和腿部的详细肌肉。
图 4：腹股沟异常温度时电极片的放置位置。 请点击此处查看该图的放大版本。

解剖图，男性腹部肌肉，骨盆区域，教学插图。
图 5：异常腹部温度时电极片的放置位置。 请点击此处查看此图的放大版本。

治疗前治疗后NP
阴茎温度 (°C)30.2 ± 1.231.0 ± 1.046<0.05
腹股沟温度 (°C)30.6 ± 1.331.5 ± 1.135<0.05
下腹部温度 (°C)30.1 ± 1.231.2 ± 1.118<0.05
IIEF-513.8 ± 3.616.6 ± 4.248<0.05
EHS2.43 (2, 3)2.96 (2, 3.75)480.02

表1：电生理技术对治疗部位温度、IIEF-5 和 EHS 的影响。 缩写：IIEF-5 = 国际勃起功能问卷-5；EHS = 勃起硬度评分表。

治疗前治疗后NP
勃起时间（min）6.14 (0.44, 11.5)8.67 (4.13, 14.25)48<0.05
尖端平均硬度（%）18.92 (1.50, 30.00)24.33 (15.00, 34.00)480.001
根部平均硬度（%）26.33 (5.75, 39.50)30.10 (26.00, 41.50)48<0.05
尖端周长（cm）1.30 (0, 2.15)1.67 (1.20, 2.20)480.018
根部周长（cm）1.70 (0.23, 2.58)1.79 (1.40, 2.6)480.272

表2：电生理技术对急诊患者AVSS检查结果的影响。 缩写：AVSS = 音视频性刺激；ED = 勃起功能障碍。

讨论

性行为过程中，阴茎勃起主要依赖于足够的血液流入阴茎海绵体，这需要动脉内皮依赖性血管舒张与窦状内皮依赖性海绵体平滑肌松弛的协调作用14。一氧化氮（NO）是外周促勃起神经的主要神经递质，由副交感自主神经和窦状内皮释放，进而生成环磷酸鸟苷（cGMP）。该cGMP可引起海绵体平滑肌松弛，导致海绵体内压力升高，从而实现勃起15。通过监测NO和cGMP的生成，已证实电刺激可诱导阴茎海绵体平滑肌中NO和cGMP的形成16。

从解剖结构的角度来看，男性生殖器官位于与盆底相关的区域，其正常功能不仅依赖于自身的结构和功能完整性，还依赖于与盆底相关的血管、神经、肌肉及其他器官。研究表明，浅层盆底肌肉的收缩可通过限制阴茎根部的静脉回流，升高阴茎海绵体内压力，从而产生勃起17。此外，神经、内分泌、免疫调节网络以及心理生理因素也发挥着重要作用。上述任何一个或多个方面的异常均会促进男性疾病的发生与发展。既往研究显示，男性盆底肌训练（包括电刺激）可改善压力性尿失禁、膀胱过度活动症、勃起功能障碍（ED）、早泄、下尿路综合征以及与肌肉相关的盆腔疼痛12。此外，运动疗法和电刺激治疗早泄具有显著疗效，有效率可达64%18。

尽管功能性电刺激疗法在性功能障碍治疗中已得到广泛应用19，但针对勃起功能障碍（ED）的治疗研究仍较少。所述的电生理技术具有多种优势：适用于由神经和肌肉损伤引起的各种疾病，包括盆底功能障碍性疾病、运动系统损伤性疾病、神经系统疾病、消化系统疾病以及内分泌疾病。此外，该技术无副作用，患者易于接受，且因其稳定、安全、可靠的特性，已在临床实践中应用多年。

本研究借鉴了在女性盆底功能障碍的预防与治疗中已取得良好效果的电生理技术。在采用低频神经肌肉电刺激进行精准治疗前，利用医用热成像技术通过血管、肌肉和神经检测异常部位。

我们采用医用热成像仪寻找异常部位，随后通过低频神经肌肉电流刺激血管、肌肉和神经进行治疗，为勃起功能障碍（ED）患者的诊断与治疗提供了一种新方法。然而，由于本研究持续时间较短且样本量较小，我们将继续增加病例数量，以观察采用这种电生理技术治疗的ED患者的恢复情况。此外，与当前的ED治疗方法相比，该方法存在起效慢、治疗周期长等缺点。

