1、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方法或其它疾病目的的一种治疗方法。SCS历史 1967年年3月月SHEALY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。来刺激脊髓。1975年，年，DOOLEY提出了经皮穿刺将电极置人入脊髓背侧硬膜外
2、腔的新方法。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年年-美敦力在美国使用了第一个可程控电极系统美敦力在美国使用了第一个可程控电极系统 1982年年-第一次临床应用完全植入的脉冲发生器第一次临床应用完全植入的脉冲发生器SCS作用原理 解剖基础解剖基础-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脑束等。脊髓后柱功能的存在是实施行SCSSCS治疗的必要条件治疗的必要条件 目前尚无完整的理论解释，比较公认的是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”闸
3、门学说 1965 1965 年年 MELZAKMELZAK 和和 WALL WALL 提出了著名的提出了著名的“闸门学说闸门学说”，奠定了，奠定了 SCS SCS 的理论基础，的理论基础，该学说认为外周疼痛的该学说认为外周疼痛的“电电 -化学化学”信息通过细的无髓鞘信息通过细的无髓鞘 C C 纤维和少量有髓鞘纤维和少量有髓鞘 A-A-纤维传入脊髓，这些纤维终止在脊髓背角胶质，即脊髓的纤维传入脊髓，这些纤维终止在脊髓背角胶质，即脊髓的“门门”，同时触觉或振，同时触觉或振动觉动觉 由粗大的由粗大的 A-A-纤维也传至脊髓的这个纤维也传至脊髓的这个“门门”，而机体接受粗纤维传来的触觉，而机体接受粗纤
4、维传来的触觉或振动觉后将关闭接受细纤维信息的或振动觉后将关闭接受细纤维信息的“门门”，也就是说对脊髓后柱粗纤维的电刺激，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。可逆行抑制细纤维传导的痛觉信息。脊髓背角分层 脊髓是痛觉信息进入中枢后的第一级脊髓是痛觉信息进入中枢后的第一级整合中枢。整合中枢。脊髓灰质脊髓灰质层相当于背角层相当于背角 AA和和C C伤害性感受器传入纤维由背根伤害性感受器传入纤维由背根进入背角进入背角 皮肤传入的皮肤传入的AA纤维终止于纤维终止于、层；层；C C伤害性感受器的传入纤维终止于伤害性感受器的传入纤维终止于层。层。脊髓节段性调制部位脊髓脊髓层胶质区（
5、层胶质区（SGSG）是脊髓各节段内调控痛觉效应的中心环节。）是脊髓各节段内调控痛觉效应的中心环节。伤害性信息传入到伤害性信息传入到SGSG，与，与SGSG中间神经元、伤害性投射神经元（中间神经元、伤害性投射神经元（T T细胞）和脑干下行纤细胞）和脑干下行纤维形成局部神经元网络。维形成局部神经元网络。闸门 粗（粗（A A、A A、AA）纤维和细）纤维和细（AA 、C C）纤维的）纤维的传导都能激活脊髓后角的上行的脑传导都能激活脊髓后角的上行的脑传递细胞传递细胞（T T细胞细胞)，又，又同时与后角的同时与后角的胶质细胞胶质细胞（SGSG细胞）形成细胞）形成突触突触联系。粗纤维联系。粗纤维的冲动只能
6、兴奋的冲动只能兴奋SGSG细胞，使该细胞向细胞，使该细胞向T T细胞发出抑制性冲细胞发出抑制性冲动，从而阻断外周纤维向动，从而阻断外周纤维向T T细胞传导传递冲动，故闸门关细胞传导传递冲动，故闸门关闭。而细纤维只能抑制闭。而细纤维只能抑制SGSG细胞，使后者不能向细胞，使后者不能向T T细胞发出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信号在进入闸门以前先经背索向高位中枢投射(快痛快痛)，中，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枢的调控机制在通过下行的控制系统作用于脊髓的闸
7、门系统，也形成关闭效应。细纤维的传导使闸门开放，则形成统，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。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，
8、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。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适应症 腰椎术后疼痛综合征(FAILE
9、D 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%
10、48%，而对照组占 9%12%21 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
11、.EUR J NEUROL,2007,14(9):952 970.一些学者认为随着时间的推移一些学者认为随着时间的推移SCS的作用也逐渐下降，的作用也逐渐下降，BURCHIEL进行了大量进行了大量的观察发现：的观察发现：56的病人患者的病人患者“至少减少了至少减少了50的疼痛的疼痛”，一年后只有，一年后只有35的病人患者描述疼痛减轻为的病人患者描述疼痛减轻为“好好”或或“优秀优秀”。LEDOUX报告报告SCS治疗腰痛治疗腰痛1个月后有效率（疼痛减轻个月后有效率（疼痛减轻50%以上）在以上）在90%以上，以上，1年后降低为年后降低为76%。成功远远大于失败成功远远大于失败:顽固性心绞痛、PVD痉
12、挛，梗阻成功大于失败成功大于失败:CRPS、CRPS、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
13、-复杂性局部痛综合症。高频脊髓电刺激（high frequency spinal cordstimulation,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)。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
14、械探测阈值，这种结果可能是通过对粗 A和 A 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。Comparison of HF10 SCS with traditional SCSSystem HF10 SCS Traditional SCSTypical pulse width(sec)30 400Typical stimulation rate(Hz)10,000 40Typical stimulationlocation for back pain T9-T10 T8Typical stimulationlocation for neck and
15、arm pain C2-C4 C2-C7Typical amplitude forback pain(mA)15 46Implant procedure Leads placed by anatomical landmarks Leads placed based on verbal Patient under continual sedation patient feedback Patient provides feedback on paresthesia coverage Intraoperative programming and lead repositioning often r
16、equiredStimulation trial Clinical goal is to reduce pain Clinical goal is to reduce pain by achieving technical goal(cover pain with paresthesia)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 疼痛的药物治疗在近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。空间。THE END!
