脊髓电刺激治疗的研究进展培训课件

脊髓电刺激（spinalcordstimulation，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。脊髓电刺激（spinalcordstimulation，1SCS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SCS历史1967年3月Shealy首先通过椎板切开方法将电2SCS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”SCS作用原理解剖基础---电场刺激脊髓后部的上行结构：脊神3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-δ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-β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。闸门学说1965年Melzak和Wall提出了著名4脊髓背角分层脊髓是痛觉信息进入中枢后的第一级整合中枢。脊髓灰质Ⅰ～Ⅵ层相当于背角Aδ和C伤害性感受器传入纤维由背根进入背角皮肤传入的Aδ纤维终止于Ⅰ、Ⅴ层；C伤害性感受器的传入纤维终止于Ⅱ层。脊髓背角分层脊髓是痛觉信息进入中枢后的第一级整合中枢。5脊髓节段性调制部位脊髓Ⅱ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。脊髓节段性调制部位脊髓Ⅱ层胶质区（SG）是脊髓各节段内调控痛6闸门

粗（Aα、Aβ、Aγ）纤维和细（Aδ、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。闸门粗（Aα、Aβ、Aγ）纤维和细（Aδ、C）纤7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，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γ‐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。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8SCS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（T4-5）获得。更典型的是，刺激T6-T7时可治疗腰痛，对T7-T12的刺激通常治疗下肢痛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9SCS适应症腰椎术后疼痛综合征(failedbacksurgerysyndrome,FBSS)、外周血管病(peripheralvasculardisease,PVD)复杂区域疼痛综合征(complexregionalpainsyndrome,CRPS）难治性心绞痛(refractoryangina,RA)外周神经痛(peripheralneuralgia,PN)SCS适应症腰椎术后疼痛综合征(failedbacks10SCS治疗FBSSFbss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%～48%，而对照组占9%～12%[2][1]NorthRB,KiddDH,FarrokhiF,etal.Spinalcordstimulationversusrepeatedlumbosacralspinesurgeryforchronicpain:arandomized,controlledtrial.Neur-osurgery,2005,56(1):98~106.[2]CruccuG,AzizTZ,Garcia-LarreaL,etal.EFNSguidelinesonneurostimulationtherapyforneuropathicpain.EurJNeurol,2007,14(9):952~970.SCS治疗FBSSFbss是SCS的首要适应症11一些学者认为随着时间的推移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%。一些学者认为随着时间的推移SCS的作用也逐渐下降，Burch12成功远远大于失败:顽固性心绞痛、PVD－痉挛，梗阻成功大于失败:CRPSⅠ、CRPSⅡ、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。成功远远大于失败:顽固性心绞痛、PVD－痉挛，梗阻13高频脊髓电刺激（highfrequencyspinalcord

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1KHz，1.2KHz，10KHz以及爆发型脊髓电刺激刺激(BurstSCS)。高频脊髓电刺激（highfrequencyspinal14HFSCS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Aα和Aβ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。HFSCS作用原理传统SCS依据“门控理论”的原理，以刺激15ComparisonofHF10SCSwithtraditionalSCSSystemHF10SCSTraditionalSCSTypicalpulsewidth(μsec)30400Typicalstimulationrate(Hz)10,00040TypicalstimulationlocationforbackpainT9-T10T8TypicalstimulationlocationforneckandarmpainC2-C4C2-C7Typicalamplitudeforbackpain(mA)1–54–6ImplantprocedureLeadsplacedbyanatomicallandmarksLeadsplacedbasedonverbalPatientundercontinualsedationpatientfeedbackPatientprovides

feedbackonparesthesiacoverageIntraoperativeprogrammingandlead

repositioningoftenrequiredStimulationtrialClinicalgoalistoreducepainClinicalgoalistoreducepainbyachievingtechnicalgoal(coverpain

withparesthesia)ComparisonofHF10SCSwithtr16HFSCS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SCS2017年1月《neurosurgery》一篇文献报道随机双盲对照试验显示10KHZHFSCS治疗慢性腰腿痛24个月随访期内效果优于传统SCS2017年11月4日《painmedicine》一篇文章报道10KHZHFSCS与传统SCS治疗FBSS12个月内有效性和安全性无明显差异HFSCS与传统SCS孰优孰劣尚无定论2015年《Anes17

