神经调控技术在脊柱源性疼痛治疗中的应用进展

摘要  神经调控是利用植人性或非植人性技术，通过物理性（光、电、磁、超声）或化学性（药物）手段，对中枢神经、外周神经或自主神经系统进行可逆性调控，引起神经元或神经信号发挥兴奋、抑制或调解作用。神经调控技术在治疗慢性疼痛中发挥着重要作用，脊柱源性疼痛作为慢性痛疾病的一大类疾病总称，本文拟就神经调控技术在脊柱源性疼痛应用进展进行综述，旨在为治疗时提供可参考的依据。

脊柱源性疼痛定义

脊柱源性疼痛（Spinal Pain, SP）是一组由脊柱相关病变引起头颈、肩、胸背、腰臀部、四肢疼痛的临床综合征，是临床常见疾病。Kim等指出SP常伴有椎间盘突出、韧带钙化、骨质增生、软组织受损等多种因素，直接或间接造成神经根、脊髓或交感神经受刺激，会引起临床多种综合征。Parkin-Smith等研究表明，全球大约17亿人患有SP，随着社会医疗水平进步和人口老龄化到来，患有SP的人口会进一步增加。当前，中国社会老龄化问题也逐渐严峻，谢瑞等指出，2025年中国65岁以上人口占比将达到23.07%，仅退行性腰椎椎管狭窄一种疾病在老年人中发病率就达30%。Zheng等人的一项调查显示，中国慢性疼痛发生率超过30%，并且很大一部分疼痛与脊柱病变相关。

神经调控技术

神经调控是利用植人性或非植人性技术，通过物理性（光、电、磁、超声）或化学性（药物）手段，对中枢神经、外周神经或自主神经系统进行可逆性调控，引起神经元或神经信号发挥兴奋、抑制或调解作用，从而改善患者症状，提高生活质量的生物医学工程技术。神经调控技术最初是作为基础研究的重要工具，随着神经调控技术的革新，在临床治疗中也发挥越来越重要的作用。脊柱源性疼痛作为慢性疼痛中的一大类疾病，近年来神经调控技术在SP中的应用受到广泛关注。

射频（Radiofrequency）

根据参数设置不同，射频可以分为连续射频和脉冲射频，射频可以对背根神经节和神经后支进行神经调控。射频治疗在脊柱源性疼痛应用广泛，在椎间盘源性疼痛、脊神经根/神经后支卡压性疼痛、椎管狭窄症、骨质疏松椎体压缩性骨折、腰椎手术后疼痛综合征、脊柱肿瘤/转移瘤等疾病中均有临床应用报道。

经皮电刺激（TENS）

何丽红等采用中药凝胶联合经皮电刺激治疗盘源性腰痛，经治疗后患者腰痛症状得到明显好转，腰椎活动度改善，生活质量提高。Gozani等认为TENS具有改善慢性腰背痛患者睡眠的作用。Wu等对TENS治疗治疗腰背痛的随机对照试验进行Meta分析，分析结果显示TENS治疗在改善疼痛方面，并不优于非甾体药物或其他电刺激治疗。França等对椎间盘源性神经根痛患者分别采用运动控制训练和经皮神经电刺激治疗，研究显示，运动控制训练在减轻疼痛、改善功能障碍方面优于经皮电刺激治疗。Garaud等的研究结果不支持使用TENS治疗慢性腰痛患者。

骶神经电刺激（SNS）

骶神经电刺激是治疗脊柱相关盆底泌尿系统疾病的重要手段。Tu等在大鼠试验上发现，SNS的抗炎效应可能是通过骶神经→脊髓→脑干→迷走神经→目标靶器官来实现。蔡少康等采用骶神经电刺激治疗腰椎术后肛周直肠痛，该研究通过S3骶后孔植入临时4触点电极，如患者疼痛疼痛好转，考虑永久电极植入，在术后12个月随访时间，患者疼痛评分持续下降，肛周不适症状改善，生活质量提高。SNES可以调节盆底肌神经反射、双向调节躯体传入神经和副交感神经，增强盆底肌收缩，提高感觉神经对疼痛的耐受性。陈鑫等采用磁刺激盆底肌和骶神经根治疗慢性盆腔疼痛综合征，研究发现，该治疗可以有效改善患者疼痛及排尿异常，还能改善勃起功能障碍和早泄症状。

