脊髓电刺激治疗的研究进展
脊髓和背根神经节电刺激治疗慢性疼痛机制研究进展
ｄｏｉ：１０．３９６９￣．ｉｓｓｎ．１００６－９８５２．２０１８．０１．００３
· ３ ·
· 特 约综 述 ·
脊髓和 背根神 经节 电刺激 治疗慢 性疼痛 机制 研 究进展 水
李慧莉 王 云 （首都 医科 大学附属 北京朝 阳医院麻醉科 ，北京 １０００２０）
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· Βιβλιοθήκη 中 国疼 痛 医 学 杂 志 Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆＰａｉｎ Ｍｅｄｉｃｉｎｅ ２０１８．２４（１
治 疗 剂 量 的 可 乐 定 能显 著 增 加 脑 脊 液 内 乙 酰 胆 碱 浓 度 ，进而提高传统 ＳＣＳ疗效的敏感性，且鞘 内给予 胆碱酯 酶抑制剂能够减 弱这 种镇痛作用 。进 一步研 究发现 ，传统 ＳＣＳ升高脊髓 背角 内乙酰胆碱 浓度 ， 同时行为 学测试 发现其镇 痛作用 依赖于 毒蕈碱 Ｍ４ 受体 的激活 口】。即传 统 ＳＣＳ通过增加脊髓背 角 内乙 酰胆碱浓度 ，激活毒蕈碱受体 影响下游神经 活性物 质 ，最终实现 镇痛作用 。为 了进 一步肯定胆碱 能系 统的作用 ，Ｓｏｎｇ Ｚ等人鞘 内注射非治疗剂量 的毒蕈 碱受体 兴奋剂后发现 ，传 统 ＳＣＳ对神经病理性疼痛 疗效 的敏感性显著提 高 ］，再次证 实传 统 ＳＣＳ治疗 神 经 病 理 性 疼 痛 的 机 制 可 能 与 胆 碱 能 递 质 系 统 的激 活 有 关 。
脊髓 电刺激 （ｓｐｉｎａｌ ｃｏｒｄ ｓｔｉｍｕｌａｔｉｏｎ，ｓｃｓ）为 药 物治疗效 果不好 的慢性 顽固性疼痛 （如脊髓损伤 后 神经痛 、截肢后幻肢痛 、腰椎手 术后疼痛综合 征等 ） 病人带来 了希望 。ＳＣＳ不会像 一些镇痛 药物如 吗啡 引发成瘾 和耐受 ，也没有 大多数镇痛 药物常有 的明 显副作用 。虽然 ＳＣＳ技术在治疗慢性疼痛方面有 效 并具有很大 的潜力 ，但 其镇痛机理仍 不十分清 楚， 临床上 仍然有相 当一部分病 人 （６０％）在接 受 ＳＣＳ 治疗后疼痛 症状没有得 到 明显 改善。因此，有必要 深入 了解 ＳＣＳ镇 痛机制，从而指导临床 医生合理选 择 ＳＣＳ术 适 应症 、优 化刺激 参 数和 增 强 ＳＣＳ镇痛 功效并最终长期解除疼痛折磨 。除传 统 ＳＣＳ外 ，近 年 来也发现 新式 ＳＣＳ、背根神经 节 （ｄｏｒｓａｌ ｒｏｏｔ ｇａｎ— ｇｌｉｏｎ，ＤＲＧ）电刺激 以及硬 膜 下 电刺 激有 很 好 的 临 床 效果 ，其镇痛 机制各有不 同 。本文将 分别就传统 ＳＣＳ、新 式 ＳＣＳ、ＤＲＧ 电刺激 以及硬 膜下 电刺激 治 疗慢 性疼痛 的机制进行 阐述 ， 以期为 疼痛 的治疗提 供更多新思路 和新认 识。
脊髓电刺激治疗难治性慢性疼痛治疗发展历史、作用机制、适用范围、操作方法、长期管理及展望
脊髓电刺激治疗难治性慢性疼痛治疗发展历史、作用机制、适用范围、操作方法、长期管理及展望『脊髓电刺激』(SCS)是指将刺激电极置入椎管硬膜外腔，通过电流刺激脊髓后角的感觉神经元及后传导束，阻断疼痛信号，以达到治疗疼痛的一种神经调控方法。
历史沿革1965年Melzack和Wall提出了疼痛“门控理论”，成为SCS的理论基础；1967年SCS首次应用于疼痛治疗1970年诞生了完全植入式SCS系统1989年美国食品药品管理局批准SCS用于疼痛治疗2003年中日友好医院采用完全植入式SCS成功治疗臂丛损伤所致的慢性疼痛，开国内SCS治疗慢性疼痛之先河。
2019年清华大学神经调控技术国家工程实验室自主研发的全植入式SCS 系统进入临床试验(CITRIP study)，开启了SCS系统的国产化进程。
经过数十年的发展，SCS逐渐成为临床治疗慢性疼痛的重要手段。
目前认为，对常规治疗无效的慢性疼痛病人，在充分考虑适应证和禁忌证的前提下，越早植入SCS，病人获益越大。
部分病人在试用短期SCS治疗后，即使未植入SCS也能获得较长时间的疼痛缓解，由此开启了SCS短时程刺激治疗模式。
作用机制闸门控制学说“闸门控制学说”被认为是SCS镇痛作用的『理论基础』。
该学说认为：与疼痛相关的神经冲动的传导由脊髓—大脑痛觉传导通路中一种类似闸门作用的特殊结构调节，该机制受粗神经纤维和细神经纤维的活性平衡影响，小直径细纤维促进传导过程，而大直径粗纤维则抑制传导过程。
γ-氨基丁酸能机制在分子水平上，SCS通过调节GABA神经递质（γ-氨基丁酸）的相关的氨基酸来镇痛，同时GABA-B受体似乎特别受电刺激的影响，即SCS通过诱导脊髓背角GABA释放，激活GABA-B受体，从而抑制脊髓背角兴奋性氨基酸谷氨酸和天冬氨酸的释放，最终抑制神经元的痛觉传递。
5-羟色胺机制、胆碱能和肾上腺素能机制SCS通过激活脊髓5-HT受体，增加5-HT的释放，它们对疼痛信号的传递具有抑制作用。
脊髓电刺激镇痛术的研究现状
