脊髓电刺激治疗糖尿病足的应用概况

作者 李力仙、金迪

[摘要] 糖尿病足引起足部供血不足、感觉异常，并出现溃烂、感染症状，严重者可影响肌肉骨骼，导致组织坏死甚至截肢。脊髓电刺激治疗通过复杂的疼痛门控机制调节、神经元信号通路激活等，可以改善肢体血供，减轻足部疼痛症状，从而治疗糖尿病足。

[关键词] 脊髓电刺激； 糖尿病足； 物理治疗；

Application of spinal cord electrical stimulation in the treatment of diabetic foot

(Department of Neurosurgery, First Affiliated Hospital of Harbin Medical University, Harbin150001, China)

Abstract Diabetic foot causes insufficient blood supply to the foot, paresthesia, ulceration and infection symptoms. In severe cases, it can affect musculoskeletal, leading to tissue necrosis and even amputation. Spinal cord stimulation therapy can improve the blood supply of limbs and relieve the symptoms of foot pain through the regulation of complex pain gating mechanism and activation of neuronal signaling pathways, so as to achieve the purpose of treating diabetic foot.

Keywords Spinal cord stimulation; Diabetic foot; Physical treatment

概述

糖尿病足是一种严重的慢性糖尿病并发症，由下肢深部组织病变、神经功能障碍和周围血管病变组成。常见的表现包括足部溃疡和穿透整个皮肤层的损伤，有时甚至达到骨骼和关节的水平。伤口表面的延伸往往不会愈合。糖尿病足的治疗包括恢复远端肢体的搏动性血流，减轻疼痛，愈合溃疡和伤口¹。

脊髓电刺激术（spinal cord stimulation，SCS）是一种有效的微创方法，旨在通过作用于神经系统中的交感-副交感平衡来治疗糖尿病足。SCS涉及在硬膜外间隙植入电极，以刺激感觉纤维和激活细胞信号分子，进而导致血管扩张分子的释放，血管阻力的降低，以及无需开放手术的平滑肌细胞的松弛^2,3。此外，SCS抑制交感血管收缩和疼痛传递，以显著改善疼痛缓解，阻止溃疡的进展，并有可能实现糖尿病足的保肢⁴。

1.糖尿病足

1.1形成机制

未加控制的糖尿病通过复杂的代谢途径促进神经病变和外周动脉病变的发展。外周神经病变引起的感觉丧失，外周动脉病变引起的缺血，或这些疾病的组合可能导致足部溃疡。一项系统综述(84个队列的78项研究)报告糖尿病相关周围神经病变的患病率为0.003-2.8%，糖尿病相关周围动脉疾病的患病率为0.01-0.4%⁵。糖尿病也与夏科特关节病有关，这种病涉及骨骼、关节和软组织的渐进性破坏，最常见的是脚踝和足部。糖尿病相关的夏科氏关节病的报告患病率在0.08%到13%之间，但没有关于夏科氏足部的高质量流行病学研究⁶。神经病变、足部负荷异常、反复微创伤和骨骼代谢异常的组合导致炎症，导致骨溶解、骨折、脱位和畸形^7-11。

1.2诊断

糖尿病足确诊需要确认糖尿病患者是否合并周围神经病变以及下肢血管病变，这两个并发症是糖尿病足发病的基础，也是糖尿病足诊断的必要条件。周围神经病变可以通过感觉阈值的检测以及10g尼龙丝足底压力的检查来进行确诊，下肢动脉病变可以通过下肢动脉彩超检查来确诊。如果合并明显的周围神经病变，而且下肢动脉彩超提示下肢血管有明显的狭窄或者闭塞，同时出现糖尿病足溃疡或者感染就符合糖尿病足的诊断标准。^6,12-14。

1.3目前治疗

在糖尿病足综合征的治疗中，代谢优化以及临床相关感染的及时识别和抗生素治疗是至关重要的。在伤口床内建立良好的血液供应是所有保守和手术方法的基本原则^6,12,13,15。这包括伤口清洁和清创，有效地对抗感染和必要时的血运重建(PTA，搭桥，高压氧)。作为一项主要措施，在急性期进行继发性和根治性坏死切除是必不可少的。去除失活和感染的组织对于诱导肉芽生长至关重要。在肉芽形成阶段，可以使用能激活和支持伤口愈合的创面垫和治疗药物。然而，与上述主要措施相比，它们的重要性被夸大了。一般说来，糖尿病足部溃疡的治疗建议采用非闭塞湿润创面疗法^1,14-16。

