疼痛的“终极疗法”----脊髓电刺激的那些事儿

2007 年，世界神经调控学会（INS）将“神经调控技术”定义为科技、医疗和生物工程技术相结合领域内，通过植入性或非植入性技术、电或化学作用方式，对中枢神经系统、周围神经系统和自主神经系统邻近或远隔部位神经元或神经信号转导发挥兴奋、抑制或调节作用，从而达到改善患者生活质量、提高神经功能之目的。目前，应用最普遍的神经调控技术包括脊髓电刺激术（Spinal Cord Stimulation, SCS）、脑深部电刺激术（Deep Brain Stimualtion, DBS）和迷走神经刺激术（Vague Nerve Stimulation, VNS）。脊髓电刺激术是指将刺激电极（条状电极或针状穿刺电极）置于相应节段椎管硬膜外间隙后部，紧邻脊髓后柱，再连接植入髂部皮下的脉冲发生器，通过电刺激脊髓后柱传导束和脊髓后角感觉神经元，以达到治疗目的。

脊髓电刺激术的理论基础来源于诺贝尔奖获得者Wall and Malzack的门控理论(Gate Theory，图一)。其基本原理是当神经系统中大型神经纤维有电生理活动时，会将小的神经纤维的生理功能抑制。通过神经解剖学的研究，我们已知与疼痛信号传导有关的神经纤维是小型的A-α 和δ纤维。通过植入外源性电极刺激脊髓大型的神经纤维来达到抑制小型的疼痛信息传导神经纤维的生理功能，从而抑制疼痛信息的传导，达到减缓疼痛的目的。该疗法对于神经病理性肢体疼痛的效果尤佳。众多国内外研究报道，脊髓电刺激术治疗顽固性疼痛的缓解率超过 50%。Kumar等分别采用脊髓电刺激术和传统内科保守治疗 100 例脊柱手术后神经病理性疼痛（NP）和神经根性疼痛患者，结果显示，治疗12个月后疼痛缓解率 ≥ 50%的患者，脊髓电刺激术组为48%（24/50）、传统内科保守治疗组仅为9.09%（4/44）；此后，有部分患者交换治疗方法，治疗24个月后，行脊髓电刺激术治疗的患者中 80.77%（42/52）神经根性疼痛缓解，健康生活指数、运动功能和治疗满意度均显著提高。

脊髓电刺激术缓解疼痛可能与以下机制有关：（1）疼痛门控理论学说。即通过植入脊髓硬膜外间隙的电极传递电刺激，进而阻断疼痛信号经脊髓向脑转导，使疼痛信 号无法到达大脑皮质，从而达到控制疼痛的目的。 （2）抑制脊髓灰质后角神经元过度兴奋。脊髓电刺激术缓解疼痛主要通过 Aβ类初级传入纤维实现。 （3）调节神经递质水平。脊髓电刺激术能促进灰质后角P物质（SP）、5⁃羟色胺（5⁃HT）、去甲肾上腺素、 甘氨酸和γ⁃氨基丁酸（GABA）释放，这些神经递质均参与疼痛的调节。（4）抑制中枢神经系统，稳定心脏内神经活动，促进腺苷释放，缓解心绞痛。（5）通过激活背根传入纤维，促进外周血降钙素基因相关肽（CGRP）释放，后者引起血管舒张，从而缓解缺血性疼痛。 此外，脊髓电刺激治疗非疼痛类疾病比如严重便秘、植物人的昏迷促醒也是研究的热点之一。

图一：门控理论模式图和其提出者Ronald Melzack 教授

脊髓神经调控的适应症

根据欧洲和北美医师协会的建议，脊髓电刺激术（SCS）临床适应证包括：

1. 继发于颈腰椎手术后的神经病理性疼痛，如腰椎手术失败后疼痛综合征（failed back surgery syndrome，FBSS）

2. 复杂区域疼痛综合征（complex regional pain syndromes，CRPS）

3. 继发于周围神经损伤后的神经病理性疼痛。如外伤或放射线致臂丛或腰丛神经损伤后疼痛

4. 下肢缺血性损伤后疼痛

5. 糖尿病引起的周围神经痛（painful diabetic peripheral neuropathy，PDPN）

6. 肋间神经痛，如心胸外科手术后或带状疱疹后遗神经痛（postherpetie neuralgia，PHN）

7. 脊髓损伤后疼痛

8. 会阴或肛门、直肠疼痛

9. 幻肢痛

10. 此外，脊髓电刺激术对内脏痛、难治性心绞痛和多发性硬化后疼痛均有较好疗效

目前顽固性神经痛病人众多，且未得到很好的救治

疼痛是一种中枢神经系统对通过身体传导信号的反应。 其最原始的生物学功能是保护机体。疼痛使机体识别危险及疾病，从而有效地避免创伤和疾病对机体的损伤。疼痛信息的传导起始于致痛源，神经末梢感受器，通过周围神经传导至脊髓；疼痛信息在脊髓经过处理后投射到脑干继而到大脑皮层产生疼痛感觉。疼痛的分类可以有很多种， 比如根据时间分类为急性疼痛，慢性疼痛；根据产生机理分类为神经病理性(neuropathic), 组织损伤性(Nociceptive)以及其它多种分类。

60%以上的人一生中至少会出现一次因疼痛而引发的就诊。疼痛的治疗一般为阶梯治疗，轻度的疼痛利用药物可以解决，严重的疼痛需要借助注射、射频等介入治疗。但还有一些常规的药物或微创治疗无法缓解的疼痛，患者可以选择脊髓电刺激疗法。治疗前，患者需要经过一个严格的神经心理学测试，排出严重的神经心理相关疾病。我们将根据患者病程和疼痛类型，分为短时程治疗和长期植入治疗，短时程治疗电极植入7~10天，一般用于难治性带状疱疹后遗痛病人，治疗结束疼痛基本缓解后拔出电极。其它的疼痛与非疼痛性疾病，一般均需长期植入治疗，电极植入后48小时卧床，防止电极移位，一旦电极稳固后，除非剧烈活动，一般不会出现变化。脊髓电刺激过程中不但可以抑制疼痛，还调节交感神经功能及刺激区域内血管条件和内环境的改善，从而改善治疗区域的缺血状况，这也是为什么该方法还能治疗心肌缺血、糖尿病或者脉管炎引起的下肢缺血等疾病，大大降低糖尿病足和其他下肢缺血性疾病患者的截肢率。而且，电极植入后不需要应用药物来维护电极，疼痛缓解或者不耐受时随时可以取出，是一种绿色可逆的治疗，属于疼痛治疗领域的“核武器”。在美国和欧洲每年约有8万名顽固性疼痛患者接受脊髓电刺激的治疗。但由于脊髓电刺激器被美国Medtronic、Boston Scientific、St. Jude Medical公司等大型医疗器械公司垄断，价格昂贵，我国每年仅有少数患者永久植入电池，有大量的患者因为没有能力承担脊髓电刺激疗法而在痛苦中煎熬。