ｔ ｉ ｏ ｎ ． Ｚ ｈ ｏ ｎ ｇ ｇ ｕ ｏ Ｌ ｉ ｎ ｃ ｈ ｕ ａ ｎ ｇ Ｋ ａ ｎ ｇ ｆ ｕ ２ ０ ０ ４ ； ８ １ ２ ９ １ ： ６ ４ ６ ２ 一 ３ １ Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ） 薛纪秀， 倪家骤， 徐娜 脊髓电刺激镇痛术的研究现状Ｉ Ｊ １ ． 中国临床康复， ２ ０ ０ ４ ，
总之， Ｓ Ｃ Ｓ 是一种安全的非药物性镇痛方式， 再次治疗或手 术的原因多是电极发生移位后的复位或重新安放或取出电极， 目 前小于 ３ ０ ％（ 不包括体内脉冲发生器复位） ， 曾 有报道有 １ 例 死于肺栓塞。
‘ 疗效评估
现假阳性或某种误导作用。 硬膜外电 刺激为低频电 刺激， １ ０ ０ Ｈ ｚ 以上高频虽有镇痛效果，但有肌张力亢进和下肢上举， 难以应 用。用５ ０ Ｈ ｚ 以下的 低频率刺激，受 刺激节段支配部位有推拿 感、 感觉缺失， 减退区有从受刺激节段向颈部扩展趋势。
・徐 述 ・
脊 髓电 刺 激 镇 痛 术的 研 究 现状★
薛纪秀， 倪家鉴１ 徐 娜
薛纪秀，倪家嚷，徐 娜，首都医科大学宣武医院麻醉科，北京市
１ ０ ０ ０ ５ ３
３ 适应证
薛纪秀★， 女， １ ９ ６ ３ 年生， 北京市人， 汉族， １ ９ ９ ３ 年首都医科大学毕业，
３ ． １ 慢性顽固性疼痛
硕士， 副主任医师， 副教授， 主要从事麻醉、 疼痛的研究。
万方数据
Ｉ ｖ Ｓ ｎ Ｓ ｕ Ｎ ｍ ｚ ｇ ｌ ｃ ｋ ｆ ． ￣
１ ６ ７ １ 一５ ９ ２ ６ Ｃ Ｎ ２ １ 一１ ４ ７ ０ ／ Ｒ
ｋ ｊ ２ ３ ３ ８ ５ ０ ８ ３ ０。 ． 。 。
薛纪秀 ， 等． 脊髓电刺激镇痛术的研究现状
电针对脊髓损伤患者运动功能康复作用的研究
电针对脊髓损伤患者运动功能康复作用的研究电针具有穴位和电刺激的双重功效，许多研究都表明督脉电针和夹脊电针能够治疗脊髓损伤、促进功能康复，其机制涉及微环境、酶、细胞凋亡、神经营养因子等各个方面。
一些临床病例研究也显示电针对脊髓损伤患者的康复有一定促进作用。
标签：脊髓损伤；电针；功能康复.脊髓损伤(spinal cord injury,SCI)是脊髓遭受损害导致主要功能(运动、感觉、反射等)出现障碍的一类严重损伤。
随着社会现代化程度的提高,特别是交通工具的发展,其发病率和致死率在逐年升高[1]。
由于现代医学的发展,虽然有更多的SCI患者从初次损伤中存活下来，但大多留有残疾，严重地影响了生活质量。
很多研究表明督脉电针和夹脊电针能够治疗脊髓损伤，促进其功能康复。
本文主要就电针在脊髓损伤患者运动功能康复中的作用作一综述。
1电针与脊髓损伤脊髓损伤在中医可归为”瘘证”，中医认为其伤虽在脊髓，实乃损其督脉。
电针督脉旨在疏通督脉，温肾壮阳，活血化瘀，使阳气通达全身而恢复机体各部分功能。
督脉电针既可以调节经气，疏通气血，又是一种脉冲电场，故具有针刺和电场的双重作用。
另外一个重要的电针穴位为夹脊穴，夹脊电针可起到疏通督脉的作用，且夹脊穴又与脏腑背俞穴相邻，针刺可调和脏腑气血，使全身气血流通。
2电针在脊髓损伤运动功能康复中的作用目前尚没有一种方法能完全治愈SCI所造成的后遗症[2]。
寻找SCI治疗方法的大部分工作集中在诱导和支持神经萌发以及定向生长。
李晓宁等[3]在实验研究中发现夹脊电针能显著提高脑源性神经生长因子在SCI中的阳性表达，对神经元有良好的保护作用。
王新家等[4]实验发现电针可降低SCI大鼠损伤区域的神经元和胶质细胞内脑源性神经营养因子及其受体TrkB的表达，促进大鼠行为功能的恢复。
不少临床实验也表明电针对脊髓损伤患者运动功能的恢复有一定的作用。
张立峰等[5]将112例SCI患者随机分为观察组和对照组各56例，2组均进行常规康复治疗，观察组在此基础上加用夹脊低频电刺激治疗，结果表明夹脊低频电刺激结合常规康复治疗可明显改善患者痉挛状态、提高运动和感觉功能。
电刺激器对脊髓损伤患者肠功能恢复的促进作用研究
电刺激器对脊髓损伤患者肠功能恢复的促进作用研究近年来，脊髓损伤（SCI）的发病率逐年上升，对人类生活质量产生了极大的影响。
SCI患者不仅可能面临运动和感觉功能受限的问题，还常伴随着多种自主神经系统功能障碍，其中包括肠道功能受损。
脊髓损伤对肠道的调节功能造成了严重的影响，导致了排便困难、便秘和肠道疾病的发生。
为了改善这些患者的生活质量和康复效果，研究人员开始探索电刺激器对脊髓损伤患者肠功能恢复的促进作用。
电刺激器是一种可以通过电流刺激神经和肌肉组织的医疗设备。
当电刺激器被置于身体特定区域时，电流刺激可以激活特定的神经和肌肉，从而促进其正常功能的恢复。
在治疗脊髓损伤患者的肠道功能障碍方面，电刺激器的应用引起了研究人员的广泛关注。
首先，电刺激器对于缓解脊髓损伤患者的便秘问题具有一定的效果。
研究表明，通过电刺激器刺激腹股沟神经可以促进排便反射的发生，缩短排便时间并改善排便效果。
此外，电刺激器也可以刺激直肠肌肉运动，提高肠道蠕动速度，从而减轻便秘症状。
这些研究结果表明，电刺激器可以作为一种非药物手段来缓解脊髓损伤患者的便秘问题。
其次，电刺激器还可以帮助脊髓损伤患者恢复肠道功能。
