脊髓电刺激

脊髓电刺激

使用脊髓刺激法（spinal cord stimulation，SCS）治疗慢性疼痛，最初由C. Norman Shealy等于1967年提出，并首次将刺激电极植入脊髓背柱治疗疼痛获得成功。当初该技术仅使用在某些不适宜手术的慢性顽固性疼痛病例。从上世纪70年代起，SCS技术得到了快速的发展，并且随着硬膜外永久性埋植脊髓刺激系统的出现，硬膜外脊髓电刺激在疼痛临床受到广泛重视，近30多年来，对该技术的病理生理、适应证、预期疗效及可能出现的并发症进行了大量的深入研究，SCS已成为当今临床疼痛领域里的一项重要镇痛技术。目前在全球每年有5万以上病例进行脊髓电刺激治疗，总有效率约80％。

一、镇痛机理

关于脊髓刺激的作用机制有许多理论，包括门控机制的激活，脊髓丘脑通路的传导阻断，脊髓以上机制的激活，以及某类神经调质的激活或释放等。

1.门控机制

纤维的电刺激可逆行抑制被刺激的脊髓节段细纤维痛觉信息的接收。他们将这称为脊髓后柱刺激（dorsal column stimulation，DCS）。现在已知这种电刺激抑制痛觉的现象，不仅在脊髓后柱，在脊神经后根部以及脊髓的其它部位也有这种现象。故脊髓后柱刺激一词现已为“脊髓电刺激”（SCS）取代。β纤维传导的，同样也会聚、终止于脊髓的这个“门”。该理论的基本前提是对粗纤维信息的接收，如触觉和振动觉，将关闭接受细纤维信息的“门”，即对脊髓后柱的A- β纤维传入脊髓的。这些纤维终止于背角的胶质，即脊髓的“门”。同时，其它的感觉信息，如触觉或振动觉，是由粗大的有髓鞘

A-δMelzack和Wall在1965年发表了门控理论。该理论认为，在外周，疼痛的“电-化学”痛性信息是通过直径较细的无髓鞘的C纤维，还有少量的有髓鞘的A-

外周神经对电刺激的反应，以及皮肤疼痛感受器对机械刺激的反应，均可产生类似DCS的神经抑制。但在脊髓后柱受到损伤的情况下，DCS的神经抑制作用，在损伤平面以下消失，而损伤侧柱则没有影响。和此类似的，Handwerker等对麻醉猫的单侧背角神经元进行研究，发现电刺激皮肤有鞘传入神经纤维，可对背角内细胞（对有害的辐射热刺激有反应，对低阈值皮肤机械刺激感受器的输入也有反应）的放电现象具有抑制作用。

2.脊髓丘脑通路的传导阻断

脊髓刺激可节段性地抑制疼痛的另一个理论是，刺激阻断了脊髓丘脑通路上的电化学信号的传导。电流在通过脊髓局部时，受刺激的神经元可产生某些信息传导功能的改变，而这种改变主要表现为痛觉的神经传导功能受阻。

3.脊髓以上机制的激活

刺激脊髓可使脊髓上位神经元发生变化，影响痛觉的传导或调制。Saade等研究了刺激脊髓上位中枢可能产生的效应，在刺激电极的尾端切断后柱，使用两种类型的大鼠疼痛试验模型，甩尾试验和甲醛试验，分别代表了两类不同的神经生理机制：相位性疼痛和紧张性疼痛。以长期植入的电极（头端朝向，双侧后柱损伤）刺激后柱。结果显示，两种痛觉试验模型，相位性疼痛和紧张性疼痛，后柱刺激均有明确的镇痛作用。认为镇痛作用和激动了脊髓上位的痛觉调制中枢有关。

4.交感传出神经的中枢抑制性机制

在动物模型和人体试验中，都观察到类似血管舒张的现象，故推测可能和SCS激活了影响交感传出神经的中枢抑制性机制有关。这些血管舒张反应可能继发于SCS缓解疼痛后的效果，也可能继发于对细小的传入纤维的逆向影响，还可能继发于对中枢对交感从脊髓传出的神经生理机制的直接作用。

