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脊髓电刺激在慢性疼痛中的应用和研究进展

2021-02-10 来源:好走旅游网
中国疼痛医学杂志Chinese Joumal ofPain Medicine 20l7.23(12 ·931 · doi:l0.3969 ̄.issn.1006—9852.2017.12.010 脊髓电刺激在慢性疼痛中的应用和研究进展术 陈旭辉张明 张传汉 (华中科技大学同济医学院附属同济医院麻醉学教研室,武汉430030) 摘要慢性疼痛是临床常见的一类顽固性疼痛,对于传统药物、物理、心理及神经阻滞疗法均不敏感, 脊髓电刺激(spinal cord stimulation,scs)用于治疗慢性疼痛已有近50年历史,国外医师积累了大量临 床经验,并且其有效性及安全性均得到多方验证。本文将从SCS的原理、分类、临床应用、治疗时间 窗的选择及SCS的发展等方面对SCS在慢性疼痛中的应用和研究进展作一综述,为国内疼痛科医师提 供参考,以便为广大慢性疼痛病人提供更好的疼痛治疗。 关键词 慢性疼痛;脊髓电刺激;随机对照试验 流行病学显示,西方国家成年人慢性疼痛发病 率为2%~45%,中国香港地区为34.9%[】】,大陆 平衡,还可影响炎症以及疼痛相关神经肽的产生, 从而抑制或减轻疼痛,这种疼痛信号的平衡可能是 SCS缓解疼痛的主要机制。 2.SCS的分类 (1)传统型电刺激:传统型SCS,采用低频率 (4O~60Hz),脉宽(300~600gs)以及刺激强度(电流) 地区发病率可能更高,而对于慢性疼痛的治疗一直 处于不断探索阶段。1967年Shealy等 首次报道 了脊髓电刺激(spinal cord stimulation,SCS)治疗慢 性疼痛以来,目前全球每年大约有3万例慢性疼痛 病人选择SCS进行疼痛治疗。对于传统药物、物 理、心理及神经阻滞疗法均无效的慢性疼痛,SCS 为(4~9mA)的脉冲通过产生异常感觉(通常为 麻酥感)来替代疼痛[ 1。多项研究均己证实SCS的 有效性和安全性,最近开展的EMP3OWER研 究显示,SCS植入病人其3、6、12个月的疼 痛缓解率分别为59.3%±26.2,59.2%±28.9和 58.2%±32.0,约73.3%的病人生活质量持续改善 12个月『8】。因此,传统型SCS能较好缓解疼痛, 但同时也具有自身的局限性,即需要异常感觉区域 与疼痛区域较好重合才能发挥良好镇痛作用。 (2)高频电刺激:高频脊髓电刺激(high frequency spinal cord stim.ulation.HFSCS)是通过应用 被认为是各选方案,往往会取得良好的效果,此外, SCS不仅能减轻疼痛,还可改善病人心理状态和生 活质量,减少药物滥用。本文将从SCS的原理、分类、 临床应用、治疗时间窗的选择及SCS的发展等方面 对SCS在慢性疼痛中的应用和研究进展进行综述。 1.SCS的原理 SCS的理论基于经典的疼痛“闸门控制学说”, 在疼痛信号到达大脑前被电脉冲信号阻断,是目前 较公认的机制,但在已经接受SCS植入治疗的病人 遭受外来伤害性刺激时(如电击、跌落伤和严重撞 击伤等),排除设备故障和电极移位后仍然出现疼 痛[3】,因此其并不能完全解释SCS缓解疼痛的机 高频率(1~10 kHz,常用lO kHz),脉宽(30 gs) 以及刺激强度(1~5 mA)脉冲刺激脊髓硬膜外腔 J, 与传统SCS相比,无异常感觉,不需要在术中进 行区域重叠调节,所以其电极移位等并发症也相应 减少。