研究发现，通过电刺激器刺激腹腔神经可以增强迷走神经的活动，促进肠道蠕动和分泌的正常功能。
这对脊髓损伤患者来说尤为重要，因为他们的自主神经系统已受损。
通过电刺激器的应用，可以模拟神经的正常功能，促进肠道的正常运作，从而提高消化吸收能力和排便功能。
此外，电刺激器还可以通过刺激骨盆底肌肉来改善脊髓损伤患者的盆底功能。
骨盆底肌肉对于正常的排便过程至关重要。
脊髓损伤后，患者的盆底肌肉功能常常受到影响，导致排便困难。
研究发现，电刺激器可以刺激骨盆底肌肉的收缩和松弛，增强其功能，从而改善脊髓损伤患者的排便能力。
除了上述几种途径之外，电刺激器在脊髓损伤患者康复中还有其他一些应用。
比如，电刺激器可以帮助患者重建感觉神经通路，改善排便时的感觉反馈，提高排便的效果和满意度。
硬膜外脊髓电刺激的应用研究进展
硬膜外脊髓电刺激的应用研究进展张雪;徐琦【摘要】硬膜外脊髓电刺激(epidural spinal cord stimulation,ESCS)是一种将电极植入脊柱椎管内硬膜外腔,通过脉冲电流直接作用于脊髓神经的中枢神经功能性电刺激方法,最初应用于对慢性顽固性疼痛的抑制,之后的研究主要集中于该方法在运动功能恢复及神经系统疾病诊断等方面,现已成为神经接口与康复工程中的一个研究热点.本文通过总结ESCS在疼痛抑制、运动功能恢复中的研究进展,并结合ESCS研究背景,探讨了ESCS作用机制及刺激参数的优化.随后通过简述ESCS在运动功能恢复的应用研究,并结合ESCS刺激系统,提出了研制应用于运动功能的植入式刺激器的重要性,最后对ESCS的研究趋势进行展望.【期刊名称】《北京生物医学工程》【年(卷),期】2015(034)001【总页数】6页(P90-95)【关键词】脊髓;电刺激;运动功能康复;疼痛抑制【作者】张雪;徐琦【作者单位】华中科技大学自动化学院武汉430074;华中科技大学自动化学院武汉430074【正文语种】中文【中图分类】R318.04功能电刺激，即将特定频率和波形的电流或电压施加于生物体神经组织，进而引发其各种神经电生理反应，该方法在神经疾病治疗等方面有广泛应用。
硬膜外脊髓电刺激(epidural spinal cord satimulation, ESCS)从功能电刺激(functional electrical stimulation, FES) 发展而来。
与作用于外周神经系统的FES不同，ESCS是将电极植入脊柱椎管内硬膜外腔，经造影证实其确切位置后，由刺激电极产生的电流直接作用于脊髓后柱的传导束和后角感觉神经元，在神经通路上产生电场。
迄今为止，ESCS除用于减轻疼痛外，还被开发用于运动功能恢复以及神经系统疾病的诊断，因此对其详细作用机制的研究，在神经科学、康复工程等诸多学科领域具有非常重要的意义。
脊髓和背根经节电刺激在疼痛领域的临床现状及展望
脊髓和背根经节电刺激在疼痛领域的临床现状及展望神经病理性疼痛是由躯体感觉神经系统的损伤及疾病引起的一系列疼痛的总称，以痛觉过敏、痛觉超敏、自发性疼痛和感觉异常等为主要表现。
NP因其持续时间长，使机体长时间处于应激状态，给躯体与精神带来双重伤害，给病人带来极大的痛苦与负担。
目前针对NP的治疗手段的疗效均有限。
脊髓电刺激是一种有效缓解神经病理性痛的侵入性镇痛技术，它能够明显改善病人的疼痛，并能减少镇痛药物的服用量，增加活动能力，超过20%的病人因此重返工作岗位。
近年随着基础研究的深入和相关仪器设备的完善，一些新的电刺激疗法，例如高频SCS，Burst-SCS，及背根神经节电刺激等应用于临床，明显提高了其镇痛效果。
本文在回顾传统SCS对疼痛治疗疗效基础上，重点分析了新的电刺激疗法治疗NP的现状，为临床上优化NP治疗方案提供重要依据，这也是本文的主要目的和创新之处。
1.SCS的原理及背景SCS治疗原理是基于目前公认的闸门控制理论，将刺激电极植入脊柱椎管内硬膜外腔相应节段，通过电刺激激活脊髓后柱粗大Aβ纤维，此时会产生异常感觉，如麻木感，针刺感，挤压感等，然后再激活脊髓背角胶质区抑制性中间神经元，从而逆行抑制脊髓节段细小纤维痛觉信息接收，并缓解和阻断疼痛感觉经脊髓丘脑束传入高级中枢，激活高级中枢下行抑制通路，从而缓解疼痛。
然而，后来人们发现“闸门控制理论”并不能完整地解释SCS的镇痛原理，有待进一步深入研究SCS的镇痛机制。
20世纪由于对SCS的作用机制研究较少及其仪器性能不稳定等多方面原因，最终SCS镇痛效果的不理想。
近年随着SCS镇痛机制深入研究和相关仪器设备的不断完善，SCS的相关研究再次受到重视，且SCS 应用于康复工程已成为一个研究热点。
2.SCS的适应证及临床疗效SCS主要适用于脊柱术后疼痛综合征，复杂性区域性疼痛综合征，和外周肢体缺血性疾病，幻肢痛，脊髓损伤后疼痛，顽固性心绞痛，带状疱疹后神经痛和痛性糖尿病性周围神经病等，其中FBSS和CRPS是SCS的主要适应证。
功能性电刺激对脊髓损伤患者的效应研究进展
功能性电刺激对脊髓损伤患者的效应研究进展摘要：功能性电刺激是利用一定强度的低频脉冲电流，通过预先设定的程序刺激一组或多组肌肉，诱发肌肉运动或模拟正常的自主运动，可促进截瘫患者的肢体恢复。
