文编:高大勇
责编:陈吉保
单位:上海市养志康复医院(上海市阳光康复中心)

脊髓损伤是一种严重的神经系统疾病,往往给患者带来巨大的身体和心理负担。脊髓电刺激作为一种新兴的治疗方法,为脊髓损伤患者带来了新的希望。今天,我们就来深入了解一下脊髓电刺激的奥秘。
一、脊髓电刺激的历史发展
脊髓电刺激的历史源远流长。早在公元 46 年,罗马医生 Scribonius Largus 就曾使用鱼雷射线产生的电来治疗痛风和头痛,这是电用于治疗慢性疼痛的早期尝试。19 世纪末至 20 世纪初出现的一些设备成为了现代经皮神经电刺激单元的原型。
1965 年,Ronald Melzack 和 Patrick David Wall 提出了 “Gate Control Theory of Pain”(疼痛门控理论),为传统脊髓电刺激(SCS)的作用机制奠定了基础。此后,科学家们对疼痛调制机制的理解不断深入,发现 SCS 还可以通过调节下行抑制系统(包括去甲肾上腺素能和血清素能途径)以及内源性阿片系统等来影响疼痛传导。近年来,对高频刺激和爆发模式的研究也揭示了其他可能的作用机制。这些理论和研究成果的不断涌现,推动了脊髓电刺激技术在临床应用中的逐步发展。

二、脊髓电刺激的治疗原理
脊髓电刺激的核心原理是通过植入体内的电极向脊髓发送电脉冲信号,调节神经活动,以达到缓解疼痛、改善功能等治疗目的。它基于神经可塑性的概念,即神经系统在受到外部刺激时能够改变其结构和功能的能力。
当电极释放的电脉冲到达脊髓时,会影响神经元的兴奋性和神经递质的释放。一方面,它可以激活对疼痛信号传导有抑制作用的神经通路;另一方面,对于脊髓损伤患者,电刺激可能有助于促进受损神经的修复和再生,通过调节神经元周围的微环境,为神经再生创造有利条件。
此外,脊髓电刺激还可以影响大脑的功能重塑。长期的疼痛或脊髓损伤会导致大脑的感觉运动皮层发生适应性改变,而脊髓电刺激可能通过调节脊髓 - 丘脑 - 皮质通路的神经活动,促使大脑重新组织和调整其功能连接,进而改善患者的感觉、运动功能以及相关的认知和情绪状态。

三、脊髓电刺激的适用情况
脊髓电刺激在脊髓损伤患者中的应用具有一定的针对性,主要适用于以下几种情况。
①脊髓损伤导致慢性神经病理性疼痛
脊髓电刺激可能是一种有效的缓解疼痛的方法。这种疼痛通常表现为持续性的剧痛或刺痛,脊髓电刺激可以通过调节神经信号,减轻患者的疼痛感受。
②脊髓损伤患者的运动功能恢复
对于一些脊髓损伤程度相对较轻,尤其是不完全性脊髓损伤患者,在损伤后的一定时间内进行脊髓电刺激治疗,可能有助于激活残留的神经通路,增强肌肉的控制能力,从而改善肢体的运动功能。
③脊髓损伤患者的自主神经功能障碍
脊髓损伤常常会导致自主神经功能紊乱,如大小便失禁、血压波动异常等问题。通过刺激特定的脊髓节段,有可能调节自主神经系统的平衡,缓解相关症状,提高患者的生活自理能力和生存质量。

四、脊髓电刺激的治疗过程
①患者评估与筛选
在考虑进行脊髓电刺激治疗之前,医生会对患者进行全面的评估。这包括详细的病史采集、体格检查、影像学检查(如 MRI、CT 等),以了解脊髓损伤的情况。同时,心理评估也是重要的一环,因为脊髓损伤患者往往面临着巨大的心理压力,而心理状态可能会影响治疗效果。
②试验期
对于初步评估符合条件的患者,通常会先进入一个试验期。在这个阶段,医生会采用临时电极进行植入,植入过程一般在局部麻醉下进行。在试验期间,患者需要密切关注自身的感受,记录在不同刺激参数下疼痛的变化情况、是否出现异常感觉以及身体功能的改善程度等。试验期通常持续 5 - 7 天,通过这段时间的观察,医生可以根据患者的反馈初步判断脊髓电刺激对该患者是否有效,以及确定最适合患者的刺激参数。
③永久植入
如果患者在试验期内对脊髓电刺激反应良好,且医生认为长期治疗可能对患者有益,那么就会考虑进行永久植入手术。在手术前,医生会与患者充分沟通,讨论植入的具体方式、预期的治疗效果以及可能存在的风险等。手术过程中,患者通常会接受全身麻醉或局部麻醉,医生会在透视引导下,将永久性电极精准地植入到硬膜外间隙,并确保电极与脊髓的位置关系合适。电极植入后,会将其与植入式脉冲发生器(IPG)相连,IPG 通常会被放置在患者的腹部或臀部皮下。手术后,医生会对 IPG 进行编程,根据患者的个体情况设置合适的刺激参数,以达到最佳的治疗效果。