脊髓电刺激治疗通过复杂的疼痛门控机制调节、神经元信号通路激活等，可以改善肢体血供，减轻足部疼痛症状，从而达到治疗糖尿病足的目的。

2.脊髓电刺激治疗糖尿病足

2.1脊髓电刺激原理

目前对SCS治疗糖尿病足的确切的作用机制仍不十分清楚，主要作用是镇痛和扩张血管双重机制，目前研究推测的可能机制如下：①Scs可通过兴奋传递触觉的粗纤维(AB纤维)来抑制传递痛觉的细纤维(A6纤维和C纤维)，达到抑制疼痛传递的目的，同时释放内源性阿片肽来缓解疼痛。②抑制中枢交感神经活性，从而抑制交感性血管收缩，从而扩张血管，恢复局部血液供应，缓解局部缺血症状。SCS激活中间神经元降低交感神经节前神经元活性来减少儿茶酚胺的释放，从而减少交感神经节后神经元的α1肾上腺能受体作用而导致外周血管扩张。③SCS刺激可使细胞信号分子通路激活，如ERK(extracellular signal regulated kinase)和AKT(protein kinase B)，敏化TRP Vl(transient receptor potential vanilloid 11及其他关键通道，导致神经末梢释放血管舒张因子，如降钙素基因相关肽(calcitonin gene-related peptide，CGRP)，有强烈的微血管扩张作用^2,4,16-20。CGRP的释放引起内皮一氧化氮(nitric oxide，N0)释放，并刺激血管平滑肌细胞松弛。这些作用最终减少血管阻力和增加局部血流，并促进内皮保护和新的血管生成。众多国外研究已经证实了SCS对下肢缺血性疾病在疼痛缓解和改善血运方面的有效性^18-21。

2.2治疗方法

目前临床上应用的脊髓刺激器多为Medtronic公司生产，SCS整套系统由电脉冲发生器、刺激电极、延长导线、患者和医师程控仪组成。在局部麻醉下，将电极插入以T12水平为中心的椎管背侧硬膜外间隙，使受疼痛影响的区域产生温暖的感觉以替代痛觉。经过10天左右的观察期后，应观察到明显的临床效果（皮温升高、皮肤颜色渐变红润、溃疡趋于愈合等），而后植入一个由电池供电的永久性刺激系统，电极的准确置入对于SCS治疗成功至关重要，但是刺激参数设置和随访更是不可忽视的。当满意的电极位置及最佳刺激电压被选定后，下一步应选择刺激频率，尽管大多数患者选用20-100Hz，但不同个体之间有时存在相当大的差异。波宽会对电压有一定程度的影响，有时需耗时四五个月时间才能找到适合特定患者的最佳刺激参数。脊髓电极与植入腰部皮下的永久性刺激器相连^22-24。永久电刺激装置植入前,一般会对糖尿病足患者进行试验性电刺激装置植入，以观察电刺激治疗对于患者的治疗效果。手术效果的评价包括两个方面：主观评价主要是临床症状的改善，包括疼痛的缓解、溃疡的愈合等；客观评价包括肢体末梢经皮氧分压升高，下肢动脉血流速率增快等。有研究认为，植入测试电极后，经皮氧分压绝对值提高＞10mmHg²⁵，或者相对值提高＞20%，或者血流速率峰值＞10mm/s，预示永久SCS植入能较好地改善下肢缺血患者预后^17,25-29。

2.3目前应用现状

历经数十年的基础研究和临床应用，疗效呈现不断上升的趋势，在有限的病例报告中，血糖控制不理想和高血压等高危因素的患者在治疗糖尿病足疾病的病例中仍然取得了令人惊讶的良好效果³。与现有的众多药物镇痛、神经阻滞、手术等相比，其非药物性和微创性是其最大的优点，且连用多年无毒副作用、躯体依赖等。

展望与小结

综上所述，SCS可以作为一种有效的方法来治疗糖尿病足，增加流向远端的搏动性血流量，使溃疡等皮损趋于愈合，并部分或全部保留未完全坏死的肢体，从而减少截肢的需要。SCS已被纳入指南，作为下肢缺血的二线治疗^30-32，由于糖尿病患者的多系统病变导致下肢血管呈珠状改变，使得介入治疗、溶栓治疗和血管重建的失败率大大增加；因此，SCS可能是目前一个潜在而有效的选择。但是由于大众对于此种治疗方法认识有限，故临床应用受限，但是随着医患双方对于此治疗方法的逐步认识，相信脊髓电刺激治疗会成为治疗糖尿病足有效而普及的治疗方法。

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