通过对肢体的刺激，进而激活相关脑区和脑功能网络连接。
关键词：功能性电刺激脊髓损伤康复上肢下肢中图分类号：G658.5 文献标识码：A 文章编号：0257-2826（2018）04-0184-01脊髓损伤(spinal cord injury , SCI) 是临床上有严重危害的急性病损，医疗的进步使治疗后生存率及生存时间显著增加，致残率也随之升高。
随现代化进程提高，脊髓发病率居高不下。
严重影响人类健康和生存质量，是亟待解决的医学难题。
脊髓损伤的病人的临床表现主要是感觉功能障碍，运动功能障碍，反射功能障碍，大小便功能失禁，损伤后的一些继发病等。
但目前尚没有治愈脊髓损伤有效手段，防止脊髓损伤后继发性损害的措施也非常有限。
因此探索用不同的方法和新的技术去替代或修复损伤脊髓是实现脊髓修复一个发展方向。
功能性电刺激(functional electrical stimulation, FES)技术是使用电刺激的手段，以精确的刺激顺序和刺激强度激活瘫痪或轻瘫的肌肉，使脊髓损伤患者恢复一定运动功能的一种康复治疗技术[1]。
研究进展电刺激治疗包括普通电刺激和功能性电刺激治疗，前者使用非常广泛。
如：膝关节扭伤，理疗师利用电刺激来恢复肌力；后者是功能性电刺激治疗，用电刺激的方法恢复神经肌肉功能, 如用微量的电流脉冲刺激并支配肌肉神经纤维, 引起肌肉收缩, 带动肌体关节按一定规律运动, 从而完成伸臂、抓物、站立和行走等适当的运动功能发挥功能性治疗作用。
1.功能性电刺激对骨密度的影响应力与生长关系是一切生物存在形式。
缓慢牵伸活组织产生一种应力，可刺激某些组织的再生和活跃生长，能够调动和促进机体自身修复和再生的潜能，有效地治疗肢体不等长等多种骨科疑难疾病。
脊髓电刺激治疗神经病理性疼痛的应用进展
脊髓电刺激治疗神经病理性疼痛的应用进展谢亚辰，杨晓秋重庆医科大学附属第一医院疼痛科，重庆市400016通讯作者：杨晓秋，E-mail：****************摘要脊髓电刺激(SCS)通过电脉冲信号阻断疼痛信号传递，干扰疼痛传导通路，激活阿片通道，刺激蓝斑系统及调节γ-氨基丁酸能系统，从而发挥抑制或减轻疼痛的作用。
目前被应用于带状疱疹后神经痛、腰椎术后疼痛综合征、幻肢痛、痛性糖尿病神经病变、头面部神经痛、阴部神经痛等神经病理性疼痛的治疗中。
关键词脊髓电刺激；神经病理性疼痛；治疗；综述Advance in Spinal Cord Stimulation for Neuropathic Pain(review)XIE Ya-chen,YANG Xiao-qiuDepartment of Pain,the First Affiliated Hospital of Chongqing Medical University,Chongqing400016，China Correspondence to YANG Xiao-qiu,E-mail:****************AbstractSpinal cord stimulation(SCS)can inhibit or alleviate pain by blocking pain signal transmission,interfering with pain pathway,activating opioid pathway,stimulating locus coeruleus system and regulatingγ-aminobutyric acid ergic.It is ap‐plied in the treatment of neuropathic pain(NP),such as post-herpetic neuralgia,failed back surgery syndrome,phantom limb pain,painful diabetic neuropathy,head and facial neuropathic pain,pudendal neuralgia,etc.Key words:spinal cord stimulation;neuropathic pain;treatment;review[中图分类号]R741[文献标识码]A[文章编号]1006⁃9771(2020)06-0678-05[本文著录格式]谢亚辰,杨晓秋.脊髓电刺激治疗神经病理性疼痛的应用进展[J].中国康复理论与实践,2020,26(6):678-682.CITED AS:XIE Ya-chen,YANG Xiao-qiu.Advance in Spinal Cord Stimulation for Neuropathic Pain(review)[J].Chin J Rehabil Theory Pract,2020,26(6):678-682.脊髓电刺激(spinal cord stimulation,SCS)是一种利用电脉冲信号刺激脊髓神经治疗疾病的方法。
脊髓电刺激术研究进展
灼性疼痛 。②患者 的精 神状况 和心理 因素 。对 于罹 患顽 固性疼
