脊髓电刺激治疗SCS

脊髓电刺激治疗(Spinal cord stimulation,SCS)

发表时间：2010-04-28发表者：金毅 (访问人次：137)

自从远古时候人类就知道用电来治疗疼痛，早在1559年Dioscorides就报道使用海洋鱼雷(M arine torpedo)缓解持续性的头痛。1967年shealey首先通过锥板切开方法将电极置于脊髓背侧柱表面的蛛网膜下腔来刺激脊髓。随后到1975年，Dooley提出了经皮穿刺将电极置人脊髓背侧硬膜外腔的新方法。

早期的刺激系统主要是由射频驱动的接受器所构成。至70年代中期，Cordis公司生产出第一代以锂电池为动力的脉冲发生器。电极亦很快由起初的单极发展为双极。特别值得一提的是在80年代初期Jose 曲Waltz和Neuromed的一个重要发明，即一种可经皮置人的四极电极，它的特点是可以通过使用外置传感器无损伤地随意调节已被植入的刺激器的刺激参数。

在70年代末期，SCS曾风糜整个欧洲及美国。医生使用SCS方法治疗包括几乎所有疼痛类型在内的成千上万名患者。不适当的患者筛选，置人装置的技术故障，加之医生经验的匮乏等因素当然导致无法令人接受的治疗结果。所以，在80年代以来，SCS方法一度处于低谷。直至最近十年以来，人们再次启用该方法治疗非恶性起源的慢性顽固性疼痛。

神经生理机制

脊髓背侧电刺激治疗慢性疼痛的确切机制仍然不十分清楚。大的脊髓传人纤维的激活无疑起着重要作用。大量的资料显示SCS的效果与电刺激所诱发的动作电位在脊髓背侧柱内向尾侧逆行传导从而激活脊髓背角内节段性脊髓活动有关，同时动作电位亦在脊髓背侧柱内上行传导并激活脑干内神经细胞，进而激活脑干下行抑制系统的活动。在神经化学方面，动物实验提示刺激可诱发5-羟色胺，SP以及GABA 在脊髓背角内释放。但动物实验证据在人体内尚未得到证实。

在临床上，当刺激电极位于距脊髓背面中线3mm之内时可产生最有效的刺激作用，但一般地说，只有当电极适位于中线时才能对中线结构(如下背部，臀部，会阴区)产生最佳刺激效果。电极放置距中线的距离不同可产生不同的刺激效果，主要取决于刺激的脊髓水平以及拟刺激的身体部位。如C2体节区及胸腹壁区可通过偏离中线放置的电极而很容易的获得刺激效果；上肢刺激可相当容易的来自于中线或偏离中线的外侧电极。如果需要产生双侧的刺激效果，电极放置应尽保级靠近中线。在下胸段脊髓，外侧放置电极可诱发下肢前部的刺激反应，而下肢后部的刺激反应则会来自于中线放置的电极。做作一个一般性原则，电刺激所诱发的刺激反应通常自置入水平向尾端扩展，偶尔向头端扩展；曾经有人在刺激中胸段时获得上肢的刺激反应，这是一个不恒定而且无法预期的效果。

SCS并非对所有类型的疼痛产生完全相同的影响；例如对癌痛治疗SCS并不十分有效，原因在于癌痛晚期时的过度的伤害性传人刺激。SCS对稳定的叮咬样及烧灼样疼痛有很好的疗效，但对发作性疼痛无效。

设备方面

电极

刺激电极有经皮放置型和平板型二种。目前的经皮放置型电极为4触点、8触点、16触点。一般使用1或2条8触点电极治疗肢体痛，而使用2或3条8触点电极，或者16触点电极去治疗中轴区疼痛。平板型电极需手术置人，需要很小的锥骨切除，目前多为8触点电极。在当代技术条件下，2种电极均十分安全有效。经皮步骤的优点在于无需手术开刀；在进行永久性植入之前，可以对患者进行筛选试验。同时，经皮放置的电极可以在硬膜外腔任意向前延伸并试验刺激数个脊髓节段。通过经皮插人多条平行电极，医生可以建造针对特殊疼痛部位的相应轮廓的刺激电场。

脉冲发生器和接受器

SCS系指通过置人的电极将方波脉冲传递至硬脊膜外腔刺激脊髓及其他神经结构。完全置入型脉冲发生器以锂电池为动力，并且被经皮遥感器所控制，一旦打开就不再需要患者输入信息，而且可以通过一个患者总是随身携带的小磁铁来控制开关及一定范围的刺激参数调整。电池寿命取决于使用方式及

