脊髓电刺激术后程控参数的设置
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短时程SCS体外固定的经验分享
为什么单独讲体外固定？
1.电极位置的可靠性是SCS治疗的先决条件； 2.体外固定的确切性是保证电极不发生外部移位的基础； 3.开展SCS初期，因体外固定的问题有血的教训； 4.体外固定是细节决定成败的典型案例； 5.防止电极移位是最终目的。
电极移位（lead migration）
的变化
Frequency
Frequency
低频
中频
高频 随着频率的增高，不是每个频率都能引起动作电位
➢频率的变化与病人的舒适度相关，与振幅增 大所引起的不适感不同
➢患者的适宜频率因人而因 ➢频率的变化是较前沿的研究内容
程控参数设定的总结1
PW
Amp Rate
㊀ ㊉
PW
0
1＋ 2－
3
• 增加刺激的强度、扩大刺激范围 • PW增加会减低电池寿命 AWP
程控参数设定前的患者教育
✓尽量卧床24小时，防止电极移位导致电流覆盖不佳 ✓防止突然的扭腰运动以及过度悬吊 ✓不要提、拉重物 ✓通常手术后1-2天可以出院 ✓电刺激为控制（疼痛）疗法，非根治，目的在于抑制疼痛慢性化的发展或测试接受长期控
程序的作用—产生神经脉冲/冲动
细胞膜包含成千上万的细小分子，被称作“门” 门可以允许钠或钾离子通过 通常神经元门处于关闭状态（静息状态/静息电位） 神经脉冲造成离子穿过细胞膜的运动 离子穿过细胞膜的运动即引起动作电位的产生而使信号沿 神经纤维传导
一次神经脉冲/动作电位的传导过程
在静息电位的神经细胞膜的外部(Na+)是阳极电势，内部 (K+) 是阴极状态 去极化：细胞膜被刺激, Na+ 通道打开, Na+ 内流, 细胞膜内 部相对于外部是一种暂时性++状态 复极化：细胞膜内外的电压差造成钠离子通道关闭，钾离 子通道打开，钾离子外流；细胞膜内外电势又回到初始状态 脉冲的传导：这个过程像是一种沿着轴突进行的链锁反应。
电脉冲造成的一个动作电位
神经调控中决定神经脉冲的参数：
➢ Polarity/极性 ➢ Amplitude/振幅 ➢ Pulse Width/脉
宽 ➢ Frequency/频率
➢ Polarity/极性
•控制电场的形状 •每个触点可以设定为 阴性 (-) polarity 阳性 (+) polarity 关 (0) polarity •获得刺激至少有一个负极，一个正极 •生物组织内，电流从阳极（anode）流动到阴极（cathode） •在阴极触点(cathode)附近发生神经去极化 •阴极触点在脊髓水平的方位是最重要的目标 •拟在阴极附近增加电流浓度，需增加阳极触点数量，同理相反
3.由皮下固定或体外固定而引起的移位; migration caused by
subcutaneous or extracorporal fixation
The Appropriate Use of Neurostimulation: Avoidance and Treatment of Complications of Neurostimulation Therapies for the Treatment of Chronic Pain[J]. Neuromodulation: Technology at the Neural Interface, 2014, 17(6):571-598. Kumar K , Rizvi S , Bnurs S B . Spinal Cord Stimulation Is Effective in Management of Complex Regional Pain Syndrome I: Fact or Fiction[J]. Neurosurgery, 2011, 69(3):566-580.