【 作者简介】 邹西峰 （９ ６一 ， ， 士 ， １６ ） 男 博 副主任 医师 。主要研究 方向 ： 胶
质 瘤 的综 合 治 疗 。
在 电极 植 入 时 首 先 可 能 遇 到 的 问题 是 电极 无 法 达 到 硬 脊 膜 外 腔
１ ６ １ ０： ７ｌ ９ ５， ５ ９
・３ ・ ６ １
所发生 的并发症 有 电极 移位 、 电极 折 断、 无菌 性 和细 菌性脑 膜
炎、 部分横断性脊髓 损伤 、 硬膜外脓肿和浅表部位 的感染 。其 中 发 生最多的是 电极移位 ， 发生率大约 ２ ％ － ５ 。 电极移位 ０ ５％ 的程度 可分为轻度移 位和整体 移位 ， 轻度 移位往往 只有 几毫米
１ 解 剖 学 和 生 理 学 基 础
由于对病例筛选 标 准和对 慢性 疼痛 多学 科处 理方 法 的认 识不
极穿刺部位有感染 ； ） （ 有肿瘤压迫脊髓或侵袭椎体 ； ） 出凝 血 ７ （有 ８
功能障碍 ； ） 神异常或 抑郁 ； 鸦片成瘾 者 ； 体 内安装 有 （ 有精 ９ ∞ 仰
心脏启搏器者 ； 有 严重的脊柱 畸形者 。 痛觉由脊神经节细胞 的周 围支感受 ， 由其 中枢 支传至 脊髓 ６ 试验性刺激与刺激 器、 刺激参数 后 角细胞 ， 由脊髓后角细胞传至丘脑腹后外侧核 的神经元 ， 再 然 尽管经过病例筛选 、 适应症 和禁忌症等标准 的过滤 ， 以帮 可 后传 至大脑皮层感觉 区－ 。脊神经 节细胞 的 中央支 有 ２种 ， ２ Ｊ 即 助找 出比较适宜进行脊髓 电刺激 的病例 ， 是这样 的病 例在 拟 但
门理论矛盾 的情 况 Ｊ 。例如 ： ａ ｐ ｅ Ｃ ｍ ｂＨ报道周 围神 经挫 伤后粗 流 电刺激信号 ， 而各家所采 用 的电压 、 冲、 脉 频率 不 同。刺 激持
脊髓电刺激机理研究报告
脊髓电刺激机理研究报告
摘要：脊髓电刺激是一种用电流刺激脊髓神经元以改善神经功能的治疗方法，被广泛应用于临床治疗中。
本研究旨在探讨脊髓电刺激的机制，以进一步明确其疗效和适应症。
首先，我们回顾了脊髓电刺激的历史发展和临床应用情况。
然后，我们阐述了脊髓电刺激的基本原理，包括电极放置、刺激参数设定和刺激强度调节等。
随后，我们分析了脊髓电刺激的作用机制，主要包括两方面：局部效应和远距离效应。
在局部效应方面，脊髓电刺激通过直接刺激脊髓神经元产生一系列生理反应，如神经元兴奋、神经递质释放和神经肌肉传导改善等。
这些反应有助于恢复受损的神经功能，从而改善患者的症状和生活质量。
在远距离效应方面，脊髓电刺激通过调节脊髓神经元的兴奋状态，影响大脑和其他神经系统的功能。
这种远距离效应可能通过改变突触可塑性、激活嵌合回路和促进神经再生等机制实现。
最后，我们对脊髓电刺激的临床应用进行了总结和展望。
脊髓电刺激已被证实在脊髓损伤、神经疼痛、帕金森病等方面具有显著的疗效。
然而，仍有一些问题需要解决，如刺激参数的优化、长期疗效评估和适应症的明确等。
关键词：脊髓电刺激，机制，疗效，临床应用。
电刺激器在脊髓损伤康复中的应用前景
电刺激器在脊髓损伤康复中的应用前景脊髓损伤是一种严重的神经系统疾病，常常导致肢体瘫痪和感觉丧失。
目前，康复治疗是脊髓损伤患者恢复功能最主要的手段之一。
而电刺激器作为一种新兴的治疗工具，在脊髓损伤康复中展示出了广阔的应用前景。
本文将对电刺激器在脊髓损伤康复中的应用前景进行探讨。
首先，电刺激器可以帮助恢复患者的运动功能。
脊髓损伤患者常常出现肢体瘫痪的症状，电刺激器可以通过刺激患者的肌肉和神经，帮助他们重新建立运动功能。
具体来说，电刺激器可以通过刺激神经和肌肉产生肌肉收缩和放松的效果，从而帮助患者进行运动训练。
这种刺激不仅可以加强患者的肌肉力量，还可以提高神经递质的传输速度，促进受损神经的再生，从而促进患者的康复。
其次，电刺激器还可以改善患者的感觉丧失。
脊髓损伤患者常常出现感觉丧失的症状，包括触觉、温度和疼痛感受等。
电刺激器可以通过刺激患者的神经末梢，重新激活受损神经的功能，从而帮助恢复他们的感觉。
一些研究已经显示，电刺激器能够改善患者的触觉、温度和疼痛感受等方面的功能，提高患者的生活质量。
此外，电刺激器还可以促进脊髓损伤的神经再生。
脊髓损伤后，受损的神经常常面临再生的困境。
电刺激器可以通过刺激神经末梢，促进神经的再生，从而帮助恢复受损神经的功能。
一些研究已经证明，电刺激能够提高神经细胞的增殖和突触形成，促进神经再生。
这为脊髓损伤患者的康复带来了新的希望。
同时，电刺激器还可以调节脊髓损伤患者的自主神经功能。
脊髓损伤常常导致自主神经功能紊乱，例如尿失禁、性功能障碍等。
电刺激器可以通过刺激神经，调节患者的自主神经功能，从而改善这些功能障碍。
一些研究已经证实，电刺激能够改善脊髓损伤患者的排尿功能、性功能等问题，提高他们的生活质量。
虽然电刺激器在脊髓损伤康复中展示出了广阔的应用前景，但也面临一些挑战。
首先，电刺激器需要在专业医务人员的指导下进行使用，确保安全性和有效性。
其次，电刺激器的应用还需要进一步的研究和验证，以确定最佳的刺激参数和治疗方案。
脊髓电刺激疗法
脊髓电刺激疗法（Spinal Cord Stimulation，SCS）脊髓电刺激疗法是将电极植入脊柱椎管内，以脉冲电流刺激脊髓神经治疗疾病的方法。