背根神经节刺激(DRGS)

DRGS是通过在背根神经出口处植入脊神经刺激器活化电极，用来治疗脊神经源相关疼痛。黄锴亮等分别采用神经干脉冲射频、背根神经节入髓区脉冲射频、背根神经节持续电刺激治疗神经源性疼痛，三种治疗均可改善神经源性疼痛，两两比较发现，在背根是神经节入髓区进行神经调控疼痛缓解优于神经干区神经调控，在背根是神经节入髓区持续电刺激治疗疼痛缓解优于脉冲射频。Martin等发现，将神经刺激电极放置在椎间孔背侧所需输出功率更低，可以有效延长电池使用时间。

植入式药物输注系统（IDDS）

20 世纪 80 年代，鞘内药物输注系统首次用作难治性疼痛的治疗方法。目前鞘内药物输注系统多集中在癌痛的研究，在非癌性疼痛应用较少。根据所含药物不同，包括阿片泵和巴氯芬泵两种主要类型。

鞘内阿片泵（IOP）

Ahn等报告两例脊椎节段性肌阵挛患者，常规药物治疗双腿持续性肌阵挛无效，鞘内注射吗啡后肌痉挛缓解，当吗啡泵关闭时肌痉挛重新出现，鞘内注射吗啡可考虑用于对常规药物无效的症状性脊髓性肌阵挛患者。

Tomycz等对11例采用鞘内吗啡泵联合脊髓刺激治疗的背部手术失败综合征（FBSS）患者进行回顾性分析，所有11名患者(100%)都表示，双模式治疗可以有效改善他们的生活质量，6名患者(55%)认为IOP比SCS提供了更好的疼痛缓解，4名患者(36%)认为IOP和SCS提供了类似程度的疼痛缓解，1名患者(9%)认为SCS比IOP提供了更好的疼痛缓解。使用IOP和胸部SCS进行双重神经强化治疗是安全的，并且可以在适当选择的FBSS患者中提供令人满意的疼痛缓解。横贯性脊髓炎是一种罕见的炎症性脊髓病，其特征是脊髓受累平面以下的运动和感觉功能丧失，同时有神经病理性疼痛和痉挛。

Wu等对一例使用鞘内吗啡泵治疗的横贯性脊髓炎患者进行个案报道，该患者磁共振T2加权像显示C3到T5片状高信号弥漫区，躯干和下肢伴有刺痛和痉挛，使用药物镇静、镇痛药物效果不佳，且药物副作用明显，药物治疗6周后给予鞘内吗啡泵植入，患者VAS评分由9分降至2~3分，躯体寒冷、灼热和抽筋的感觉明显减轻，可以继续接受后续治疗与康复训练方案。潘娟等采用自控式镇痛泵（Patient Controlled Analgesia，PCA）联合吗啡泵治疗肺癌骨转移性癌痛，与口服/肌注吗啡相比，IDDS 联合 PCA 吗啡泵起效更快、镇痛作用更好，可以有效减少吗啡用量，降低不良反应，改善患者焦虑情绪和应激状态。

鞘内泵止痛动画

鞘内巴氯芬泵（IBP）

脊髓损伤(SCI)后重度痉挛可能对功能和生活质量产生负面影响，IBP是治疗严重痉挛和减少并发症的有效方法。

Biktimirov等对不同脊髓损伤痉挛患者分别采用SCS和鞘内注射巴氯芬治疗，研究发现，在治疗后前3个月，两组痉挛指数均显示出明显改善，但SCS组患者的效果更好，在第6、12个月时，两组卒中病人运动评分（MAS）、痉挛频率和反射频率类似，差异无统计学意义。

