脊髓電刺激治療的研究進(jìn)展

1、脊髓電刺激治療的研究進(jìn)展,脊髓電刺激（spinal cord stimulation，SCS）,將脊髓刺激器的電極安放于椎管的硬膜外腔，通過(guò)電流刺激脊髓后柱的傳導(dǎo)束和后角感覺(jué)神經(jīng)元，從而達(dá)到治療疼痛或其它疾病目的的一種治療方法。,SCS歷史,1967年3月Shealy首先通過(guò)椎板切開(kāi)方法將電極置于脊髓背側(cè)柱表面的蛛網(wǎng)膜下腔來(lái)刺激脊髓。1975年，Dooley提出了經(jīng)皮穿刺將電極置人入脊髓背側(cè)硬膜外腔的新方法。1980年-美敦力在

2、美國(guó)使用了第一個(gè)可程控電極系統(tǒng)1982年-第一次臨床應(yīng)用完全植入的脈沖發(fā)生器,SCS作用原理,解剖基礎(chǔ)---電場(chǎng)刺激脊髓后部的上行結(jié)構(gòu)：脊神經(jīng)背根，脊髓后角神經(jīng)元，脊髓丘腦束等。脊髓后柱功能的存在是實(shí)施行SCS治療的必要條件目前尚無(wú)完整的理論解釋，比較公認(rèn)的是“閘門學(xué)說(shuō)”,閘門學(xué)說(shuō),1965 年 Melzak 和 Wall 提出了著名的“閘門學(xué)說(shuō)”，奠定了 SCS 的理論基礎(chǔ)，該學(xué)說(shuō)認(rèn)為外周疼痛的“電 - 化學(xué)”信息通過(guò)細(xì)的無(wú)髓

3、鞘 C 纖維和少量有髓鞘 A-δ 纖維傳入脊髓，這些纖維終止在脊髓背角膠質(zhì)，即脊髓的“門”，同時(shí)觸覺(jué)或振動(dòng)覺(jué) 由粗大的 A-β 纖維也傳至脊髓的這個(gè)“門”，而機(jī)體接受粗纖維傳來(lái)的觸覺(jué)或振動(dòng)覺(jué)后將關(guān)閉接受細(xì)纖維信息的“門”，也就是說(shuō)對(duì)脊髓后柱粗纖維的電刺激可逆行抑制細(xì)纖維傳導(dǎo)的痛覺(jué)信息。,脊髓背角分層,脊髓是痛覺(jué)信息進(jìn)入中樞后的第一級(jí)整合中樞。脊髓灰質(zhì)Ⅰ～Ⅵ層相當(dāng)于背角Aδ和C傷害性感受器傳入纖維由背根進(jìn)入背角皮膚傳入的Aδ纖維終止

4、于Ⅰ、Ⅴ層；C傷害性感受器的傳入纖維終止于Ⅱ?qū)印?脊髓節(jié)段性調(diào)制部位,脊髓Ⅱ?qū)幽z質(zhì)區(qū)（SG）是脊髓各節(jié)段內(nèi)調(diào)控痛覺(jué)效應(yīng)的中心環(huán)節(jié)。傷害性信息傳入到SG，與SG中間神經(jīng)元、傷害性投射神經(jīng)元（ T細(xì)胞）和腦干下行纖維形成局部神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)。,閘門,粗（Aα、Aβ、Aγ）纖維和細(xì)（ Aδ 、C）纖維的傳導(dǎo)都能激活脊髓后角的上行的腦傳遞細(xì)胞（T細(xì)胞)，又同時(shí)與后角的膠質(zhì)細(xì)胞（SG細(xì)胞）形成突觸聯(lián)系。粗纖維的沖動(dòng)只能興奮SG細(xì)胞，使該細(xì)胞向T細(xì)胞