早在1943年Martin对脊髓痛以直流电的效果进行了观察，1965年Melzack和Wall提出闸门控制学说以后，Shealy等人发现对猫的脊髓后索给以50Hz的方波电刺激后，疼痛刺激被抑制，1967年开始临床应用，治疗6名病人，全部病人的疼痛得到缓解或消失。
当时他们是在全麻下切除椎板，将电极植入蛛网膜下腔。
1971年以后，日本学者下地恒毅首先将电极改进为植入硬膜外间隙，取得了同样的止痛效果，降低了严重并发症的发生率。
SCS在早期曾称为刺激镇痛疗法(stimulation-produced analgesia )。
70年代末以来尤其是近10年以来，随着设备的不断改进、成功率和长期疗效不断提高，该方法逐渐在西方国家推广。
全国人口不足1千万的比利时，在1983年至1992年的十年间，共植入了700套SCS系统。
截止到1994年，在欧洲治疗周围血管梗阻性疾病（PVD）的患者就超过了7000例。
但该方法有创伤性，病人不易接受，故其应用范围受到限制，目前一般把它作为各种顽固性、难治性或其它方法无效的疼痛症的最后一道保守治疗方法。
一、物理特性与TENS相似。
波型主要有单相方波、不对称双相方波等。
频率一般在10~120Hz之间（早期的蛛网膜下腔刺激的频率可达100 ~500Hz，现已不用），波宽为0.1~1.0ms。
二、生理作用和治疗作用（一）镇痛1. 镇痛机制：SCS和TENS都是根据闸门控制学说而发展起来的，二者的镇痛机理相似。
但对SCS的研究明显比TENS少。
早期的研究证明SCS治疗后P物质（CCK、VIP、神经紧张素等）含量明显变化，而最近数年的的研究显示GABA能神经元高度参与了SCS的镇痛机制。
SCS所刺激的神经元（纤维）--脊神经背根、脊髓后角神经元、脊髓丘脑束与SCS的镇痛作用有关。
脊髓电刺激在慢性疼痛中的应用和研究进展
１．ＳＣＳ的原 理 ＳＣＳ的理论基于经典 的疼痛 “闸门控制学说 ”， 在 疼痛信 号到达大脑 前被 电脉冲 信号 阻断，是 目前 较 公认的机制 ，但在 已经接 受 ＳＣＳ植入 治疗的病人 遭 受外来伤 害性刺激 时 （如 电击 、跌落伤和 严重撞 击 伤等 ），排 除设备故 障和 电极移 位后仍然 出现疼 痛 ［３】， 因此 其 并不 能完 全解 释 ＳＣＳ缓解 疼痛 的机 制 。有实验研究显示 ＳＣＳ能广泛抑 制脊髓 背角广动 力范 围神 经元 的过度 兴奋 、易化 抑制性神 经递质如 ＧＡＢＡ 的释放 以及 抑制兴奋性神 经递质如 谷氨酸和 天冬氨酸 等 的释放 ［４】。此 外，在硬膜 外间 隙电刺激 坐骨神经 慢性结扎 后的大 鼠神 经病理性疼 痛模型 ， 发现 ＳＣＳ可 抑制 脊髓 ＨＭＧＢ１／ＴＬＲ４／ＮＦ—ＫＢ信 号通 路 ，同时 降低脊髓 ＳＰ及 ＣＧＲＰ的表达 ’ 。可见 ， ＳＣＳ不仅 能调控与疼痛 相关 的信 号通路及神 经递质
平衡 ，还可 影响炎症 以及疼痛 ，这种疼痛信 号 的平衡 可能是 ＳＣＳ缓解疼痛 的主要机制 。
２．ＳＣＳ的分 类 （１）传 统 型 电刺激 ：传统型 ＳＣＳ，采用低频率 （４Ｏ～ ６０Ｈｚ），脉 宽 （３００～ ６００ｇｓ）以及 刺激 强度 （电流 ） 为 （４～ ９ｍＡ）的脉 冲通 过产 生异 常感 觉 （通 常为 麻酥感 ）来 替代 疼痛 ［１ 。多项研 究均 己证实 ＳＣＳ的 有 效 性 和 安 全 性 ， 最 近 开 展 的 ＥＭＰ３ＯＷＥＲ 研 究 显 示 ， ＳＣＳ植 入 病 人 其 ３、６、 １２个 月 的 疼 痛 缓 解 率 分 别 为 ５９．３％ ±２６．２，５９．２％ ±２８．９和 ５８．２％ ±３２．０，约 ７３．３％ 的病人 生活 质量 持续 改善 １２个 月 『８】。因此 ，传 统 型 ＳＣＳ能较 好 缓 解疼 痛 ， 但 同时也具有 自身 的局限性 ，即需要异常 感觉 区域 与疼痛区域较好重合才能发挥 良好镇痛作用 。 （２） 高 频 电 刺 激 ： 高 频 脊 髓 电 刺 激 （ｈｉｇｈ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｓｐｉｎａｌ ｃｏｒｄ ｓｔｉｍ．ｕｌａｔｉｏｎ．ＨＦＳＣＳ）是通 过 应 用 高频 率 （１～ １０ ｋＨｚ，常用 ｌＯ ｋＨｚ），脉宽 （３０ ｇｓ） 以及刺激强度 （１～ ５ ｍＡ）脉冲刺激脊髓硬膜外腔 Ｊ， 与传 统 ＳＣＳ相 比，无 异 常感 觉 ，不 需要 在 术 中进 行 区域 重叠调节 ，所 以其 电极 移位等并发 症也相应 减 少 。ＨＦＳＣＳ无 感 觉 异常 的 机 制还 未 完 全 明确 ， 可 能是 由于 ＨＦＳＣＳ阻 断诱 发异 常感 觉 的粗 纤维 ， 同时 更好 的调控 中等 纤维和细 纤维 Ｊ。最 近 ，长达 １２和 ２４个 月 的 多 中 心 随 机 对 照 试 验 （ｒａｎｄｏｍｉｚｅｄ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ ｔｒｉａｌ。ＲＣＴ）研 究显 示 ７＇ｍ］，在 治疗 慢性腰 背部和腿部 疼痛 时 ，与传统 的 ＳＣＳ相 比较 ，ｌ０ ｋＨｚ ＨＦＳＣＳ的治 疗反 应 率 、反应 程 度、满 意度 及 降低
