国内脊髓电刺激 (SCS) 神经调控治疗慢性疼痛的发展过程

国内脊髓电刺激 (SCS) 神经调控治疗慢性疼痛的发展过程

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脊髓电刺激（SCS）是神经调控治疗慢性疼痛的最常用疗法，在我国，相关技术研究和临床应用正日益增多。本文将简明扼要地总结我国疼痛神经调控的发展之路（聚焦SCS应用的关键节点），以及SCS的临床进展。

我国疼痛神经调控的发展之路

• 2003年：我国第一例SCS手术。该手术采用完全植入式SCS系统成功治疗臂丛损伤所致的慢性疼痛，开启国内SCS治疗慢性疼痛之先河。

• 2006年：发现体验刺激后也能获得长时间疼痛缓解。临床中发现，部分病人在试用一至两星期的短期SCS治疗后，即使未植入SCS也能获得较长时间的疼痛缓解。

• 2007年：提出短时程SCS概念。

• 2010年：中国医师协会神经调控专业委员会成立。

• 2012年：短时程SCS应用于临床。目前国内开展短时程SCS植入手术的医院逐渐增多，短时程SCS的治疗范围也逐渐扩展。

• 2016年：国产脊髓刺激器研发。

• 2021年：脊髓电刺激治疗慢性疼痛专家共识发布。这是中国首部SCS相关应用规范，有效推动该方法的临床应用。

• 2024年：脊髓电刺激管理慢性疼痛中美专家共识发布，为国内从事慢性疼痛管理的各级医生提供最新循证医学证据与建议。同年，国产AI闭环脊髓电刺激器进入实质性研究阶段。

SCS的起源

1965年，Melzack和WalI在SCIENCE上提出了疼痛的“门控理论”，奠定了疼痛神经调控的基础。

根据“门控理论”，脊髓后角中的胶状质是一个可调控疼痛的功能性闸门系统；细神经纤维（痛觉Aδ和C纤维）和粗神经纤维（Aβ纤维）在闸门处形成突触；粗Aβ纤维激活会抑制痛觉细纤维，关闭闸门，缓解疼痛；通过Aβ纤维去极化可产生感觉异常。

SCS的起源基于“门控理论”，简而言之，就是通过电刺激粗Aβ纤维来降低细纤维的疼痛信号的传入，从而缓解疼痛。这也可以理解为一种“障眼法”：电刺激对疼痛的上行和下行通路均有一定的干扰，它会把疼痛信号（人体原本应感受的刺激）模拟成一个触觉信号，使大脑判断其为触觉而非痛觉，从而减轻疼痛。“门控理论”虽然存在一定的争论，但仍是目前唯一能够完美解释疼痛的感觉的理论。

SCS的原理

目前SCS的原理除了“门控理论”，还包括以下几种：

• SCS的脊髓上机制涉及下行抑制通路，目前认为该机制对SCS发挥作用也有很大贡献。

• 关闭刺激器后SCS产生的疼痛缓解常可持续数日甚至数周，这表明脊髓上作用机制很重要。

• 脑电图（EEG）研究发现，长期SCS会影响疼痛阈值和皮质信号传递，进一步证实了中枢性的镇痛机制。

全球首例SCS

• 患者，男，70岁，支气管肺癌伴胸膜、肝转移，右侧下胸部和上腹部疼痛，经椎板切开于蛛网膜下腔脊髓表面植入了片状电极；

• 疼痛控制满意，死于细菌性心内膜炎和左脑血栓；

• 技术缺陷：脑脊液漏、刺激异感异常、蛛网膜炎等。

从1965年“门控理论”的提出，到1967年Shealy等人实施全球首例SCS，中间仅经历了短短的两年，反映理论转化为实践的效率之高。虽然首例SCS的临床结局不理想，但SCS抑制疼痛的效果令人振奋，鼓舞了众多学者投入该领域研究。

SCS的种类

• P-SCS: paresthesia-based SCS (异感SCS）。包括传统SCS等。

• PF-SCS: paresthesia-free SCS（无异感SCS）。包括高频SCS等。

• B-SCS: Burst SCS（成簇SCS）。可同时抑制两种疼痛通路（内侧和外侧脊髓丘脑束）。

• HF-SCS: High Frequency SCS（高频SCS）。高频SCS虽然不产生异感，但主要问题之一是功耗大，所以目前能够采用高频刺激模式的都是可充电刺激器。

• DRG-S: DRGstimulation（DRG刺激）。背根神经节（DRG）在慢性疼痛的传输和维持中具有重要作用，DRG异常电生理兴奋被认为是“神经病理性疼痛的主要原因”。因此，临床认为直接刺激DRG可以缓解疼痛并付诸实践。

刺激模式的发展

自适应刺激

近10年，加速度传感器（accelerometer）广泛应用于心脏刺激设备，可实时监测患者活动并对刺激参数进行调节。多维度加速度传感器能准确确定患者的体位并记录下活动数据。

该技术被应用于脉冲发生器（IPG），出现了自适应刺激技术，可以监测患者体位并自动调整刺激参数。即预先设定不同体位对应的加速度计数，以及相应的刺激程序，患者体位变化记录为加速度计数变化，从而触发相应的刺激程序。这种技术不监测神经纤维活动，从本质上讲仍是一种开环刺激技术。

闭环刺激

ECAP-SCS：Evoked Compound Action Potential SCS，这种SCS系统将ECAP（诱发复合动作电位）振幅作为背柱神经纤维被激活数量的替代度量，根据ECAP信号反馈自动调整刺激参数，避免在患者体位变化时刺激不足或过度刺激。通过刺激-反馈-决策-调整的不断循环，建立电刺激闭环管理机制，提高SCS治疗的稳定性和可靠性。

国内有临床学者认为，基于机体实时反馈、具有无线远程调控的闭环SCS系统，正在为临床诊疗带来变革。

刺激靶点的扩展

• 理论上，从大脑到周围神经末梢均能进行电刺激治疗。

-周围神经刺激治疗各种疼痛方兴未艾，临床有大量的需求，将是未来电刺激技术应用的一个重要方向。

• 在美国，周围神经刺激还未获得批准。但相关技术在2011年5月获得了欧盟批准，取得CE标志。

• 国内某医院已将周围神经电刺激用于顽固性头痛的治疗，效果良好。此外，国内有学者将电极部分触点放进梅克尔腔，刺激半月神经节，用于治疗三叉神经痛。