脊髓電刺激治療脊柱外傷后神經(jīng)病理性疼痛臨床研究

倪 兵 朱宏偉 張曉華 郭 松 任志偉 胡永生 李勇杰

（首都醫(yī)科大學(xué)宣武醫(yī)院北京功能神經(jīng)外科研究所，北京100053）

脊柱外傷常見于重物砸傷、交通事故、高處墜落等，且多影響勞動(dòng)人口[1～4]。脊柱外傷后，約30%～80%病人出現(xiàn)慢性疼痛[5,6]。除椎旁肌、韌帶、骨骼等結(jié)構(gòu)損傷后出現(xiàn)慢性傷害感受性疼痛外，脊髓及神經(jīng)損傷可造成慢性神經(jīng)病理性疼痛 (neuropathic pain, NP)，約占脊柱外傷后慢性疼痛的50%，且其中1/3 病人為重度疼痛[1,7]。國(guó)內(nèi)文獻(xiàn)一般把這種慢性神經(jīng)病理性疼痛歸入脊髓損傷(spinal cord injury, SCI) 后疼痛[8]。脊柱外傷后慢性神經(jīng)病理性疼痛常用治療手段包括康復(fù)理療、口服藥物、神經(jīng)阻滯或射頻毀損、鞘內(nèi)持續(xù)藥物泵入、脊髓背根入髓區(qū)毀損、脊髓電刺激 (spinal cord stimulation, SCS) 等[9,10]。首先，由于不同脊柱節(jié)段損傷，對(duì)脊髓和神經(jīng)的影響并不相同，其造成神經(jīng)病理性疼痛的機(jī)制也可能不同，不同的致痛機(jī)制可能會(huì)影響治療效果。其次，有研究認(rèn)為這類病人疼痛區(qū)域感覺多有減退或缺失，并不是SCS 的較好適應(yīng)證[11]?；谏鲜鰞蓚€(gè)問(wèn)題，考慮到絕大多數(shù)病人脊髓圓錐終止于L1下緣，本研究回顧性分析采用SCS 治療的脊柱外傷后神經(jīng)病理性疼痛病人，將脊柱損傷節(jié)段以L1為界分為兩部分，區(qū)分單純馬尾神經(jīng)損傷后神經(jīng)病理性疼痛和脊髓合并神經(jīng)根損傷后神經(jīng)病理性疼痛；根據(jù)疼痛區(qū)域感覺減退程度，分成感覺減退和感覺缺失兩部分；分析不同脊柱損傷節(jié)段和不同感覺減退程度與SCS 療效相關(guān)性，并隨訪SCS治療此類神經(jīng)病理性疼痛的并發(fā)癥情況。

方 法

1.一般資料

本研究經(jīng)首都醫(yī)科大學(xué)宣武醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)，回顧性分析自2015 年1 月至2019 年12 月于首都醫(yī)科大學(xué)宣武醫(yī)院功能神經(jīng)外科住院治療的19例采用SCS治療的脊柱外傷后神經(jīng)病理性疼痛病人，男性12例，女性7例；年齡51.3±13.2 歲（27～72 歲），術(shù)前疼痛病程5.9±4.8 年（1～16 年）；術(shù)前視覺模擬評(píng)分法(visual analogue scale, VAS)評(píng)分8.6±1.0 (7～10)分；單側(cè)疼痛3 例，雙側(cè)疼痛16 例；按外傷原因分：高處墜落傷9 例，重物砸傷5 例，交通事故3 例，跌倒損傷2 例；按損傷部位分：腰椎11 例，胸椎4 例，頸椎2 例，胸腰椎聯(lián)合傷2 例。脊柱損傷節(jié)段、疼痛部位皮節(jié)、疼痛區(qū)域感覺減退情況、術(shù)前VAS 評(píng)分等見表1。

