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历史

年Melzack和Wall提出了疼痛“门控理论”，成为SCS的理论基础；年SCS首次应用于疼痛治疗；年诞生了完全植入式SCS系统；年美国食品药品管理局(FDA）批准SCS用于疼痛治疗。医院采用完全植入式SCS系统成功治疗臂丛损伤所致的慢性疼痛，开国内SCS治疗慢性疼痛之先河。年清华大学神经调控技术国家工程实验室自主研发的全植入式SCS系统进入临床试验，开启了SCS系统的国产化进程

1分钟了解脊髓电刺激

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适应证和禁忌证

适应证与禁忌证

（包括但不限于）：腰椎术后疼痛综合征(FBSS)、复杂性区域疼痛综合征(CRPS)、周围神经损伤性疼痛、慢性神经根性疼痛、交感神经相关性疼痛、带状疱疹后神经痛、痛性糖尿病周围神经病变、周围血管性疾病、顽固性心绞痛（经规范内外科治疗无法缓解）、内脏痛、多发性硬化引起的神经痛、放化疗引起的痛性神经病变、脑卒中后疼痛、脊髓损伤后疼痛、神经根（丛）性撕脱伤、癌性疼痛等。近年来，SCS被用于脏器功能保护、改善胃肠功能、中枢催醒并取得了一定效果。

绝对禁忌证包括病人有凝血功能异常、手术部位感染、精神心理疾病、躯体形式障碍、不具备使用SCS装置的能力、特殊排异体质等。相对禁忌证包括病人药物（如阿片类）滥用、全身感染、妊娠、免疫抑制、体内已植入心脏起搏器或除颤器（脉冲发生器可能会损害这些设备的功能）

镇痛机制

干扰疼痛传导通路动物模型中发现一个调节疼痛的背柱-脑干-脊髓环路，提示植入电极于硬膜外腔电刺激脊髓可能减少脊髓丘脑束对疼痛的传导或重塑传入感觉，中断中枢对疼痛的感知。神经影像学研究表明，SCS主要通过调节疼痛上行传导通路，干扰扣带回、外侧感觉丘脑核、前额叶皮层和中枢后回的电活动和代谢活动发挥作用。激活阿片通道Sato等发现，拮抗不同阿片受体可抑制不同频率SCS的镇痛效果；提示阿片受体与SCS的镇痛机制相关，推测4HzSCS通过激活μ-受体产生镇痛作用，而60HzSCS通过激活δ-受体产生镇痛作用。刺激蓝斑系统Song等发现在大鼠模型中，SCS通过蓝斑-中脑导水管周围灰质区域-延髓头端腹内侧区(rostralventromedialmedulla,RVM)环刺激RVM实现对下行疼痛的控制。SCS能增加RVM中抗伤害性的类OFF细胞和类5-羟色胺细胞的释放，而不影响RVM中促伤害性类OFF细胞，通过激活这些起始或中继于RVM的下行抑制信号产生镇痛的作用。调节γ-氨基丁酸能(γ-aminobutyricacidergic,GABAergic)系统Zhang等发现GABAergic机制可以调节SCS介导的神经元反应，鞘内应用GABA-α受体拮抗剂双琥珀酰胆碱能够刺激SCS介导的兴奋产生，起到镇痛作用，而鞘内应用GABA-β受体拮抗剂CGP能抑制SCS的镇痛效果。推测SCS通过调节GABAergic系统从而控制感觉神经元投射的活性和SCS介导的神经元反应。

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电极选择

SCS系统包括植入式脉冲发生器(IPG)、电极、延伸导线、测试刺激器、病人程控仪、病人程控充电器和体外程控仪。其中IPG、电极、延伸导线为植入部件，其余产品为体外辅助设备。

电极通常分为柱状经皮穿刺电极（简称穿刺电极）和桨状外科电极（简称外科电极）两大类。穿刺电极通过穿刺针经皮穿刺放置，通常具有8个电刺激触点，各触点间距各不相同。触点间距与刺激覆盖范围、参数调整精细度和抗移位能力有关。外科电极通过椎板切除术或椎板切开术等外科手术放置，通常具有16个排布方式各异的触点，可支持设置更复杂的刺激模式，提供更大的横向刺激覆盖范围，对特定部位的疼痛可能更为适宜。