披露

作者无任何利益冲突需要披露。

致谢

本研究由国家卫生健康委员会科学技术计划项目资助，资金来自国家卫生健康委员会医药卫生科技发展研究中心（项目编号：HDSL202001051）。

材料

本文使用的材料清单
姓名公司目录编号评论
低频神经和肌肉电刺激器 佛山山山大唐医疗科技有限公司20182260716
RigiScan Plus 监测仪GOTOP Medical20162211942

参考文献

  1. NIH consensus conference. NIH consensus development panel on impotence. JAMA. 270 (1), 83-90 (1993).
  2. Eardley, I. The incidence, prevalence, and natural history of erectile dysfunction. Sexual Medicine Reviews. 1 (1), 3-16 (2013).
  3. Gandaglia, G., et al. A systematic review of the association between erectile dysfunction and cardiovascular disease. European Urology. 65 (5), 968-978 (2014).
  4. McMahon, C. N., Smith, C. J., Shabsigh, R. Treating erectile dysfunction when PDE5 inhibitors fail. BMJ. 332 (7541), 589-592 (2006).
  5. Al-Shaiji, T. F., Brock, G. B. Phosphodiesterase type 5 inhibitors for the management of erectile dysfunction: preference and adherence to treatment. Current Pharmaceutical Design. 15 (30), 3486-3495 (2009).
  6. Son, H., Park, K., Kim, S. W., Paick, J. S. Reasons for discontinuation of sildenafil citrate after successful restoration of erectile function. Asian Journal of Andrology. 6 (2), 117-120 (2004).
  7. Brown, O., et al. Vaginal electrical stimulation for postpartum neuromuscular recovery: a randomized clinical trial. Female Pelvic Medicine & Reconstructive Surgery. 27 (11), 659-666 (2021).
  8. Williams, K. J., Moore, H. M., Davies, A. H. Haemodynamic changes with the use of neuromuscular electrical stimulation compared to intermittent pneumatic compression. Phlebology. 30 (5), 365-372 (2015).
  9. Li, H., et al. Curative efficacy of low frequency electrical stimulation in preventing urinary retention after cervical cancer operation. World Journal of Surgical Oncology. 17 (1), 141(2019).
  10. Reis, B. M., da Silva, J. B., Rocha, A. P. R., Liebano, R. E., Driusso, P. Intravaginal electrical stimulation associated with pelvic floor muscle training for women with stress urinary incontinence: study protocol for a randomized controlled trial with economic evaluation. Trials. 22 (1), 823(2021).
  11. Diakides, N. A. Advances in medical infrared imaging. IEEE Engineering in Medicine and Biology Magazine. 21 (6), 32-33 (2002).
  12. Rosenbaum, T. Y. Pelvic floor involvement in male and female sexual dysfunction and the role of pelvic floor rehabilitation in treatment: a literature review. The Journal of Sexual Medicine. 4 (1), 4-13 (2007).
  13. Lavoisier, P., et al. Pelvic-floor muscle rehabilitation in erectile dysfunction and premature ejaculation. Physical Therapy. 94 (12), 1731-1743 (2014).
  14. Dean, R. C., Lue, T. F. Physiology of penile erection and pathophysiology of erectile dysfunction. The Urologic Clinics of North America. 32 (4), 379-395 (2005).
  15. Hurt, K. J., et al. Akt-dependent phosphorylation of endothelial nitric-oxide synthase mediates penile erection. Proceedings of the National Academy of Sciences. 99 (6), 4061-4066 (2002).
  16. Ignarro, L. J., et al. Nitric oxide and cyclic GMP formation upon electrical field stimulation cause relaxation of corpus cavernosum smooth muscle. Biochemical and Biophysical Research Communications. 170 (2), 843-850 (1990).
  17. Dorey, G. Conservative treatment of erectile dysfunction. 3: Literature review. British Journal of Nursing. 9 (13), 859-863 (2000).
  18. Pastore, A. L., et al. Pelvic muscle floor rehabilitation as a therapeutic option in lifelong premature ejaculation: long-term outcomes. Asian Journal of Andrology. 20 (6), 572-575 (2018).
  19. Balog, B. M., Deng, K., Labhasetwar, V., Jones, K. J., Damaser, M. S. Electrical stimulation for neuroregeneration in urology: a new therapeutic paradigm. Current Opinion in Urology. 29 (4), 458-465 (2019).

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