納入標(biāo)準(zhǔn)：①脊柱暴力外傷史，有明確損傷節(jié)段，疼痛發(fā)生于外傷后，區(qū)域固定，發(fā)作形式呈自發(fā)痛、爆發(fā)痛等，疼痛性質(zhì)呈燒灼感、過(guò)電感、針刺感、刀割樣等神經(jīng)病理性疼痛表現(xiàn)；②病史超過(guò)1 年；③VAS > 5 分；④口服藥物（NSAIDs、阿片類、抗驚厥類、抗抑郁類等）不能完全控制疼痛；⑤既往行椎管內(nèi)粘連松解、硬膜外阻滯、神經(jīng)射頻、鞘內(nèi)持續(xù)藥物泵入等治療效果不佳。

排除標(biāo)準(zhǔn)：①疼痛區(qū)域不固定，呈游走性；②合并重度焦慮抑郁、軀體化障礙等心理疾患；③認(rèn)知溝通水平無(wú)法準(zhǔn)確描述疼痛部位及感覺等；④凝血功能不全，肝腎功能異常等全身狀況不佳無(wú)法耐受手術(shù)；⑤手術(shù)區(qū)域存在褥瘡、硬膜外粘連、局部感染等；⑥因椎管內(nèi)感染、手術(shù)、麻醉穿刺、腫瘤、血管病、自身免疫等非暴力原因損傷脊髓及神經(jīng)的情況。

2.術(shù)前檢查

所有病人收集脊柱外傷史和手術(shù)記錄等資料，明確脊柱損傷病因和節(jié)段，入院查體關(guān)注疼痛區(qū)域皮節(jié)分布和感覺平面，是否存在痛覺過(guò)敏，疼痛區(qū)域深淺感覺減退程度，下肢肌力及反射情況，是否有自主排尿排便功能。所有病人查脊柱核磁平掃，了解脊柱損傷的節(jié)段、程度和椎管內(nèi)結(jié)構(gòu)，排查椎管內(nèi)腫瘤、椎間盤突出、椎體滑脫或椎管狹窄等（見圖1）；脊柱CT 平掃加三維重建進(jìn)一步了解椎管內(nèi)有無(wú)鈣化、骨折片，內(nèi)固定節(jié)段及部位，原有脊柱損傷部位及形態(tài)等。

3. 脊髓電刺激治療的手術(shù)方法

所有病人充分告知手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)及預(yù)期效果，知情同意簽字。采用美敦力板狀外科SCS 電極，電極型號(hào)具體有5-6-5、2×4、2×8、1×4 等型號(hào)。手術(shù)分兩期進(jìn)行。一期手術(shù)采用椎板間隙入路，胸腰段一般取俯臥位，頸段可采用俯臥位或側(cè)位，C 形臂X 線正側(cè)位定位棘突節(jié)段，根據(jù)擬放置的電極位置，選擇中線切口，切開皮膚及皮下，分離兩側(cè)椎旁肌后牽開，切除上位椎體棘突下部約1/3 骨質(zhì)，顯露椎板間隙，向兩側(cè)擴(kuò)大椎板間隙。標(biāo)記中線位置，黃韌帶兩側(cè)開窗約1.0 cm，用電極套裝內(nèi)自帶的試模向頭端方向分離硬膜與椎板腹側(cè)粘連，形成一個(gè)潛在的硬膜外空間，后向頭端方向?qū)㈦姌O置入硬膜外。少數(shù)擬放置電極節(jié)段有內(nèi)固定遮擋的病人從頭端椎板間隙向尾端置入（見圖2）。電極尾端通過(guò)延長(zhǎng)線從切口旁另戳孔引出，延長(zhǎng)線接體外刺激器?；夭》亢笥皿w外刺激器開啟刺激測(cè)試1 周左右，結(jié)合術(shù)后定位片（見圖2），采用雙極刺激模式，選擇合適的觸點(diǎn)組合，確定刺激覆蓋范圍，采用方波刺激，頻率30 Hz～60 Hz，波寬180 μs～260 μs，電壓0.5 V～3 V。至少選擇3 種不同的觸點(diǎn)組合方式，記錄測(cè)試效果。以（測(cè)試前VAS～測(cè)試后VAS）/術(shù)前VAS×100%為疼痛改善率。測(cè)試后疼痛改善率> 50%，希望繼續(xù)治療病人二期全麻下植入脈沖發(fā)生器 (implantable impulse generator, IPG)，通過(guò)皮下隧道與原有SCS 電極尾部相連；測(cè)試后疼痛改善率< 50%，或主觀疼痛改善不滿意病人，局麻下去除SCS 刺激電極及延長(zhǎng)線。