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。疼痛的药物治疗在近100年内无重大突破，仍18THEEND!THEEND!19脊髓电刺激（spinalcordstimulation，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。脊髓电刺激（spinalcordstimulation，20SCS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SCS历史1967年3月Shealy首先通过椎板切开方法将电21SCS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”SCS作用原理解剖基础---电场刺激脊髓后部的上行结构：脊神22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-δ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-β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。闸门学说1965年Melzak和Wall提出了著名23脊髓背角分层脊髓是痛觉信息进入中枢后的第一级整合中枢。脊髓灰质Ⅰ～Ⅵ层相当于背角Aδ和C伤害性感受器传入纤维由背根进入背角皮肤传入的Aδ纤维终止于Ⅰ、Ⅴ层；C伤害性感受器的传入纤维终止于Ⅱ层。脊髓背角分层脊髓是痛觉信息进入中枢后的第一级整合中枢。24脊髓节段性调制部位脊髓Ⅱ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。脊髓节段性调制部位脊髓Ⅱ层胶质区（SG）是脊髓各节段内调控痛25闸门

粗（Aα、Aβ、Aγ）纤维和细（Aδ、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。闸门粗（Aα、Aβ、Aγ）纤维和细（Aδ、C）纤26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，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γ‐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。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27SCS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（T4-5）获得。更典型的是，刺激T6-T7时可治疗腰痛，对T7-T12的刺激通常治疗下肢痛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28SCS适应症腰椎术后疼痛综合征(failedbacksurgerysyndrome,FBSS)、外周血管病(peripheralvasculardisease,PVD)复杂区域疼痛综合征(complexregionalpainsyndrome,CRPS）难治性心绞痛(refractoryangina,RA)外周神经痛(peripheralneuralgia,PN)SCS适应症腰椎术后疼痛综合征(failedbacks29SCS治疗FBSSFbss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%～48%，而对照组占9%～12%[2][1]NorthRB,KiddDH,FarrokhiF,etal.Spinalcordstimulationversusrepeatedlumbosacralspinesurgeryforchronicpain:arandomized,controlledtrial.Neur-osurgery,2005,56(1):98~106.[2]CruccuG,AzizTZ,Garcia-LarreaL,etal.EFNSguidelinesonneurostimulationtherapyforneuropathicpain.EurJNeurol,2007,14(9):952~970.SCS治疗FBSSFbss是SCS的首要适应症30一些学者认为随着时间的推移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%。一些学者认为随着时间的推移SCS的作用也逐渐下降，Burch31成功远远大于失败:顽固性心绞痛、PVD－痉挛，梗阻成功大于失败:CRPSⅠ、CRPSⅡ、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。成功远远大于失败:顽固性心绞痛、PVD－痉挛，梗阻32高频脊髓电刺激（highfrequencyspinalcord

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1KHz，1.2KHz，10KHz以及爆发型脊髓电刺激刺激(BurstSCS)。高频脊髓电刺激（highfrequencyspinal33HFSCS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Aα和Aβ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。HFSCS作用原理传统SCS依据“门控理论”的原理，以刺激34ComparisonofHF10SCSwithtraditionalSCSSystemHF10SCSTraditionalSCSTypicalpulsewidth(μsec)30400Typicalstimulationrate(Hz)10,00040TypicalstimulationlocationforbackpainT9-T10T8TypicalstimulationlocationforneckandarmpainC2-C4C2-C7Typicalamplitudeforbackpain(mA)1–54–6ImplantprocedureLeadsplacedbyanatomicallandmarksLeadsplacedbasedonverbalPatientundercontinualsedationpatientfeedbackPatientprovides