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1、脊髓电刺激治疗的研究进展 1 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方法 2 SCS历史 1967年3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 3 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
2、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 4 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 A 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 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 5 脊髓背角分层 脊髓是痛觉信息进入中枢后的
3、第一级 整合中枢 脊髓灰质 层相当于背角 A 和C伤害性感受器传入纤维由背根 进入背角 皮肤传入的A 纤维终止于 层 C伤害性感受器的传入纤维终止于 层 6 脊髓节段性调制部位 脊髓 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 7 闸门 粗 A A A 纤维和细 A 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
4、 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 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 8 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
5、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 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 9 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
6、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 10 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 11 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
7、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 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
8、 GARCIA LARREA L ET AL EFNSGUIDELINES ON NEUROSTIMULATION THERAPY FOR NEUROPATHIC PAIN EUR J NEUROL 2007 14 9 952 970 12 一些学者认为认为 随着时间时间 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 13 成功远远大于失败 顽固性心绞痛 PVD 痉挛 梗阻
9、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 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 14 高频脊髓电刺激 high f
10、requency 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 15 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 A 和
11、 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 16 Comparison of HF10 SCS with traditional SCS System HF10 SCS Traditional SCS Typical pulse width sec 30 400 Typical stimulation rate Hz 10 000 40 Typical stimulation location for back pain T9 T10 T8 Typical stimulation location for neck and arm pain
12、 C2 C4 C2 C7 Typical amplitude for back pain mA 1 5 4 6 Implant 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 requ
13、ired Stimulation trial Clinical goal is to reduce pain Clinical goal is to reduce pain by achieving technical goal cover pain with paresthesia 17 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 18 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 19 THE END 20