圖1 T11-T12 錯(cuò)位骨折后下肢神經(jīng)病理性疼痛病人1 例的術(shù)前MRI T2 正中矢狀位顯示T11-T12 輕度錯(cuò)位，椎間盤破壞，T11-T12 椎間隙水平椎管內(nèi)信號(hào)混亂；(B) T11-T12 椎間盤水平T2 軸位顯示椎管內(nèi)結(jié)構(gòu)紊亂，脊髓呈囊性變

4. 術(shù)后程控隨訪

置入IPG 病人術(shù)后3 個(gè)月，門診隨訪1 次并測(cè)試IPG 工作情況，記錄每位病人主訴VAS 評(píng)分及口服藥物變化情況。術(shù)后半年和1 年進(jìn)行電話隨訪，記錄術(shù)后最終VAS 評(píng)分。將SCS 一期測(cè)試效果不佳以及二期植入IPG 后長(zhǎng)期隨訪效果不佳的病人歸入無(wú)效組；其余病人歸入有效組。將疼痛區(qū)域感覺分為正常、減退和缺失三類；因核磁顯示脊髓圓錐位置均不低于L1下緣，以L1為界將脊柱損傷部位分為L(zhǎng)1及以上損傷和L1以下?lián)p傷兩類。

5.統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

采用SPSS 17.0 軟件，VAS 評(píng)分、年齡、病程等計(jì)量資料采用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(±SD)表示；組間計(jì)量資料比較采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，長(zhǎng)期治療有效病人術(shù)前術(shù)后VAS 評(píng)分比較采用配對(duì)t檢驗(yàn)；疼痛區(qū)域感覺和脊柱損傷部位兩種分類資料與有效率相關(guān)性比較采用Fisher 精確檢驗(yàn)，以P< 0.05 為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

結(jié) 果

1.手術(shù)效果分析

圖2 經(jīng)椎板間隙從頭端向尾端放置電極X 線正側(cè)位 X 線正側(cè)位顯示L3 爆裂骨折后采用鈦籠植骨融合，椎弓根螺釘內(nèi)固定，內(nèi)固定位于L1-L4 節(jié)段，連接棒頭端影響電極放置，因此電極從T9-T10 椎板間隙向尾端放置，電極位于T10 中部至T12 中部之間

19 例病人中，SCS 測(cè)試效果不佳7 例，去除電極及延長(zhǎng)線選擇其他治療方案；SCS 測(cè)試有效后植入IPG 長(zhǎng)期治療病人12 例，整體測(cè)試有效率63.2% (12/19)。12 例SCS 長(zhǎng)期治療病人中，3 例病人后期隨訪疼痛控制不佳，其中1 例去除SCS 裝置改行其他手術(shù)，另2 例病人調(diào)整SCS 刺激電極位置后疼痛整體緩解仍不理想；余9 例長(zhǎng)期有效病人術(shù)前VAS評(píng)分8.9±1.17，術(shù)后VAS 評(píng)分2.3±0.87，整體疼痛改善率79.7%，采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)比較這9 例病人術(shù)前術(shù)后VAS 評(píng)分有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(t= 11.302,P= 0.000)。19 例病人中無(wú)疼痛區(qū)域感覺正常者，14 例感覺減退病人中9 例SCS 治療長(zhǎng)期有效；5 例感覺缺失病人SCS 測(cè)試期間即全部無(wú)效。所有病人術(shù)前核磁顯示脊髓圓錐結(jié)束于L1下緣，L1節(jié)段以下?lián)p傷病人8 例，SCS 有效5 例；L1及以上節(jié)段損傷11 例，有效4 例。有效組和無(wú)效組之間，術(shù)前VAS 評(píng)分、疼痛病程、年齡、性別等無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異；不同脊柱損傷部位病人SCS 療效無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異；疼痛區(qū)域感覺減退和缺失病人SCS 療效存在統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（見表2）。