5、發(fā)出抑制性沖動(dòng)，從而阻斷外周纖維向T細(xì)胞傳導(dǎo)傳遞沖動(dòng)，故閘門關(guān)閉。而細(xì)纖維只能抑制SG細(xì)胞，使后者不能向T細(xì)胞發(fā)出抑制性沖動(dòng)，因而閘門開(kāi)放。另外粗纖維傳導(dǎo)之初，疼痛信號(hào)在進(jìn)入閘門以前先經(jīng)背索向高位中樞投射(快痛)，中樞的調(diào)控機(jī)制在通過(guò)下行的控制系統(tǒng)作用于脊髓的閘門系統(tǒng)，也形成關(guān)閉效應(yīng)。細(xì)纖維的傳導(dǎo)使閘門開(kāi)放，則形成慢性鈍痛并持續(xù)增強(qiáng)。,閘門理論能完全解釋嗎？非也,后續(xù)研究發(fā)現(xiàn)無(wú)論刺激電極放在脊髓前面、側(cè)面還是后面，均能獲得基本相同的鎮(zhèn)痛

6、效果1991年，李勇杰等發(fā)現(xiàn)，電刺激大鼠脊髓背柱時(shí)，可以明顯抑制束旁核記錄到的傷害性放電，酚妥拉明、麥角新堿和納洛酮能夠減弱這種抑制作用，鞘內(nèi)注射阿托品能夠完全阻斷去甲腎上腺素和5‐羥色胺對(duì)傷害性沖動(dòng)向束旁核傳導(dǎo)的抑制作用，而納洛酮只能部分阻斷。1992年，Linderoth報(bào)道，電刺激貓的脊髓后柱可以誘導(dǎo)脊髓后角分泌5‐羥色胺和P物質(zhì);1994年，他在大鼠的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ椭杏肿C實(shí)，電刺激大鼠脊髓后柱30分鐘，脊髓后角內(nèi)γ‐氨基丁酸的濃度

7、是電刺激前的2.7倍。脊髓電刺激鎮(zhèn)痛作用可能是由于電刺激引起了脊髓內(nèi)某些神經(jīng)遞質(zhì)的改變，或者是由于電刺激抑制甚至阻斷了疼痛的某些傳導(dǎo)通路。,SCS手術(shù)注意事項(xiàng),由于神經(jīng)根進(jìn)入脊髓的位置比神經(jīng)根進(jìn)入脊柱的位置要向頭側(cè)高幾個(gè)節(jié)段，因此理想刺激位置要比疼痛所對(duì)應(yīng)的脊柱節(jié)段高。對(duì)于上肢的有效刺激需要通過(guò)刺激頸段脊髓獲得。對(duì)于內(nèi)臟痛、以及胰腺炎的有效刺激通過(guò)刺激胸部中段偏上的區(qū)域（T 4-5 ）獲得。更典型的是，刺激 T 6-T7 時(shí)可治療腰

8、痛，對(duì) T 7-T12 的刺激通常治療下肢痛,SCS適應(yīng)癥,腰椎術(shù)后疼痛綜合征 (failed back surgery syndrome, FBSS)、外周血管病 (peripheral vascular disease, PVD)復(fù)雜區(qū)域疼痛綜合征 (complex regional pain syndrome,CRPS）難治性心絞痛 (refractory angina, RA)外周神經(jīng)痛 (peripheral neur

9、algia, PN),SCS治療FBSS,Fbss是SCS的首要適應(yīng)癥FBSS 在腰骶椎術(shù)后的發(fā)生率高達(dá) 10% ～ 40%。對(duì)于 FBSS 的治療 SCS 比再手術(shù)治療更有效[1] 。一項(xiàng)觀察時(shí)間在 6 ～ 24 個(gè)月的隨機(jī)對(duì)照試驗(yàn)報(bào)道，SCS 治療組有效的（疼痛緩解超過(guò) 50%）占47% ～ 48%，而對(duì)照組占 9% ～ 12% [2][1] North RB, Kidd DH, Farrokhi F, et al .