预防的方法： •避免穿越过多的生理弯曲 •选择与电极目标放置节段相近的椎间隙(驼背) •在硬膜外腔通过弯曲导线的方式预留可能的移位（有弊端）
不完美的穿刺：穿越了过多的生理弯 曲
短视频 1
• 选择与电极目标放置节段相近的椎间隙(驼 背)
• 比如选择低、高胸段穿刺
胸段穿刺的照片
• 在硬膜外腔通过弯曲导线的方式预留可能的移位（有弊 端）
3.由皮下固定或体外固定而引起的移位; migration caused by subcutaneous or extracorporal fixation
预防的方法：合理皮下（永久植入）以及外固定（短时程） 方式
早期不甚合理的体外固定方式（美敦力）
早期不甚合理的体外固定方式（美敦力）
早期不甚合理的体外固定方式（雅培）
神经调控关键点： ➢体验治疗阶段的程序设定
对于有永久植入倾向的患者，此部分是催化 剂 对于短时程SCS/外周电刺激，此部分 即是全部
电是如何作用在神经的？
有正负极，才会有电流/电脉冲的产生，应用电流/电脉冲 可以激活神经 神经激活依赖于电脉冲的振幅 振幅决定于: ➢ 强度 (电压/电流) ➢ 持续时间 (脉宽) 如果有足够的振幅: ➢ 去极化将发生 ➢ 动作电位将传播 某些神经的动作电位将产生异常感觉
➢ 触点的选择决定脉宽和振幅的选择 ➢ 触点位置不佳，通过提高上述参数达到疼痛区域的异
感 覆盖 ➢ 持续增加脉宽和振幅会产生其他区域不必要的刺激
（比 如神经根刺激）
➢ 患者教育：非疼痛区域的异感覆盖物无任何不良影响 ➢ 脉宽和振幅越大，耗电量越大（永久植入）
➢ Frequency/频率
每秒刺激脉冲发放的数量 增加频率可以增加神经细胞动作电位产生的数量 显著的影响电池的消耗 刺激频率的改变导致患者由脉冲感知（低）到扑动感（高）
主要控制刺激的强度 振幅增加要缓慢 ，调整要精确，适当的刺激强度
患者 感受舒适 振幅越大，患者感受越强烈（Uncomfortable） 体外刺激器患者可自主调节振幅大小 振幅的大小不同的厂家通过不同的模式来实现： 雅培——恒流模式 美敦力——恒压模式
较大的振幅引起较多 的神经元兴奋
不同的电极设置对电场的影响
3.双电极 横向的保护式排列 Guarded Array
不同的电极设置对电场的影响
4.双电极双触点
不同的电极设置对电场的影响
5.单电极 + + -
不同的电极设置对电场的影响
6.单电极 + - -
不同的电极设置对电场的影响
7.患者与电极触点的几何学：不同的产品电场有差异
➢Pulse Width/脉宽
决定刺激持续时间 增加脉宽将增加刺激神经纤维的数量和传播范围 低脉宽将缩小刺激范围--减少了神经纤维的极化 以“微秒”为单位，可以精确调整 不同产品所能到达的脉宽不一致 雅培：0-500us 美敦力：0-1000us
增加脉宽增加去极化范围
较大的脉宽引起较多的神经元兴奋
钠的流动使轴突去极化，而钾的流动产生复极化。 回到静息电位：钠/钾泵可以使钠钾的离子浓度重新恢复到 静息电位
没受刺激时，膜上电位外正内负，受了刺激以后，静息电位变为动作电位，也就是内正外负。 兴奋就这样靠电位变化在神经上传导。 膜外，电流方向从未兴奋部位流向兴奋部位，膜内正好相反，两者均会形成局部电流。
Deer TR, Mekhail N, Provenzano D, et al. The appropriate use of neurostimulation of the spinal cord and peripheral nervous system for the treatment of chronic pain and ischemic diseases: the Neuromodulation Appropriateness Consensus Committee. Neuromodulation : journal of the International Neuromodulation Society 2014:17: 515-550; discussion 550.
电极移位是SCS的主要问题 The majority of complications associated with SCS implants involve electrode fracture or lead migration, which are correctable by replacing or repositioning the lead
祝大家生活愉快！
神经调控的程序设定
什么是神经调控？ 目的：激活粗纤维（Aα、Aβ、Aγ），阻断细纤维（ Aδ、C纤维） 向 脑部的疼痛信号，缓解疼痛。
Kurth I , Pamminger T , Hennings J C , et al. Mutations in FAM134B, encoding a newly identified Golgi protein, cause severe sensory and autonomic neuropathy[J]. NATURE GENETICS, 2009, 41(11):1179-1181.
