脊髓电刺激

脊髓电刺激使用脊髓刺激法（spinalcordstimulation，SCS）治疗慢性疼痛，最初由C.NormanShealy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（dorsalcolumnstimulation，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。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-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-Melzack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。-内啡肽和SCS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(CRPSI、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（visualanaloguescale，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。（3）麻醉局部麻醉手术区域（4）从标记的椎间隙穿刺Tuohy针，向头部进针，倾斜角度小于45度。在透视下确认进针位置。如果患者疼痛范围较大，可选择使用两个电极，这时需要穿刺二根Tuohy针，两根穿刺针可以平行或者相差一个阶段。（5）使用阻力消失法及X线确认穿刺针进入硬膜外腔。（6）导入临时测试电极，并在透视下确认位置。若临时刺激电极置入困难，可小心使用硬膜外导丝，在X线引导下按预定方向探路，然后撤出导丝，再行电极植入。（7）电极置入成功后，将电极末端和体外临时延伸导线、体外刺激器连接。（8）进行测试寻找患者主诉整个疼痛区都出现异常感觉的电极位置，即刺激所产生的麻刺感能完全或基本覆盖患者主诉疼痛范围。（9）测试成功后，固定临时电极，准备4～7天的连续体外测试。（10）永久植入经过4～7天的连续体外测试，疼痛程度明显缓解（VAS评分降低50％以上），生活质量明显提高，可考虑进行永久电极植入。过程基本同上。四、临床效果1.对40例慢性疼痛患者进行测试刺激的结果表明，75％（30／40）的患者VAS评分显著降低（刺激前7.23±1.43，刺激后2.16±1.75P0.01），测试期间完全停用镇痛剂。其余10例患者因疼痛缓解程度小于50％而放弃电刺激治疗。2.生活质量改善表现为躯体活动度明显增加、能积极进行社交活动动及自我放松能力增强。3.睡眠障碍改善因疼痛引起的睡眠困难以及从睡眠中痛醒等情况有了显著的减轻。合并症五、合并症（1）感染一般永久置入时感染机会并不多见。在测试期间因硬膜外处于开放状态，应按严格无菌操作，术后使用抗菌素一周；（2）电极移位电极植入早期（数日内）应避免剧烈身体活动，如颈部、躯干过渡屈伸及回旋等；（3）导线断裂应尽量选用旁正中法进行硬膜外穿刺，以防棘间隙狭小损害电极；（4）置入刺激器部位异物感及疼痛多数患者在植入早期会有异物感，程度严重者可用镇静药对症处理。也有极少数患者出现置入刺激器游走，需重新固定；（5）神经根刺激痛多为电极直接压迫神经根引起。在电极植入时应注意避免进入椎间孔；（6）对溃疡性结肠炎的患者应该慎用，有报道SCS可诱发溃疡性结肠炎的发生；（7）其他脑脊液漏、过敏等。