④术后随访与调整
脊髓电刺激治疗并非一劳永逸,术后的随访与参数调整至关重要。患者需要定期返回医院,医生会对其进行全面的评估,包括询问患者的疼痛缓解情况、身体功能改善程度、是否出现并发症等。同时,医生还会根据患者的反馈和身体状况,对 IPG 的刺激参数进行调整,以适应患者病情的变化和身体的适应性。在随访过程中,医生还会关注患者的心理状态,提供必要的心理支持和康复指导,帮助患者更好地适应治疗过程,提高生活质量。
五、脊髓电刺激的优势与风险
①优势
显著的疼痛缓解效果是其重要优势之一。许多脊髓损伤患者长期遭受顽固性疼痛的折磨,而脊髓电刺激可以有效地减轻疼痛,使患者能够更好地进行日常活动。其次,脊髓电刺激是一种可逆的治疗手段。如果患者在治疗过程中发现效果不佳或者出现无法耐受的不良反应,电极和脉冲发生器可以被取出,患者的身体状态基本可以恢复到术前水平。此外,脊髓电刺激的创伤相对较小,尤其是经皮电极植入方式,手术过程相对简单,术后恢复较快,患者能够较快地感受到治疗效果,对患者的身体负担较小。
②风险
然而,脊髓电刺激治疗也并非毫无风险。手术过程中可能会出现一些并发症,如出血、感染等。尽管发生率相对较低,但一旦发生感染,可能需要进行抗感染治疗,甚至可能需要取出植入设备。电极迁移或断裂也是可能出现的问题,这可能会影响刺激效果,需要再次手术进行调整或更换电极。此外,部分患者可能会在刺激过程中出现感觉异常,虽然这些感觉异常通常在调整刺激参数后可以得到缓解,但仍会给患者带来一定的不适。同时,脊髓电刺激治疗的长期效果还需要进一步的观察和研究,目前仍存在个体差异,并非所有患者都能获得理想的治疗效果。

五、未来展望
随着科技的不断进步,脊髓电刺激技术在未来有着广阔的发展前景。一方面,闭环脊髓电刺激系统的研究和应用有望取得更大的突破。目前,现有的商用 SCS 系统大多为开环系统,而闭环系统能够实时监测神经电生理活动,并根据监测结果自动调整刺激参数,从而实现更加精准、个性化的治疗。这种智能化的治疗模式可能会成为未来脊髓电刺激技术的主流发展方向。
另一方面,脊髓电刺激的应用范围可能会进一步拓展。除了目前在疼痛缓解和运动功能恢复方面的应用,未来有望在更多领域发挥作用。例如,在脊髓损伤后的神经再生和修复方面,研究人员正在探索如何通过联合使用干细胞治疗、基因治疗等新兴技术,增强脊髓电刺激的神经修复效果,促进受损脊髓组织的再生和功能重建。此外,脊髓电刺激还有可能用于改善脊髓损伤患者的膀胱和肠道功能障碍、性功能障碍等自主神经功能问题,以及在治疗一些神经系统退行性疾病(如帕金森病、多发性硬化症等)方面发挥潜在的作用。随着对神经系统疾病发病机制的深入理解和技术的不断创新,脊髓电刺激有望为更多患者带来福音,成为神经系统疾病治疗领域的重要手段之一。
脊髓电刺激为脊髓损伤患者带来了新的治疗希望。尽管目前仍存在一些挑战和风险,但随着技术的不断进步和研究的深入,其在改善患者生活质量、促进功能恢复等方面的潜力巨大。希望在不久的将来,脊髓电刺激技术能够为更多脊髓损伤患者点亮希望之光,帮助他们重新回归正常的生活。

参考文献
[1] Rushna, Ali,Jason M, Schwalb,History and Future of Spinal Cord Stimulation.[J] .Neurosurgery, 2023, 94: 0.
来源: 希希康复科普
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