HFSCS无感觉异常的机制还未完全明确, 可能是由于HFSCS阻断诱发异常感觉的粗纤维, 同时更好的调控中等纤维和细纤维 J。最近,长达 12和24个月的多中心随机对照试验(randomized controlled trial。RCT)研究显示 7'm],在治疗慢性腰 背部和腿部疼痛时,与传统的SCS相比较,l0 kHz 制。有实验研究显示SCS能广泛抑制脊髓背角广动 力范围神经元的过度兴奋、易化抑制性神经递质如 GABA的释放以及抑制兴奋性神经递质如谷氨酸和 天冬氨酸等的释放[4】。此外,在硬膜外间隙电刺激 坐骨神经慢性结扎后的大鼠神经病理性疼痛模型, 发现SCS可抑制脊髓HMGB1/TLR4/NF—KB信号通 路,同时降低脊髓SP及CGRP的表达 ’ 。可见, SCS不仅能调控与疼痛相关的信号通路及神经递质 ·基金项目:国家自然科学基金青年科学基金(81600965) 通讯作者chuanhanzhang@163.com _HFSCS的治疗反应率、反应程度、满意度及降低 ·932· 异常感觉等多个方面均表现出明显优势,从开展治 疗第3个月开始持续到24个月,在24个月时,10 kHz HFSCS组慢性腰背部和腿部疼痛病人的治疗反 应率比传统SCS组分别高出27.2%和23.6%;其疼 痛缓解程度分别高出34.9%和26.5%,甚至对传统 SCS治疗无效的病人也具有明显的疗效。 (3)爆发式电刺激:爆发式电刺激(burst stimulation)的常用模式为40 Hz模式,即5个单峰 频率为500 Hz的成串刺激,脉宽和单峰间距均为 1 ms,每秒刺激40次(串)。与传统的SCS相比较, 其特点是无异常感觉,短间隔高频率:与HFSCS相 比,其成串刺激所累积的电荷在刺激后5 ms回到基 础值,而HFSCS单个刺激后即刻回到基础值『】”。有 研究表明,爆发式刺激不仅仅能改善未经治疗的难 治性腰背四肢疼痛,并控制痛情绪传导通路转移其 对疼痛的注意力,提升生活质量…],还能让部分f58%1 经传统SCS治疗未获得良好控制的病人获得更好的 疼痛缓解[121。但是,最近Hou等 纳入5项研究 117个病人系统评价了爆发式电刺激的有效性,功能 改善及并发症,显示其证据等级较低,作者分析可 能是由于其样本量较小及持续时间较短,因此,应 该开展大样本、高质量和设计严格的RCT,进一步 评价爆发式电刺激治疗慢性疼痛的有效性和安全性。 3.SCS的临床应用 (1)腰背部术后疼痛综合征:多中心RCT已 经证实了SCS对腰背部术后疼痛综合征(Failed back surgery syndrome,FBSS)具有良好的治疗效果。 最近,Grider等 基于2个高质量的RCT和1个 中等质量的RCT评价了SCS对于FBSS推荐级别 为I或II,而基于1个高质量的RCT认为HFSCS 对于FBSS推荐级别为II或III,HFSCS的推荐级别 较低可能与目前HFSCS应用于FBSS的RCT较少 有关。由此,SCS对FBSS的治疗有效性及安全性 已经明确,而对于HFSCS治疗FBSS的评价需要更 多高质量的RCT进一步观察和评价。 (2)复杂性区域性疼痛综合征:大量文献均报 道了SCS对于复杂性区域性疼痛综合征(Complexed regional pain syn ̄ome,CRPS)具有良好的疗效。 Geurts等_1 开展的一项持续12年的队列研究观 察了84例接受SCS治疗的I型CRPS病人,结果 显示:41%的病人在治疗第11年仍获得较好的疼 痛缓解率(疼痛评分降低幅度≥30%),在第12年 仍有63%的病人坚持使用SCS控制疼痛。