穿刺电极侵入性小，可减轻或避免与神经根压迫相关的潜在风险，但其较易移位。对电极移位风险较高的病人（如青壮年、运动员等），可考虑采用外科电极，或借助良好的固定技术降低移位风险。对患有严重脊柱相关疾病并接受过脊柱手术的病人，以及存在严重椎管狭窄、黄韧带肥厚或手术瘢痕的病人，穿刺电极在硬膜外腔的行进容易受阻，可考虑采用外科电极。

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手术操作

SCS手术分测试期和植入期两期进行。测试期进行1～2周的体验性治疗，观察镇痛疗效和病人对电刺激的耐受程度。若病人疼痛缓解≥50%或总体功能（包括疼痛、睡眠、行走等）改善≥50%和/或病人对测试效果满意，则视为测试合格，可以植入IPG；若测试效果不满意，则手术取出电极。

将电极准确放置到目标脊髓节段，是SCS手术成功的关键。穿刺电极通常采用局部麻醉，经皮穿刺放置，术中通过X线透视和病人对刺激的反馈确认电极位置。外科电极需局部麻醉或全身麻醉放置，术中借助X线透视确认电极位置，也可借助体感诱发电位或肌电图辅助电极位置确认。IPG植入一般在局部麻醉下进行，术中建立皮下囊袋，将电极经皮下隧道与IPG连接。如电极长度不足可加用延伸导线。IPG植入部位以不影响病人功能为原则，如臀上、锁骨下、腹部等。

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术后管理

参数控制

电脉冲可用3个参数描述：频率(frequency,Hz)、脉宽(pulse,μs)和幅度（电压/电流amplitude,V/mA）。目前临床上应用的IPG所能设置的参数范围在2～1,Hz、20～μs和0～10V/25mA。

IPG有恒压、恒流两种刺激模式。恒压刺激是指输出的电压固定不变，电流随电阻的变化而变化；恒流刺激是指输出的电流固定不变，电压随着电阻的变化而增减。理论上，恒流模式更为稳定，能使刺激效果免受阻抗变化的影响，但有研究显示，当阻抗随时间稳定后，恒压和恒流刺激并无临床差异。

SCS根据刺激频率的不同可分为传统低频SCS(traditional/tonicSCS)、高频SCS(high-frequencySCS)和簇状SCS(burstSCS)。

传统低频SCS采用的电脉冲频率Hz，一般为50Hz左右，通过产生异感来“覆盖”疼痛区域。大多数病例的参数设置范围为：40～Hz、～μs和2～6V。

高频SCS的电脉冲频率为5～10KHz，产生的刺激幅度低于异感阈值，故不产生异感。簇状SCS主体为40Hz的刺激簇，每个刺激簇由5个Hz的尖波脉冲构成，相较于传统低频SCS，较少引起异常感觉。虽然各种刺激模式的具体机制尚不清楚，但高质量临床研究已证实了其有效性。

术后程控原则

缓解疼痛，避免或减少电刺激引起的副反应。由于个体差异，相似病情的病人对电刺激的反应可能存在较大差异，不能简单套用。未来，随着高频SCS和簇状SCS等新兴刺激模式的应用，SCS将会为病人带来更好的刺激体验和更佳的治疗效果。

应用

与常规外科手术不同，SCS手术完成只是治疗的开始，术后需要程控来获得及维持良好的疗效。SCS病人术后程控需求较大，远距离来院程控存在较多困难。随着远程程控技术的发展，未来术后程控可采用远程方式，以获得更高效、更经济的长期疾病管理。由于疼痛的复杂性，应引导病人参与到对自身疾病的长期管理中，树立正确的慢性疼痛管理理念，明确SCS治疗的功能改善目标，以期整体提高病人生活质量。

脊髓电刺激在神经病理性疼痛中应用

一、带状疱疹后神经痛

带状疱疹后神经痛(postherpeticneuralgia，PHN)定义为带状疱疹(HerpesZoster,HZ)皮疹愈合后持续1个月及以上的疼痛，是带状疱疹最常见的并发症。PHN是最常见的一种神经病理性疼痛，可表现为持续性疼痛，也可缓解一段时间后再次出现。

神经调控技术是通过电脉冲适当地刺激产生疼痛的目标神经，反馈性调整神经的传导物质或电流，或产生麻木样感觉来覆盖疼痛区域，从而达到缓解疼痛的目的。

临床用于治疗PHN的主要包括脉冲射频治疗和神经电刺激技术。神经电刺激包括脊髓电刺激(SpinalCordStimulation，SCS)，外周神经刺激(PeripheralNerveStimulation，PNS)和经皮神经电刺激(TranscutaneousElectricalNerveStimulation，TENSl等。