不甚合理的体外固定方式造成电极脱出的情况 举例
最好不用体内固定锚进行外固 定（雅培、美敦力）
推荐减压环或改良外科引流管式 的 固定方法
减压环固定方式 （本 单位推荐）
减压环固定方式 短视频1
改良外科引流管的固定方式 短视频2
➢ 电极位置的可靠性是SCS治疗的先决条件 ➢ 可靠的体外固定是防止电极移位最直接有效的方式 ➢ 事无巨细，细节决定成败
• 增加刺激的强度 • 高强度使电量耗竭增加
RATE
• 降低：病人感觉刺激断断续续 • 频率的改变对刺激范围及强度也会略有影响
程控参数设定的总结2
➢一组参数设定完成后成为一个程序 ➢一般一个程序控制疼痛范围的某一个区域 ➢疼痛范围越小，需要的程序越少 ➢可以设定多个程序组成一个程序组（程序数量与产品型号有关） ➢程序组适用于较大范围的疼痛区域 ➢也可以设定几个程序组以适应患者的体位变化（短时程：手动； IPG自动）
电极移位分为一下几种情况
1.自然移位：脊髓自身摆动；The increase in cervical spine mobility is a risk factor for cervical lead migrations
2.生理曲度导致的电极在硬膜外腔的拖拽：躯体过伸展； spontaneous drag caused hyperextension of the body
不同的电极设置对电场的影响
不同的电极设置对电场的影响
0 1＋ 2ー 3
㊉
㊀
㊀
㊉
㊀
㊉
㊀
㊉
㊉
不同的电极设置对电场的影响
-++ +
不同的电极设置对电场的影响
+++ -
+
不同的电极设置对电场ຫໍສະໝຸດ Baidu影响
1.单电极双触点 能量将集中在阴极触点附近
不同的电极设置对电场的影响
2.单电极“保护式”排列 能量集中在阴极触点附近，并能够防止（Guard）能量从阳极播散
怎么通过神经调控激活粗纤维？ ➢给予电脉冲刺激（电流刺激）
所以精确、适当地在体外施加给患者一个舒适的电 流非常重要
神经调控治疗流程
刺激覆盖超过80 疼痛区域，且不引 起明显不适
植入永久性SCS系统
神经刺激测试成功的患者
患者在临时治疗中疼痛缓解≥ 50，关键点
纳入测试的患者 心理学评估
有恰当诊断结果并且其他保守治疗无效/无明显效果的患者 慢性、 顽固神经病理性疼痛患者
1.自然移位：脊髓自身摆动；The increase in cervical spine mobility is
a risk factor for cervical lead migrations
预防的方法的有 限
术中图片
术后第2天图片
2.生理曲度导致电极在硬膜外腔的拖拽：躯体过伸展; spontaneous drag caused hyperextension of the body
电极触点的类型
• 穿刺电极- 圆柱状触点 – 全方向电场 – 效率低 – 可以刺激黄韧带中的疼痛纤维
• 外科电极- 片状触点 – 单向电场
– 效率高 (40 )
➢选择最优的触点 ➢优先保证疼痛区域的异感覆盖 ➢减少非疼痛区域的异感 ➢触点越多，耗电量越大（永久植入）
➢ Amplitude/振幅
为什么单独讲体外固定？
1.电极位置的可靠性是SCS治疗的先决条件； 2.体外固定的确切性是保证电极不发生外部移位的基础； 3.开展SCS初期，因体外固定的问题有血的教训； 4.体外固定是细节决定成败的典型案例； 5.防止电极移位是最终目的。
电极移位（lead migration）
的变化
Frequency
Frequency
低频
中频
高频 随着频率的增高，不是每个频率都能引起动作电位
➢频率的变化与病人的舒适度相关，与振幅增 大所引起的不适感不同
➢患者的适宜频率因人而因 ➢频率的变化是较前沿的研究内容
程控参数设定的总结1
PW
Amp Rate
㊀ ㊉
PW
0
1＋ 2－
3
• 增加刺激的强度、扩大刺激范围 • PW增加会减低电池寿命 AWP
程控参数设定前的患者教育
✓尽量卧床24小时，防止电极移位导致电流覆盖不佳 ✓防止突然的扭腰运动以及过度悬吊 ✓不要提、拉重物 ✓通常手术后1-2天可以出院 ✓电刺激为控制（疼痛）疗法，非根治，目的在于抑制疼痛慢性化的发展或测试接受长期控
程序的作用—产生神经脉冲/冲动
细胞膜包含成千上万的细小分子，被称作“门” 门可以允许钠或钾离子通过 通常神经元门处于关闭状态（静息状态/静息电位） 神经脉冲造成离子穿过细胞膜的运动 离子穿过细胞膜的运动即引起动作电位的产生而使信号沿 神经纤维传导
一次神经脉冲/动作电位的传导过程
在静息电位的神经细胞膜的外部(Na+)是阳极电势，内部 (K+) 是阴极状态 去极化：细胞膜被刺激, Na+ 通道打开, Na+ 内流, 细胞膜内 部相对于外部是一种暂时性++状态 复极化：细胞膜内外的电压差造成钠离子通道关闭，钾离 子通道打开，钾离子外流；细胞膜内外电势又回到初始状态 脉冲的传导：这个过程像是一种沿着轴突进行的链锁反应。
电脉冲造成的一个动作电位
神经调控中决定神经脉冲的参数：
➢ Polarity/极性 ➢ Amplitude/振幅 ➢ Pulse Width/脉
宽 ➢ Frequency/频率
➢ Polarity/极性
•控制电场的形状 •每个触点可以设定为 阴性 (-) polarity 阳性 (+) polarity 关 (0) polarity •获得刺激至少有一个负极，一个正极 •生物组织内，电流从阳极（anode）流动到阴极（cathode） •在阴极触点(cathode)附近发生神经去极化 •阴极触点在脊髓水平的方位是最重要的目标 •拟在阴极附近增加电流浓度，需增加阳极触点数量，同理相反
3.由皮下固定或体外固定而引起的移位; migration caused by
subcutaneous or extracorporal fixation
The Appropriate Use of Neurostimulation: Avoidance and Treatment of Complications of Neurostimulation Therapies for the Treatment of Chronic Pain[J]. Neuromodulation: Technology at the Neural Interface, 2014, 17(6):571-598. Kumar K , Rizvi S , Bnurs S B . Spinal Cord Stimulation Is Effective in Management of Complex Regional Pain Syndrome I: Fact or Fiction[J]. Neurosurgery, 2011, 69(3):566-580.