表1 術(shù)前病人一般資料

表2 術(shù)前一般情況和脊柱損傷節(jié)段及疼痛區(qū)域感覺情況與療效相關(guān)性分析

2.手術(shù)并發(fā)癥情況

1 例病人術(shù)后1 年余出現(xiàn)IPG 植入部位感染，后取出SCS 裝置；所有病人無(wú)硬件故障、脊髓硬膜外血腫、脊髓或神經(jīng)根損傷等并發(fā)癥出現(xiàn)。

討 論

脊柱外傷后慢性神經(jīng)病理性疼痛，不能籠統(tǒng)歸入脊髓損傷后疼痛，需注意脊髓節(jié)段、神經(jīng)根和脊柱節(jié)段的對(duì)應(yīng)關(guān)系[10,12]。在圓錐位置正常前提下，L1脊柱節(jié)段以下?lián)p傷歸入馬尾神經(jīng)損傷應(yīng)無(wú)爭(zhēng)議；L1及以上損傷，其損傷的結(jié)構(gòu)有可能是該脊柱節(jié)段對(duì)應(yīng)的脊髓節(jié)段及其發(fā)出神經(jīng)，以及從高位脊髓節(jié)段發(fā)出經(jīng)過(guò)該脊柱節(jié)段的神經(jīng)，需結(jié)合疼痛區(qū)域皮節(jié)、感覺平面、損傷節(jié)段和影像特點(diǎn)，綜合判斷脊柱外傷后慢性神經(jīng)病理性疼痛的病因。在L1損傷出現(xiàn)下肢運(yùn)動(dòng)感覺及二便功能障礙前提下，如果只出現(xiàn)T12-S1皮節(jié)位置疼痛，應(yīng)歸入神經(jīng)損傷（見表1 病例15）；如果只出現(xiàn)S2皮節(jié)及以下疼痛，應(yīng)歸入脊髓損傷（見表1 病例3）；如果下肢鞍區(qū)均疼痛歸入混合損傷。同理，如果脊柱T12損傷后下肢和大小便功能障礙，大致可能損傷L3-S1脊髓節(jié)段及其發(fā)出神經(jīng)，也可能損傷經(jīng)過(guò)的T11-L2神經(jīng)。即便如此，由于當(dāng)時(shí)脊柱損傷的暴力程度不同，后期手術(shù)復(fù)位、椎管內(nèi)探查、脊髓節(jié)段個(gè)體差異、查體疼痛區(qū)域邊界模糊、感覺平面不清晰等原因，部分T12以上部位脊柱外傷后疼痛要明確區(qū)分病因尚存在困難。但由于T12和L1損傷在這類病人中比例較大，盡可能細(xì)分其疼痛病因，對(duì)于治療方案選擇是很有利的。

SCS 系統(tǒng)昂貴，脊柱外傷后慢性神經(jīng)病理性疼痛病人由于勞動(dòng)能力喪失，經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)很重，因此國(guó)內(nèi)SCS 治療此類疼痛病例不多，19 例病人已經(jīng)屬于較大宗。在本中心，此類病人采用脊髓背根入髓區(qū) (dorsal root entry zone, DREZ) 毀損治療的已經(jīng)近150 例，遠(yuǎn)多于SCS 治療[13]。明確的低位腰椎(L2-L5)外傷造成馬尾神經(jīng)完全損傷后神經(jīng)病理性疼痛，若疼痛位于下肢，其疼痛皮節(jié)對(duì)應(yīng)的脊髓節(jié)段大致位于脊柱T10-T12節(jié)段，可考慮在該脊柱節(jié)段行DREZ毀損[13]。而脊髓或神經(jīng)根不完全損傷，下肢及二便還有功能的病人，應(yīng)選擇破壞性較小的SCS 或運(yùn)動(dòng)皮層電刺激 (motor cortex stimulation, MCS) 手術(shù)[9,14,15]。而采用打開椎管行神經(jīng)粘連松解等手術(shù)，對(duì)于已經(jīng)明確診斷的神經(jīng)根或脊髓損傷后神經(jīng)病理性疼痛病人往往沒有效果，反而加重了神經(jīng)損傷，不應(yīng)提倡。