脊髓电刺激治疗的研究进
• 脊髓电刺激治疗概述 • 脊髓电刺激治疗概述 • 脊髓电刺激治疗概述 • 脊髓电刺激治疗的研究进展 • 脊髓电刺激治疗的挑战与前景 • 脊髓电刺激治疗案例分析 • 总结与展望
01
脊髓电刺激治疗概述
挑战
设备成本与维护
脊髓电刺激系统设备昂贵，且需要定期维护和调整。
适应症选择
研究脊髓电刺激治疗在更 多疾病领域的应用，如慢 性疼痛、运动障碍等。
长期疗效评估
对接受脊髓电刺激治疗的 患者的长期疗效进行跟踪 评估，了解治疗的持久性 和安全性。
患者生活质量改善
评估脊髓电刺激治疗对患 者生活质量的影响，包括 疼痛缓解、日常活动能力 提高等。
最新研究成果
新技术应用
研究新的脊髓电刺激技术，如无线充电、可植入 式设备等，以提高治疗的便捷性和安全性。
个体化治疗策略
探讨根据患者个体差异制定个性化的脊髓电刺激 治疗方案的方法。
跨学科合作
加强医学、工程学、材料科学等多学科的合作， 共同推动脊髓电刺激治疗的研究和应用。
03
脊髓电刺激治疗的挑战与前景
当前面临的挑战
1 2 3
技术难题
脊髓电刺激治疗技术仍存在一定的难度，需要精 确放置电极，控制刺激参数，以及避免副作用。
拓展适应症范围
02
随着研究的深入，脊髓电刺激治疗的适应症范围有望进一步扩
大，涵盖更多种类的疾病。
探索与其他治疗手段的联合应用
03
未来研究将探索脊髓电刺激治疗与其他治疗手段的联合应用，
以提高治疗效果。
前景展望
1
脊髓电刺激治疗是一种具有潜力的神经调控技术， 随着技术的不断进步和研究的深入，其在临床上 的应用前景将更加广泛。
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HFSCS作用原理
• 传统SCS依据 “门控理论”的原理，以刺激产生的异常麻酥感覆盖疼痛区域从而缓解疼痛，
而 HFSCS 在缓解疼痛的同时可不产生或几乎不产生感觉异常。
• HFSCS 治疗 NP 的机制尚不十分清楚，目前认为 HFSCS 与传统 SCS 的不同之处在于，其增 加了机械探测阈值，这种结果可能是通过对粗 Aα和 Aβ 纤维更强的调控能力实现的。是一 项新的方式来调控慢性疼痛，其机制似乎与传统 SCS并不相同。
Stimulation trial
Clinical goal is to reduce pain
HFSCS与传统SCS孰优孰劣尚无定论
• 2015年《 ANESTHESIOLOGY 》 一篇文献报道治疗慢性腰腿痛12个月随访期内效果优于传
统SCS
• 2017年1月《 NEUROSURGERY 》一篇文献报道随机双盲对照试验显示10K HZ HFSCS治疗慢 性腰腿痛24个月随访期内效果优于传统SCS • 2017年11月4日《PAIN MEDICINE》一篇文章报道10K HZ HFSCS与传统SCS治疗FBSS12个月 内有效性和安全性无明显差异
• 一些学者认为随着时间的推移SCS的作用也逐渐下降，BURCHIEL进行了大量 的观察发现：56％的病人患者“至少减少了50％的疼痛”，一年后只有35％的 病人患者描述疼痛减轻为“好”或“优秀”。LEDOUX报告SCS治疗腰痛1个月后 有效率（疼痛减轻50%以上）在90%以上，1年后降低为76%。
统，也形成关闭效应。细纤维的传导使闸门开放，则形成
慢性钝痛并持续增强。
闸门理论能完全解释吗？非也
• 后续研究发现无论刺激电极放在脊髓前面、侧面还是后面，均能获得基本相同的镇痛效果 • 1991年，李勇杰等发现，电刺激大鼠脊髓背柱时，可以明显抑制束旁核记录到的伤害性放电， 酚妥拉明、麦角新碱和纳洛酮能够减弱这种抑制作用，鞘内注射阿托品能够完全阻断去甲肾上 腺素和5‐羟色胺对伤害性冲动向束旁核传导的抑制作用，而纳洛酮只能部分阻断。 • 1992年，LINDEROTH报道，电刺激猫的脊髓后柱可以诱导脊髓后角分泌5‐羟色胺和P物质;1994 年，他在大鼠的实验模型中又证实，电刺激大鼠脊髓后柱30分钟，脊髓后角内Γ‐氨基丁酸的浓 度是电刺激前的2.7倍。 • 脊髓电刺激镇痛作用可能是由于电刺激引起了脊髓内某些神经递质的改变，或者是由于电刺激 抑制甚至阻断了疼痛的某些传导通路。
闸门
• 粗（Aα、Aβ、AΓ）纤维和细（ Aδ 、C）纤维的 传导都能激活脊髓后角的上行的脑传递细胞（T细胞)，又
同时与后角的胶质细胞（SG细胞）形成突触联系。粗纤维
的冲动只能兴奋SG细胞，使该细胞向T细胞发出抑制性冲 动，从而阻断外周纤维向T细胞传导传递冲动，故闸门关 闭。而细纤维只能抑制SG细胞，使后者不能向T细胞发出 抑制性冲动，因而闸门开放。另外粗纤维传导之初，疼痛 信号在进入闸门以前先经背索向高位中枢投射(快痛)，中 枢的调控机制在通过下行的控制系统作用于脊髓的闸门系
疼痛的药物治疗在近100年内无重大突破，仍是非甾体和阿片类占主导 似乎遇到瓶颈。但疼痛的基础研究和治疗疼痛的技术手段还有很大的提高空
间。
THE END!