Štětkářová等发现脊髓损伤患者鞘内长期应用巴氯芬，可以改善患者认知功能，提高患者短期听觉-言语记忆和逻辑记忆性。

脊髓电刺激（SCS）

倪兵等对采取SCS治疗的脊髓损伤(Spinal Cord Injury, SCI）患者进行了回顾性研究，SCS分两期进行，一期进行电极植入和体外测试1周，测试后疼痛改善率＞50%且患者希望继续治疗，行脉冲发生器(Implantable Impulse Generator, IPG）二期植入，该研究共纳入19例病例，其中治疗有效9例，无效10例，结合患者术前疼痛区域感觉情况分析，研究发现术前感觉缺失的患者SCS治疗极可能无效，但术前感觉减退并不是SCS的禁忌证。

Motov等对以腰痛为主的FBSS患者采取高频SCS（High-Frequency SCS, HF-SCS）治疗，患者腰痛VAS评分由8.1降到2.9，腿部疼痛评分由4.9降到2.2，其中24%的患者停用了阿片药物使用，因此，高频SCS可以作为腰椎翻修手术的一种替代疗法。

 Goudman等采用高强度SCS（High-Dose SCS, HD-SCS） 治疗FBSS，研究发现，使用HD-SCS后患者阿片类和抗神经病理性疼痛药物使用剂量显著降低，患者疼痛程度也叫术前改善。Sheldon等[46]探究腰痛患者髂腰肌横截面积是否与SCS术后疗效存在关系，通过研究发现，髂腰肌横截面积越小，SCS术后临床疗效越差，将性别因素考虑进来发现，女性术后疗效与髂腰肌面积/椎体面积（P/VBA）关联度更高，男性则与髂腰肌面积/体重指数（P/BMI）关联度更高，P/VBA和P/BMI值越小，术后临床效果可能较差。

Patel等正在开展一项随机对照多中心试验，探究高频SCS在治疗难治性背痛中的效果， 该研究目前仍在实施阶段，研究结果还未对外公布，该研究可以为SCS治疗难治性背痛临床决策提供高质量指导。

Ahmadi等设计一项双盲、随机、安慰剂对照交叉试验的研究方案，研究不同模式SCS治疗慢性神经病理性疼痛的安全性和临床疗效，该研究将于2022年12月完成临床试验阶段。

脊髓电刺激科普视频

重复经颅磁刺激（ rTMS）

吴勤峰等采用rTMS治疗脊髓损伤后神经病理性疼痛，经6周治疗后，所有患者均具有良好耐受性，所有患者PRI-T（疼痛评级指数总分）、PPI（现实疼痛指数）及VAS评分均较治疗前明显好转，焦虑抑郁状态明显好转，生活治疗较前改善，因此， rTMS可以作为一种非侵入性治疗手段，治疗脊髓损伤后神经病理性疼痛。

何予工等采用rTMS治疗不完全脊髓损伤后神经病理性疼痛，在治疗6周后，HAMD评分、SF-MPQ评分、PSQI评分均明显优于常规康复治疗组。

Bursali等进行了一项随机双盲对照试验，研究r-TMS治疗FBSS患者的疗效，研发发现，r-TMS组在VAS、DN4（神经病理性疼痛评估量表）、ODI（OSwestry残疾指数）、BDI（贝克抑郁量表）和PSQI（匹兹堡睡眠质量指数）评分等指标明显改善，r-TMS可以作为治疗FBSS的一种有效替代治疗。

Zhao等在头颅大脑运动皮层采用tDCS治疗脊髓损伤后急性期神经病理性疼痛，在治疗后3天、1周时，tDCS组NRS和SF-MPQ2-CN（简式麦吉尔疼痛问卷-2）评分显著低于对照组，在治疗后3周，tDCS组血清BDNF（脑源性神经营养因子）、NGF（神经生长因子）水平明显升高，MEP（运动诱发电位）波幅增加了109.59%，结果表明，10Hz rTMS可缓解脊髓损伤早期的急性CNP，增强MEP参数，调节BDNF和NGF的分泌。

经颅直流电刺激（tDCS）

与r-TMS 相比，tDCS 具有创伤小、不良反应少、易控制、便于携带和价格较低等优势，将来更有利于疼痛患者在家中进行治疗。

刘璐等采用tDCS治疗脊髓损伤后神经病理性疼痛，tDCS作用于第一运动区M1区，电流设置为2mA，每日治疗20min，连续5天治疗，治疗组VAS评分、BPI睡眠及情绪评分较治疗前显著改善，与对照组相比VAS评分显著降低。