此外, Kriek等近期一项多中心、双盲、随机、安慰剂对 照交叉试验观察了不同频率的SCS(标准化40、 中国疼痛医学杂志Chinese JournaI ofPain Medicine 2叭7,23 f12 500、1 200 Hz、Burst及安慰剂对照)对CRPS的 疗效及病人的舒适度,10个周的交叉试验研究表明 不同频率的SCS对CRPS均具有良好的镇痛效果, 但病人的舒适程度表现出个体差异,约52%的病人 更偏爱非标准化的刺激频率[t6)o因此,SCS治疗频 率似乎应该个体化设置,这更符合当前精准医学的 概念,同时也给病人带来舒适化的治疗。 (3)痛性糖尿病神经病:采用传统的药物治 疗,痛性糖尿病神经病(Painful diabetic peripheral neuropathy,PDPN)病人中仅1/3的病人获得50%的 缓解率,并且伴随诸多药物不良反应。最近进行的 多中心RCT观察了经SCS短期治疗(6个月)后 PDPN的疼痛缓解情况,研究显示55%的病人的疼 痛和36%的病人的睡眠全局变化映像评分得到明显 改善,明显高于传统药物治疗的0%_l”,并且经SCS 长期治疗(24个月)后,仍有53%的病人全局变化 映像获得良好改善” ,说明与传统药物治疗相比, SCS更加显著控制PDPN的疼痛,并改善其睡眠质量。 因此,选择SCS治疗PDPN具有明显的优势。 (4)带状疱疹后神经痛:带状疱疹后神经痛 (post.herpetic neuralgia,Prm)是急性带状疱疹最常 见的后遗症,研究显示SCS不仅能缓解早期疼痛, 还能预防带状疱疹性疼痛转变为慢性的PHN。近 期开展的临床研究表明了SCS治疗带状疱疹性疼 痛的即刻、1周、1月、2月及3月后的疼痛评分 和睡眠质量评分均明显改善[19,20],其中杨文荣等[191 的试验还比较了其与背根神经节脉冲射频疗法的优 劣,发现SCS疗法在缓解疼痛和改善睡眠方面明显 优于背根神经节脉冲射频疗法。 (5)缺血性疼痛:2002年,欧洲心脏病学会联 合研究组将其作为治疗难治性心绞痛的一线治疗方 案,但临床治疗过程中仍将其作为备选方案。近期 的文献系统评价了SCS对难治性心绞痛和外周血管 疾病性疼痛等的有效性及安全性,肯定了其对缺血性 疼痛的疗效[21]0基于14个研究共518例未经皮干预或 血运重建的冠心病病人评价SCS的疗效,其作为辅助 疗法可延长病人运动时间(7.2 min ̄.长至8.4 min)、 降低心绞痛发作频率(2次/天降低至l-4次/天1以 及减少服用硝酸酯类药物频率(2次/天减少到1-3 次/天)[22]o因此,选择SCS治疗缺血性慢性疼痛, 既能缓解疼痛又改善微循环,使病人从多方面受益。 (6)其它慢性疼痛:SCS还能够缓解其他原因 造成的外周疼痛,De等【2 报道了三例截肢后幻肢 痛病人,对药物、手术、心理等常规治疗均无效, 选择SCS治疗后,降低疼痛评分的同时增加毛细血 中国疼痛医学杂志Chinese Journa1 ofPain Medicine 2017,23(12 管血流量(50%),减少阿片类药物用量(50%), 并促进皮肤溃疡的愈合,改善了病人的生活质量和 结局。除了外周性疼痛,SCS可用于缓解中枢神经 系统损伤后疼痛,如脊髓损伤后顽固性疼痛[2 ,此 外,SCS用于治疗丘脑卒中后疼痛,创伤小,围术 期风险低,疗效较好[25]o但是,由于研究样本量较 小以及缺乏对照,无法系统的评价其有效性,因此, 需要后期进一步观察SCS在中枢痛中的作用。 (7)儿童慢性疼痛:目前国际上并无SCS在 儿童慢性疼痛中应用的RCT,但是Olsson等[2q报 道了7例儿童CRPS病人经过SCS治疗后均表现出 良好的效果。因此,只要把握好SCS的适应证和禁 忌证,在儿童及成人慢性疼痛的治疗中均可发挥良 好的作用,但是,SCS在儿童中的有效性和安全性 有待开展大样本RCT进一步观察。 4.治疗时间窗的选择 以往观点认为,SCS治疗成本较高,仅作为慢 性疼痛的备选治疗方案,但是,最近的研究表明, 对于多数FBSS、CRPS、外周血管性疾病及顽固性 心绞痛病人,SCS联合药物治疗与传统药物治疗相 比,因其能更好的缓解疼痛和提高病人生存质量, 从而体现出其良好的成本效益 】。并且,Kumar等 ] 的研究也表明:从疼痛发病到经治等多个环节影响 开始SCS治疗的时间,如专科医生对SCS治疗的 认识不同,而SCS植入延误时间小于2年,成功率 可高达85%,5年内SCS治疗成功率接近70%,若 耽误时间超过15年甚至更久,成功率下降到仅8%。 因此,应该对病人以及专科医生进行宣教,尽早开 始SCS治疗,提高治疗成功率,减轻药物治疗不良 反应,降低远期治疗成本。 5.SCS的发展及演变 随着SCS的不断发展,产生了许多新的科技形 式,如DRG(Dorsal root ganglia)刺激、DNRS(dorsal nerve root stimulation)、PNfS(Peripheral ner、,e field stimulation)、SubQ(Subcutaneous Stimulation) 及·Bionic neuron’or BION等,它们在临床上也均 获益较好,并且在某些慢性疼痛治疗中可发挥其独 有的优势,如对于四肢末梢的CRPS,上肢、腹股 沟和盆腔的疼痛,解剖学特点使得传统的SCS难以 获得较好的异常感觉覆盖,而DRG刺激可精确调 控疼痛区域的感觉神经元,显著缓解疼痛。Van 等 观察了8例四肢末梢CRPS病人,经DRG刺 激治疗后1~12个月的疼痛程度和焦虑情绪得到 显著改善。同样,在为期l2个月的观察研究中发 现SCS联合DNRS可以明显缓解病人慢性腹股沟、 ·933· 骨盆和腹部的疼痛,改善其生活质量,同时减少阿 片类药物用量[301 o对于某些单独使用SCS疗效欠 佳的疼痛病人,可联合SubQ或PNfS治疗,效果 更好,病人满意度更高f3 。 6.展望 综上所述,SCS不仅仅能有效缓解疼痛,改善 生活质量和心理状况,减少药物滥用,还具有良好的 经济成本效益。但是,诸多影响SCS有效性的因素 也值得我们进一步探索,如近期的研究表明了吸烟病 人经SCS治疗6个月后的疼痛改善程度明显较低, 并与电极移位和重植等并发症相关[33]o此外,身体 质量指数高于36.5与经SCS治疗6个月后的功能障 碍指数和疼痛灾难化级别改善程度呈负相关(Mamla 等.2016),心理因素如抑郁以及独处环境也会影响 SCS的治疗效果(Sparkes等.2015)。随着SCS应 用范围的扩大,高频和爆发式等无异常感觉的新型 模式以及SCS新的科技形式兴起,势必会进一步推 动SCS在慢性疼痛中的应用。因此,应该进一步深 入探索HFSCS和爆发式SCS无异常感觉的机制以及 影响SCS疗效的因素,在难治性中枢痛及儿童慢性 疼痛等其他神经病理性领域中开展多中心大样本RCT 以确认其有效性,以便临床医生把握好SCS的适应 证,为广大慢性疼痛病人提供舒适化的疼痛治疗。 参考文献 【1】Wong 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