SCS反应性血管舒张，另一种可能的机制是这种刺激使血管舒张物质释放出来，如血管活性肽，P

物质，或降钙素基因相关肽。最近，Croom等已发现，高频刺激时的外周血管舒张，实际上是逆行激动了后根内的C纤维，引起了外周降钙素基因相关肽的释放，从而导致刺激诱导的血管舒张。SCS在动物试验中引起的血管舒张，也在临床使用该项技术治疗外周血管疾病引起疼痛得到很好验证。对血管闭塞性或血管痉挛性疾病的患者，SCS后疼痛明显减轻，疼痛性缺血性溃疡显著愈合。在一项34例重度肢体缺血的患者研究中，大部分都有休息时疼痛和缺血性溃疡。其中26例患有动脉硬化性外周血管疾病，1例患有Buerger病，7例患有重度的血管痉挛性疾病。治疗组共有94%的患者疼痛得到缓解，50%的患者溃疡愈合。值得注意的是，在平均为期16个月的随访当中，刺激组中只有38%的患者后期进行了截肢手术，而相应的无刺激的对照组，该值高达90%。在欧洲，外周血管疾病已成为当前SCS的主要适应征。进一步的研究表明，SCS后体循环的改变微乎其微，但皮肤毛细血管密度却显著增高，红细胞速率增快，钠荧光素灌注的毛细血管数量增加，同时SCS后钠荧光素出现时间缩短，反映了SCS以后微循环的显著改变。

5.神经调质的激活或释放

-促脂解素含量增加。β-内啡肽和βSCS后患者疼痛缓解常常较实际的脊髓刺激超出数分钟，数小时，数天，甚至长达一个月以上。这种现象提示，脊髓电刺激之所以具有较长的刺激后效应，和刺激导致中枢释放某些神经递质或神经调质，造成长时间的痛觉缓解有关。如有研究发现，SCS后脑脊液中的肾上腺素、P物质、GABA、5-HT及其代谢产物5-HIAA增多增多。也有证据表明，SCS后部分患者脑脊液内

二、适应证选择

（1）有明确的病理学改变；（2）非介入性治疗失败；（3）进一步的矫正手术不能缓解病人的疼痛；（4）没有非治疗性药物的依赖；（5）无精神障碍；（6）原发性放射性肢端痛；（7）测试成功；

（8）没有禁忌症（败血症、凝血障碍等）。其中国内外公认的最佳适应症有：背部手术失败综合症、复杂性局灶性疼痛综合症(CRPS I、II)、末梢血运循环障碍性病变、粘连性蛛网膜炎、幻肢/残肢痛等。新近的研究认为,脊髓神经电刺激除镇痛外还可试用于某些疾病的神经功能恢复,如多发性硬化、亚急性视神经脊髓病变等。也有的学者试用于意识障碍、肌痉挛等。

三、手术操作

1.筛选测试

首先进行测试刺激。患者取俯卧位，局麻下进行电极硬膜外置入。SCS测试成功的关键是将刺激电极准确地植入到疼痛相应的脊髓阶段，寻找患者主诉整个疼痛区都出现异常感觉的电极位置。然后固定电极和体外刺激器相连进行临时测试。疼痛评估采用视觉模拟评分法（visual analogue scale，VAS），若疼痛缓解达50%以上、生活质量显著改善、镇痛药物用量明显减少的话，则表明测试成功，可进行永久性埋植神经刺激系统。笔者也遇见过少数患者，经1周左右测试刺激后，镇痛维持较长时间未再复发。刺激参数：刺激频率多在5～500Hz之间，电压0.3～15V，波宽0.1～1.0msec。以患者自觉疼痛缓解、感觉舒适为宜。

2.具体的步骤

（1）患者准备术前应进行较为全面的健康教育，尤其是疼痛学方面的相关知识，使患者一定要认识到疼痛的多样性，疼痛的本质是由感觉和情绪组成。这一点在评价疼痛缓解度方面极为重要。术前检查方面，除一般外科术前检查外，要着重了解患者的椎管内情况，特别是拟定穿刺间隙及刺激电极走行方向是否通畅，相应脊髓节段有无病变等。

（2）患者一般采取俯卧位、开放静脉、进行循环呼吸监测，常规消毒、铺巾。用C型臂X线透视法确定适合的穿刺椎间隙，并在皮肤上作出相应进针穿刺点标记。