高频脊髓电刺激（high frequency spinal cord stimulation, HFSCS）
• 高 频 脊 髓 电 刺 激 为传统 SCS 治疗效果不佳的NP 综合征提供了一种选择。
• 文献报道中常用的频 率有 1 KHZ，1.2 KHZ，10 KHZ 以及爆发型脊髓电刺激刺激(BURST SCS)。
SCS适应症
• 腰椎术后疼痛综合征 (FAILED BACK SURGERY SYNDROME, FBSS)、
• 外周血管病 (PERIPHERAL VASCULAR DISEASE, PVD)
• 复杂区域疼痛综合征 (COMPLEX REGIONAL PAIN SYNDROME,CRPS） • 难治性心绞痛 (REFRACTORY ANGINA, RA) • 外周神经痛 (PERIPHERAL NEURALGIA, PN)
SCS治疗FBSS
• FBSS是SCS的首要适应症 • FBSS 在腰骶椎术后的发生率高达 10% ～ 40%。 • 对于 FBSS 的治疗 SCS 比再手术治疗更有效[1] 。一项观察时间在 6 ～ 24 个月的随机对照试验 报道，SCS 治疗组有效的（疼痛缓解超过 50%）占47% ～ 48%，而对照组占 9% ～ 12% [2]
脊髓背角分层
• 脊髓是痛觉信息进入中枢后的第一级 整合中枢。
• 脊髓灰质Ⅰ～Ⅵ层相当于背角
• Aδ和C伤害性感受器传入纤维由背根 进入背角
• 皮肤传入的Aδ纤维终止于Ⅰ、Ⅴ层；
• C伤害性感受器的传入纤维终止于Ⅱ层。
脊髓节段性调制部位
脊髓Ⅱ层胶质区（SG）是脊髓各节段内调控痛觉效应的中心环节。 伤害性信息传入到SG，与SG中间神经元、伤害性投射神经元（ T细胞）和脑干下行纤 维形成局部神经元网络。
SCS手术注意事项
• 由于神经根进入脊髓的位置比神经根进入脊柱的位置要向头侧高几个节段，因此理想刺
激位置要比疼痛所对应的脊柱节段高。
• 对于上肢的有效刺激需要通过刺激颈段脊髓获得。对于内脏痛、以及胰腺炎的有效刺激 通过刺激胸部中段偏上的区域（T 4-5 ）获得。更典型的是，刺激 T 6-T7 时可治疗腰痛， 对 T 7-T12 的刺激通常治疗下肢痛
SCS作用原理
• 解剖基础---电场刺激脊髓后部的上行结构：脊神经背根，脊髓后角神经元，脊髓丘
脑束等。脊髓后柱功能的存在是实施行SCS治疗的必要条件
• 目前尚无完整的理论解释，比较公认的是“闸门学说”
闸门学说
• 1965 年 MELZAK 和 WALL 提出了著名的“闸门学说”，奠定了 SCS 的理论基础，
该学说认为外周疼痛的“电 - 化学”信息通过细的无髓鞘 C 纤维和少量有髓鞘 Aδ 纤维传入脊髓，这些纤维终止在脊髓背角胶质，即脊髓的“门”，同时触觉或振
动觉 由粗大的 A-β 纤维也传至脊髓的这个“门”，而机体接受粗纤维传来的触觉
或振动觉后将关闭接受细纤维信息的“门”，也就是说对脊髓后柱粗纤维的电刺激 可逆行抑制细纤维传导的痛觉信息。
脊髓电刺激治疗的研究进展
脊髓电刺激（spinal cord stimulation，SCS）
• 将脊髓刺激器的电极安放于椎管的硬
膜外腔，通过电流刺激脊髓后柱的传导束
和后角感觉神经元，从而达到治疗疼痛或 其它疾病目的的一种治疗LY首先通过椎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。 • 1975年，DOOLEY提出了经皮穿刺将电极置人入脊髓背侧硬膜外腔的新方法。 • 1980年 - 美敦力在美国使用了第一个可程控电极系统 • 1982年 - 第一次临床应用完全植入的脉冲发生器
Comparison of HF10 SCS with traditional SCS
System HF10 SCS Typical pulse width(μsec) 30 Typical stimulation rate(Hz) 10,000 Typical stimulation location for back pain T9-T10 Typical stimulation location for neck and arm pain C2-C4 Typical amplitude for back pain (mA) 1–5 Implant procedure Leads placed by anatomical landmarks Patient under continual sedation Traditional SCS 400 40 T8
C2-C7 4–6 Leads placed based on verbal patient feedback Patient provides feedback on paresthesia coverage Intraoperative programming and lead repositioning often required Clinical goal is to reduce pain by achieving technical goal (cover pain with paresthesia)
• •
[1] NORTH RB, KIDD DH, FARROKHI F, ET AL . SPINAL CORDSTIMULATION VERSUS REPEATED LUMBOSACRAL SPINE SURGERY FOR CHRONIC PAIN: A RANDOMIZED, CONTROLLED TRIAL. NEUR-OSURGERY, 2005, 56(1): 98 ~ 106. [2] CRUCCU G, AZIZ TZ, GARCIA-LARREA L, ET AL . EFNSGUIDELINES ON NEUROSTIMULATION THERAPY FOR NEUROPATHIC PAIN. EUR J NEUROL, 2007, 14(9): 952 ~ 970.
成功远远大于失败 :顽固性心绞痛 、PVD－痉挛，梗阻 成功大于失败 :CRPSⅠ、CRPS Ⅱ、周围神经损伤、糖尿病性周围神经病、臂丛神经损伤、 FBSS--腿 疼、马尾损伤（马尾神经综合症）、疼痛的神经病理性膀胱、残肢痛、关节病变综合症、肌痉挛、 癌痛 不稳定的成功 :幻肢痛、 部分脊髓损伤、PHN、FBSS－背痛 失败大于成功 :肛周、生殖器痛、肋间神经痛（不包括PHN） 失败远远大于成功 :脑卒中后中枢痛、 完全性脊髓损伤、面部麻木性痛、 严重的伤害性疼痛（除外 缺血性疼痛） 不确切 “腹部、盆腔等脏痛、完全性神经根丛抽出术 注：PVD-周围血管性疾病，PHN-带状疱疹后遗神经痛，FBSS-腰椎术后疼痛综合征，CPRS-复杂性局 部痛综合症。