10、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

11、neurostimulation therapy for neuropathic pain. Eur J Neurol, 2007, 14(9): 952 ~ 970.,,一些學(xué)者認(rèn)為隨著時(shí)間的推移SCS的作用也逐漸下降，Burchiel進(jìn)行了大量的觀察發(fā)現(xiàn)：56％的病人患者“至少減少了50％的疼痛”，一年后只有35％的病人患者描述疼痛減輕為“好”或“優(yōu)秀”。LeDoux報(bào)告SCS治療腰痛1個(gè)月后有效率（疼痛減輕50%以上）在90%以上

12、，1年后降低為76%。,成功遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于失敗 :頑固性心絞痛 、PVD－痙攣，梗阻成功大于失敗 :CRPSⅠ、CRPS Ⅱ、周圍神經(jīng)損傷、糖尿病性周圍神經(jīng)病、臂叢神經(jīng)損傷、 FBSS--腿疼、馬尾損傷（馬尾神經(jīng)綜合癥）、疼痛的神經(jīng)病理性膀胱、殘肢痛、關(guān)節(jié)病變綜合癥、肌痙攣、癌痛不穩(wěn)定的成功 :幻肢痛、 部分脊髓損傷、PHN、FBSS－背痛失敗大于成功 :肛周、生殖器痛、肋間神經(jīng)痛（不包括PHN）失敗遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于成功 :腦卒中后中樞痛、

13、完全性脊髓損傷、面部麻木性痛、 嚴(yán)重的傷害性疼痛（除外缺血性疼痛）不確切 “腹部、盆腔等臟痛、完全性神經(jīng)根叢抽出術(shù)注：PVD-周圍血管性疾病，PHN-帶狀皰疹后遺神經(jīng)痛，F(xiàn)BSS-腰椎術(shù)后疼痛綜合征，CPRS-復(fù)雜性局部痛綜合癥。,高頻脊髓電刺激（high frequency spinal cordstimulation, HFSCS）,高 頻 脊 髓 電 刺 激 為傳統(tǒng) SCS 治療效果不佳的NP 綜合征提供了一種選擇。文獻(xiàn)報(bào)

14、道中常用的頻 率有 1 KHz，1.2 KHz，10 KHz 以及爆發(fā)型脊髓電刺激刺激(Burst SCS)。,HFSCS作用原理,傳統(tǒng)SCS依據(jù) “門控理論”的原理，以刺激產(chǎn)生的異常麻酥感覆蓋疼痛區(qū)域從而緩解疼痛，而 HFSCS 在緩解疼痛的同時(shí)可不產(chǎn)生或幾乎不產(chǎn)生感覺(jué)異常。HFSCS 治療 NP 的機(jī)制尚不十分清楚，目前認(rèn)為 HFSCS 與傳統(tǒng) SCS 的不同之處在于，其增加了機(jī)械探測(cè)閾值，這種結(jié)果可能是通過(guò)對(duì)粗 Aα和 Aβ 纖

15、維更強(qiáng)的調(diào)控能力實(shí)現(xiàn)的。是一項(xiàng)新的方式來(lái)調(diào)控慢性疼痛，其機(jī)制似乎與傳統(tǒng) SCS并不相同。,Comparison of HF10 SCS with traditional SCSSystem HF10 SCS Traditional SCSTypical pulse width(μsec)

16、 30 400Typical stimulation rate(Hz) 10,000 40Typical stimulationlocation for back pain

17、 T9-T10 T8Typical stimulationlocation for neck andarm pain C2-C4 C2-C7Typical amplitude f

18、orback pain (mA) 1–5 4–6Implant procedure Leads placed by anatomical landmarks Leads placed based on verbal

19、 Patient under continual sedation patient feedback Patient provides feedback on paresthesia coverage

20、 Intraoperative programming and lead

21、 repositioning often requiredStimulation trial Clinical goal is to reduce pain Clinical goal is to reduce pain by

22、 achieving technical goal (cover pain with paresthesia),HFSCS與傳統(tǒng)SCS孰優(yōu)孰劣

23、尚無(wú)定論,2015年《 Anesthesiology 》 一篇文獻(xiàn)報(bào)道治療慢性腰腿痛12個(gè)月隨訪期內(nèi)效果優(yōu)于傳統(tǒng)SCS2017年1月《 neurosurgery 》一篇文獻(xiàn)報(bào)道隨機(jī)雙盲對(duì)照試驗(yàn)顯示10K HZ HFSCS治療慢性腰腿痛24個(gè)月隨訪期內(nèi)效果優(yōu)于傳統(tǒng)SCS2017年11月4日《pain medicine》一篇文章報(bào)道10K HZ HFSCS與傳統(tǒng)SCS治療FBSS12個(gè)月內(nèi)有效性和安全性無(wú)明顯差異,疼痛的藥物治療在近10