预防的方法： •避免穿越过多的生理弯曲 •选择与电极目标放置节段相近的椎间隙(驼背) •在硬膜外腔通过弯曲导线的方式预留可能的移位（有弊端）
不完美的穿刺：穿越了过多的生理弯 曲
短视频 1
• 选择与电极目标放置节段相近的椎间隙(驼 背)
• 比如选择低、高胸段穿刺
胸段穿刺的照片
• 在硬膜外腔通过弯曲导线的方式预留可能的移位（有弊 端）
3.由皮下固定或体外固定而引起的移位; migration caused by subcutaneous or extracorporal fixation
预防的方法：合理皮下（永久植入）以及外固定（短时程） 方式
早期不甚合理的体外固定方式（美敦力）
早期不甚合理的体外固定方式（美敦力）
早期不甚合理的体外固定方式（雅培）
神经调控关键点： ➢体验治疗阶段的程序设定
对于有永久植入倾向的患者，此部分是催化 剂 对于短时程SCS/外周电刺激，此部分 即是全部
电是如何作用在神经的？
有正负极，才会有电流/电脉冲的产生，应用电流/电脉冲 可以激活神经 神经激活依赖于电脉冲的振幅 振幅决定于: ➢ 强度 (电压/电流) ➢ 持续时间 (脉宽) 如果有足够的振幅: ➢ 去极化将发生 ➢ 动作电位将传播 某些神经的动作电位将产生异常感觉
➢ 触点的选择决定脉宽和振幅的选择 ➢ 触点位置不佳，通过提高上述参数达到疼痛区域的异
感 覆盖 ➢ 持续增加脉宽和振幅会产生其他区域不必要的刺激
（比 如神经根刺激）
➢ 患者教育：非疼痛区域的异感覆盖物无任何不良影响 ➢ 脉宽和振幅越大，耗电量越大（永久植入）
➢ Frequency/频率
每秒刺激脉冲发放的数量 增加频率可以增加神经细胞动作电位产生的数量 显著的影响电池的消耗 刺激频率的改变导致患者由脉冲感知（低）到扑动感（高）
主要控制刺激的强度 振幅增加要缓慢 ，调整要精确，适当的刺激强度
患者 感受舒适 振幅越大，患者感受越强烈（Uncomfortable） 体外刺激器患者可自主调节振幅大小 振幅的大小不同的厂家通过不同的模式来实现： 雅培——恒流模式 美敦力——恒压模式
较大的振幅引起较多 的神经元兴奋
不同的电极设置对电场的影响
3.双电极 横向的保护式排列 Guarded Array
不同的电极设置对电场的影响
4.双电极双触点
不同的电极设置对电场的影响
5.单电极 + + -
不同的电极设置对电场的影响
6.单电极 + - -
不同的电极设置对电场的影响
7.患者与电极触点的几何学：不同的产品电场有差异
➢Pulse Width/脉宽
决定刺激持续时间 增加脉宽将增加刺激神经纤维的数量和传播范围 低脉宽将缩小刺激范围--减少了神经纤维的极化 以“微秒”为单位，可以精确调整 不同产品所能到达的脉宽不一致 雅培：0-500us 美敦力：0-1000us
增加脉宽增加去极化范围
较大的脉宽引起较多的神经元兴奋
钠的流动使轴突去极化，而钾的流动产生复极化。 回到静息电位：钠/钾泵可以使钠钾的离子浓度重新恢复到 静息电位
没受刺激时，膜上电位外正内负，受了刺激以后，静息电位变为动作电位，也就是内正外负。 兴奋就这样靠电位变化在神经上传导。 膜外，电流方向从未兴奋部位流向兴奋部位，膜内正好相反，两者均会形成局部电流。
Deer TR, Mekhail N, Provenzano D, et al. The appropriate use of neurostimulation of the spinal cord and peripheral nervous system for the treatment of chronic pain and ischemic diseases: the Neuromodulation Appropriateness Consensus Committee. Neuromodulation : journal of the International Neuromodulation Society 2014:17: 515-550; discussion 550.