SCS是将电极置入硬膜外腔，影像证实位置确切后，由刺激电极产生的电流直接作用于脊髓后柱的传导束和背角感觉神经元以及脊髓侧角的交感神经中枢，从而有效缓解疼痛，减少镇痛药物用量，促进病情好转。有临床研究表明SCS是早期PHN(出疹后1～3个月)的有效镇痛方法。PNS是将电极置入支配疼痛区域的皮下外周神经附近，从而抑制疼痛区域的感觉神经向上传导。TENS是经过皮肤施行电脉冲刺激，反馈性对传导疼痛信息有关的不同神经进行调整，减少疼痛信息的传导和增加镇痛物质的释放，从而缓解疼痛。

二、幻肢痛

16世纪法国军医AlbmsePare最早提出“幻肢”这一概念，而对幻肢痛作出全面、完整描述的是19世纪的另一位外科医生SilaswjirMitchell。所谓幻肢痛，是指患者肢体被截除后，仍感觉到被截除的肢体所发生的疼痛，常与残肢痛或幻肢感并存，其发生率通常在50％一80％间。

幻肢痛的临床治疗方法有很多，常见的治疗方法及药物见表。药物治疗、神经阻滞治疗、物理康复疗法、中医如针灸、中药、推拿按摩等仍是最常见的治疗方法。另外，外科手术如神经残端结扎、神经外膜闭锁、脊髓电刺激、深部脑刺激、经皮神经电刺激等以及行为心理、镜像疗法都可以应用于幻肢痛的治疗。但因其临床病例较少远期疗效并不确切，故尚不能大规模推广。目前主张多学科、多模式治疗。

三、腰椎术后疼痛综合征（failedbacksurgerysyndrome,FBSS）

在腰椎手术治疗后仍然存在持续腰腿疼痛的情况被称为FBSS。国外报道FBSS的发病率为10%~40%。腰椎术后疼痛降低患者术后活动意愿，引起消极情绪，影响患者手术及术后康复效果。

LowBackPain：腰痛（94%）

DullAche:隐隐作痛（71.1%）

Numbness:麻木（69.8%）

ColdSensations:冷感觉（43.3%）

Paresthesia:感觉异常（35.3%

四、阴部神经痛（pudendalneuralgia,PN）

PN是一种由炎症、压迫或阴部神经卡压引起的NP，主要的治疗方法包括物理治疗、药物镇痛、神经阻滞，阴部神经减压术等。Buffenoir等[45]发现，接受脊髓圆锥SCS治疗的难治性PN患者最大疼痛和/或平均疼痛减少，每日可保持坐位时间较治疗前增加，效果可长期维持，且并发症少且较轻微。详见会阴痛诊治方案PPT

四、痛性糖尿病神经病变(painfuldiabeticneuropathy,PDN)

糖尿病是一种常见的慢性病，PDN被认为是糖尿病最具致残性、医疗花费最高的并发症，且每3个糖尿病患者中就有1个可能会出现PDN。deVos等发现，SCS显著减轻PDN患者疼痛，改善生活质量。vanBeek等也证实这一结果。Du‐arte等发现，SCS治疗的PDN患者疼痛缓解程度和生活质量改善均优于药物治疗。

五、技术进展

由于传统的SCS在临床应用中仍存在部分患者镇痛效果不佳，治疗区麻木、感觉异常等问题，近年来涌现出高频脊髓电刺激(high-frequencyspinalcordstimulation,HF-SCS)、爆发式SCS、背根神经节电刺激(dorsalrootganglionstimulation,DRGS)等新技术，取得一定的疗效，减少了不良反应。

HF-SCS为低振幅和高频率的电刺激。HF-SCS最常用的频率为10kHz(HF10-SCS)，但10kHz并不是HF-SCS唯一有效的频率，其机制尚不明确。与传统SCS不同，HF-SCS不产生与患者疼痛区域重叠的异常感觉。

爆发式SCS的常用模式是每秒40次成组电刺激，每组电刺激包括5个Hz的单峰刺激，单峰脉宽和间距均为1ms。与HF-SCS相似，爆发式SCS缓解疼痛的同时也不产生异常感觉。

背根神经节中包含人体所有的初级感觉神经元，这些神经元受到损伤后由于基因调节改变异常放电是NP产生的一个重要机制。DRGS可以降低神经元的兴奋性，直接作用并修复背根神经节中的病理性神经元，从而达到镇痛的效果。

参考文献

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