参数选择(电压、频率、波宽等)，一般为2至7年。整个程序的调整需医生手里的程序控制器来完成。射频驱动系统(RF系统)系由皮下置人的信号接收器及体外携带的镍硷性电池为动力的传感器构成。使用时需将传感器天线置于信号接收器表面的皮肤上，再与传感器相连接，这样就可以经皮传递刺激信号。目前在国外使用最多是可充电式的系统，可以经过皮肤对植入的脉冲发生器进行充电，在提高输出刺激参数的同时，大大延长了脉冲发生器的使用寿命，降低了患者的平均治疗费用。

置入技术

电极置人过程通常是在局部麻醉辅以静脉镇静剂条件下完成，偶尔亦需全麻。因为术中识别试验刺激所产生刺激反应在身体的确切分布范围以及运动刺激是确保治疗成功的至关重要的一个步骤，所以需要患者清醒并能与医生完全配合。一般地说，只有当置入点在C1—C4髓节段或拟置入区曾有手术开刀病史患者才需在全麻下进行电极置入。

在进行电极置人时通常将患者置俯卧位。电极置人点至少要低于靶点水平2个脊髓节段以上，这样电极的硬脊膜外腔段就具有一定长度，有利于其位置稳定性及减少电极移位。临床上，对于下背部疼痛的电极置人点可选择在T12、L1、L2穿刺进针，而上肢靶点则需要在T4、5节段进行置人。有几种方法可以用来识别硬脊膜外腔。针尖穿过黄韧带时的触觉反馈是一个十分重要的信息，但有时也并非完全可靠。最常用的方法是通过使用一个低磨擦阻力的注射器(非一次性塑料注射器) 来识别阻力的消失。通过穿刺针导人Seldinger导丝，再在X光线下观察其行进方式及方位亦有助于识别其确切位置。

一旦确定电极已进入椎管，下一个目标是明确电极是位于硬脊膜外腔而非蛛网膜下腔。当电极位于蛛网膜下腔时，导丝行进时几乎没有任何阻力，并且可以向两侧很大幅度的摆动，而当导丝位于硬脊膜外腔时，唯有经过特殊操作才能使其向前行进。另外一个现象是当电极位于蛛网膜下腔时，使用极低的刺激强度即可诱发运动或感觉反应。

程序及电刺激参数

精确的SCS系统植入是治疗成功的关键因素之一。同时存在的另一个关键因素则是电刺激参数的调整及仔细的随访。在系统被置入后首先需要确定3个变量；识别阈，代表患者开始感觉到刺激反应的电压水平；耐受阈，代表患者感觉到刺激反应过强从而产生不愉快感觉或诱发运动收缩时的电压水平；可使用范围则是耐受阈与识别阈之间的电压差。宽的使用范围将给刺激参数的选择提供更广阔的空间。

一旦刺激器已经置人，工作量巨大的试验刺激工作即应开始，试验刺激的目的在于找到最佳的电刺激参数，并使刺激反应区能够充分覆盖疼痛区域，否则将很难获得疼痛缓解的治疗效果。

当理想的电极点与最佳刺激电压已被选定后，下一步应选择其他的电刺激参数。另一个比较重要的参数应是刺激频率，尽管大多数患者选用频率20-1001-Iz，但是我们已经知道在不同个体之间有时存在相当大的个体差异。波宽会对电压有一定程度的影响。有时需耗时4-5个月时问才能找到适合特定患者的最佳刺激参数

并发症

SCS的最致命的并发症来自于置人过程中的神经根或脊髓损伤或椎管内血肿所造成的继发性脊髓压迫损伤。

电极移位通常发生于置人后数天内。目前通用的经皮电极的移位发生比率明显高于板式电极。

报道的置人装置的感染发生率为0．5％-15％。感染通常累及置人的脉冲发生器和射频接收器以及联结电极的导线，偶尔亦可累及硬脊膜外腔。感染可发生于置人后数天至数年内，表现为置人装置表面区皮肤的顽固性的红肿及压痛。对于这种顽固性感染的最终处置为完全取出置人装置并给6周的抗菌素静脉注射。

顽固性的脑脊液漏可发生于经皮或切开板式电极置人后，临床表现为头痛和脉冲发生器置人处的脑脊液积聚。简单的治疗方法是让患者使用充分张力的腹带2-3周来压迫脉冲发生器及导线所经的路径。如果简单方法治疗无效则可将少许自体血注入椎管硬脊膜外腔以促进粘连发生或尽早行手术探查并修补漏口。

结论

自问世至今的25年历史中，SCS方法一直在缓慢但十分稳定的向前发展之中，伴随适应症筛选原则的