按照疼痛區(qū)域皮節(jié)與脊髓損傷節(jié)段的關(guān)系，一般將脊髓損傷后疼痛分為脊髓損傷節(jié)段疼痛和脊髓損傷節(jié)段下疼痛。也有作者把疼痛區(qū)域皮節(jié)比損傷脊髓節(jié)段高1～2 個(gè)節(jié)段的情況歸入損傷節(jié)段上疼痛[10]，考慮為損傷的脊髓節(jié)段向頭端膠質(zhì)增生發(fā)展所致。本文并不認(rèn)同該觀點(diǎn)，如果已經(jīng)存在脊髓膠質(zhì)增生，那仍然是損傷節(jié)段疼痛。若L1爆裂骨折同時(shí)損傷脊髓圓錐和T12-S1神經(jīng)根出現(xiàn)下肢疼痛，不能因?yàn)橄轮弁磪^(qū)域皮節(jié)比脊髓圓錐節(jié)段高而將其歸入損傷節(jié)段上疼痛。高位頸髓損傷后下肢慢性神經(jīng)病理性疼痛是比較容易理解的脊髓損傷節(jié)段下疼痛[16]，其機(jī)理尚不全部明確，本文中也只涉及兩例?？赡苡捎谳^重的頸髓損傷病人合并癥多，多累及呼吸肌，死亡率較高，存活病人較少；也有可能頸髓損傷后神經(jīng)病理性疼痛發(fā)病率本身較低。臨床上有大量的巨大頸椎間盤突出造成脊髓型頸椎病病人，這類病人下肢主要癥狀是麻木、走路發(fā)飄和無(wú)力，大部分核磁顯示頸髓內(nèi)已經(jīng)有軟化灶的病人并無(wú)下肢疼痛表現(xiàn)，可能脊髓受到慢性壓迫缺血等損傷后發(fā)生疼痛的可能性低于急性暴力挫裂損傷[17]。

脊柱外傷后慢性神經(jīng)病理性疼痛病人基本合并疼痛區(qū)域感覺減退或缺失。本文疼痛區(qū)域感覺減退的15 例病人有9 例SCS 治療長(zhǎng)期有效；疼痛區(qū)域感覺缺失病人5 例，全部效果不佳，兩者存在統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。因此SCS 有效不一定需要疼痛區(qū)域感覺完全正常，但感覺缺失的病人SCS 治療極大概率無(wú)效[18]。同時(shí)選擇合適的脊髓刺激節(jié)段也很重要。有動(dòng)物研究發(fā)現(xiàn)，直接刺激疼痛區(qū)域皮節(jié)對(duì)應(yīng)的脊髓節(jié)段，而不是刺激更靠頭端的脊髓節(jié)段，可能效果更佳[19,20]。脊柱外傷后慢性神經(jīng)病理性疼痛病人多數(shù)存在擬放置電極區(qū)域手術(shù)瘢痕、脊柱內(nèi)固定釘棒系統(tǒng)等影響電極植入的情況，容易造成放置的SCS 電極位置過(guò)高，可能是手術(shù)效果不佳的原因之一。這種情況可考慮從頭端打開椎板間隙向尾端逆行植入，本文中有2 例采用這種逆行植入電極的方法，其長(zhǎng)期效果良好。此外，如果低位腰椎外傷單純影響神經(jīng)根，如本文中病例10，L2-L4外傷，疼痛區(qū)域位于L1-S5，電極放置于T11-T12脊柱節(jié)段，造成大腿根部及前方疼痛控制不佳，屬于電極位置偏低的情況。

本研究發(fā)現(xiàn)，脊柱外傷損傷脊髓和/或神經(jīng)根后出現(xiàn)慢性神經(jīng)病理性疼痛病人，疼痛區(qū)域深淺感覺減退不是SCS 治療的禁忌證，疼痛區(qū)域感覺缺失的病人SCS 治療大概率無(wú)效。脊柱損傷節(jié)段的高低與SCS 效果無(wú)明顯相關(guān)，單純馬尾神經(jīng)損傷或脊髓合并神經(jīng)根損傷都可能從SCS 治療中獲益。本文不足之處在于整體樣本量較小，屬于回顧性研究，需要更大樣本的前瞻性研究進(jìn)一步支持該結(jié)論。