电极移位是SCS的主要问题 The majority of complications associated with SCS implants involve electrode fracture or lead migration, which are correctable by replacing or repositioning the lead
祝大家生活愉快！
神经调控的程序设定
什么是神经调控？ 目的：激活粗纤维（Aα、Aβ、Aγ），阻断细纤维（ Aδ、C纤维） 向 脑部的疼痛信号，缓解疼痛。
Kurth I , Pamminger T , Hennings J C , et al. Mutations in FAM134B, encoding a newly identified Golgi protein, cause severe sensory and autonomic neuropathy[J]. NATURE GENETICS, 2009, 41(11):1179-1181.
不甚合理的体外固定方式造成电极脱出的情况 举例
最好不用体内固定锚进行外固 定（雅培、美敦力）
推荐减压环或改良外科引流管式 的 固定方法
减压环固定方式 （本 单位推荐）
减压环固定方式 短视频1
改良外科引流管的固定方式 短视频2
➢ 电极位置的可靠性是SCS治疗的先决条件 ➢ 可靠的体外固定是防止电极移位最直接有效的方式 ➢ 事无巨细，细节决定成败
• 增加刺激的强度 • 高强度使电量耗竭增加
RATE
• 降低：病人感觉刺激断断续续 • 频率的改变对刺激范围及强度也会略有影响
程控参数设定的总结2
➢一组参数设定完成后成为一个程序 ➢一般一个程序控制疼痛范围的某一个区域 ➢疼痛范围越小，需要的程序越少 ➢可以设定多个程序组成一个程序组（程序数量与产品型号有关） ➢程序组适用于较大范围的疼痛区域 ➢也可以设定几个程序组以适应患者的体位变化（短时程：手动； IPG自动）
电极移位分为一下几种情况
1.自然移位：脊髓自身摆动；The increase in cervical spine mobility is a risk factor for cervical lead migrations
2.生理曲度导致的电极在硬膜外腔的拖拽：躯体过伸展； spontaneous drag caused hyperextension of the body
不同的电极设置对电场的影响
不同的电极设置对电场的影响
0 1＋ 2ー 3
㊉
㊀
㊀
㊉
㊀
㊉
㊀
㊉
㊉
不同的电极设置对电场的影响
-++ +
不同的电极设置对电场的影响
+++ -
+
不同的电极设置对电场ຫໍສະໝຸດ Baidu影响
1.单电极双触点 能量将集中在阴极触点附近
不同的电极设置对电场的影响
2.单电极“保护式”排列 能量集中在阴极触点附近，并能够防止（Guard）能量从阳极播散
怎么通过神经调控激活粗纤维？ ➢给予电脉冲刺激（电流刺激）
所以精确、适当地在体外施加给患者一个舒适的电 流非常重要
神经调控治疗流程
刺激覆盖超过80 疼痛区域，且不引 起明显不适
植入永久性SCS系统
神经刺激测试成功的患者
患者在临时治疗中疼痛缓解≥ 50，关键点
纳入测试的患者 心理学评估
有恰当诊断结果并且其他保守治疗无效/无明显效果的患者 慢性、 顽固神经病理性疼痛患者
1.自然移位：脊髓自身摆动；The increase in cervical spine mobility is
a risk factor for cervical lead migrations
预防的方法的有 限
术中图片
术后第2天图片
2.生理曲度导致电极在硬膜外腔的拖拽：躯体过伸展; spontaneous drag caused hyperextension of the body
电极触点的类型
• 穿刺电极- 圆柱状触点 – 全方向电场 – 效率低 – 可以刺激黄韧带中的疼痛纤维
• 外科电极- 片状触点 – 单向电场
– 效率高 (40 )
➢选择最优的触点 ➢优先保证疼痛区域的异感覆盖 ➢减少非疼痛区域的异感 ➢触点越多，耗电量越大（永久植入）
➢ Amplitude/振幅