Li等对6篇经颅直流电刺激治疗脊髓损伤所致神经病理性疼痛文献进行分析，分析结果显示，目前使用tDCS治疗脊髓损伤相关性神经病理性疼痛有效证据有限，仍需进一步研究，刺激参数和患者个体特征等因素可能会影响tDCS干预的效果。不过与rTMS相比，tDCS技术难度更低、费用少，而且有可能在家庭中使用。

经颅聚焦超声刺激（ tFUS）

聚焦超声具有良好的组织穿透性和定位性，能透过表层组织聚焦于特定深度的靶点而产生生物学效应，达到治疗疾病的目的。

Todd等认为经颅聚焦超声(tFUS)可以基于神经网络系统治疗慢性疼痛，其治疗疼痛脑内机制可能是：(1)神经组织的局部热消融；(2)局部和短暂的血脑屏障的破坏，靶向药物传递到中枢神经系统结构；(3)抑制或刺激靶区的神经元活动。尽管tFUS仍处于临床转化的早期阶段，且仍存在一些技术挑战，但是作为一种操纵涉及疼痛治疗的中枢神经网络的新方法具有巨大潜力。

迷走神经电刺激(VNS）

陈阳等采用普瑞巴林联合经皮耳迷走神经电刺激（TaVNS）治疗带状疱疹后神经痛，与单纯口服普瑞巴林相比，联合治疗NRS评分降低更明显，并且联合治疗外周血中TNF-α与IL-1β表达较治疗前明显降低，IL-1β表达较单纯普瑞巴林治疗明显下降，因此，TaVNS辅助治疗带状疱疹后神经痛有助于控制疼痛，其机制可能与抑制CD4+ T细胞活性、降低炎性因子表达有关。

总结

神经调控技术作为近年来发展较迅速的一项技术，目前在脊柱源性疼痛应用越来越广泛。

神经调控技术分为植入性和非植入性两种技术手段。

植入性神经调控通常将刺激电极或药物输注系统植入神经周围，具有精确调控神经系统的功能，在镇痛、改善机体功能方面取得比较确切的效果， 特别是对一些难治性疼痛，例如FBSS、顽固性带状疱疹后神经痛、癌痛等，植入性神经调控技术是其他治疗无效后的最终选择方法。但是由于植入性电极、刺激器为一次性医疗耗材，价格昂贵，对患者造成严重经济负担，随着国产医疗器械发展，医疗耗材价格下降，有利于各种植入性神经电刺激治疗的推广。另外，新材料电极的研发，大大降低电极在机体发生排斥、感染、粘连的几率，新型刺激器和药物泵使用寿命增加，减少更换带来的不便。

非植入性神经调控是一种无创的治疗方式，该种治疗方式应用范围广、易于在门诊甚至家庭中开展，具有广阔的应用前景。不过非植入性神经调控临床疗效仍需进一步验证，这可能与该种治疗为经皮电刺激，存在神经调控不精确的缺点，近年来在磁共振或超声引导下经皮神经调控技术的发展，会大大增加调控的精确度，增加临床疗效。目前经颅神经调控技术多集中于癫痫、帕金森病、抑郁症、脊髓损伤的等中枢神经系统病变相关疾病，针对躯体慢性疼痛相关研究较少。

大脑作为调控疼痛的高级中枢，基于神经网络系统治疗慢性疼痛可能是未来经颅神经调控的趋势，这需要对颅内与疼痛相关核团的功能进一步研究，通过对颅内相关核团的精确调控，来控制慢性疼痛。另外，颅内生物芯片植入神经调控技术，也是未来神经调控发展的一个重要方向。总之，神经调控技术在治疗脊柱源性疼痛疾病中发挥着重要作用，具有广阔发展前景。

文献来源

阚厚铭,陈茹. 神经调控技术在脊柱源性疼痛治疗中的应用进展[J]. 中华疼痛学杂志,2021,17(4)