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创伤术后慢性疼痛与脊髓电刺激

  在中华医学会疼痛学分会第十三届学术年会中,来自中日友好医院毛鹏教授围绕手术后慢性疼痛(CPSP)的定义、现状、发生机制、脊髓电刺激镇痛脊髓刺激术(SCS)在疼痛治疗中的作用以及CPSP的治疗趋势等几个方面加以介绍。《麻醉·眼界》杂志特整理讲课精彩内容,惠及各位读者。



CPSP的定义


  手术后慢性疼痛(CPSP)指患者接受手术后并发的一类疼痛综合征;国际疼痛研究学会(IASP)将CPSP定义为:术后超出正常组织修复时间(3个月),且没有明显生物学作用的疼痛状态。但是这个定义存在了两个问题,首先,这一定义没有考虑术期疼痛状态,有些CPSP可能仅仅是术前疼痛状态的延续;其次,并不是所有的CPSP都出现在术后即刻,有可能在术后数月至数年均可出现。


  因此,MacraeCPSP进行了新的的定义,即CPSP在术后出现,疼痛持续时间至少2个月,并排除其他原因所致的疼痛。



CPSP的现状

 

  目前CPSP的发病率可能要比人们想象中的更高。有文献报道,CPSP的发病率约为10%~50%,而且目前对其尚没有明确的预防措施。


  不同手术的CPSP发病率差别很大,其原因有很多方面:研究涉及的疼痛类型不同;疼痛的发生机制不同,即使同一种手术也可能出现不同的CPSP,比如截肢以后有可能出现幻肢痛,也有可能出现残肢痛;同一手术不同手术方式造成的CPSP也不一样,开胸术可以采用大切口开胸,也可以采用胸腔镜,两种术式发生CPSP的比例和严重程度均不一样。


  临床上常见的CPSP即开胸术后疼痛综合征(PTPS),有文献报道,PTPS的发病率为14%~83%,其中神经病理性疼痛的发病率为22%~66%;单纯肺癌手术后的3个月~7年,PTPS的发病率为5%~80%。不同文献报道的PTPS发病率并不一致,可能与多种因素相关,比如对于疼痛的定义和评估;研究采用分析方法不一样(前瞻性或回顾性);对患者的随访时间长短不一;录入样本量;采用的手术方式不一样,如单纯开胸手术或胸腔镜(VATS)辅助下开胸手术;术中麻醉方法不同;围手术期镇痛管理不一等都可能成为影响因素。


  截肢术后疼痛综合征也是临床上常见的CPSP,包括两种形式:幻肢痛、残肢痛,两种形式CPSP的发病率均较高。幻肢痛较残肢痛发病率高,约80%,其中重度疼痛发病率为38.9%;残肢痛的发病率约67.7%。还有一个有趣的现象:创伤性截肢造成的CPSP发病率是血管源性截肢的1.7倍,恶性肿瘤截肢术后残肢痛的严重程度要高于血管源性截肢。


  约50%乳腺癌患者行乳腺切除术后会出现CPSP,其中13%为重度疼痛;神经病理性疼痛占65%,以腋区神经感觉障碍、疼痛为主。


  疝手术后出现CPSP在临床上也很常见,不同疝手术方式不一样,其CPSP程度不一致,接受腔镜手术的患者其出现CPSP的比例更低、程度更轻。越来越多的证据表明,CPSP与创伤存在联系。


  常见发生CPSP的关节部位主要为髋关节和膝关节,关节部位CPSP的发病率在10%~35%35%患者发生CPSP会对日常生活造成干扰,25%患者因CPSP而致睡眠受到影响,45%患者需要用药物控制疼痛。膝关节与髋关节手术后出现CPSP的比例并不一致,分别为44%27%;出现重度疼痛的比例也不一样,分别为34%22%;其中出现神经病理性疼痛的比例分别为13%5%


  CPSP的风险因素包括术前、术中和术后三个方面的因素。术前常见的因素有:术前的疼痛状态、患者的年龄和性别(女性发生比例明显高于男性)、患者的身体和心理因素、患者术前对疼痛刺激的敏感性、基因易感性等。术中的常见因素包括:手术的种类、手术的方式、麻醉方式、镇静药物的应用。术后因素则包括:急性持续性脊髓麻痹(APSP)、术后置管时间(指胸科手术置管,而非硬膜外置管)、术后住院时间。


  有研究者发现,接受全麻手术的患者发生CPSP的比例要高于接受椎管内麻醉的患者。毛鹏教授认为,接受全麻的患者虽然意识消失并得到很好的镇痛镇静管理,但是并没有抑制背根神经节(DRG)这一重要的疼痛传导中枢。还有研究表明,应用全麻药物,如异氟醚、丙泊酚、依托咪酯等,患者发生CPSP的比例较高,这一现象引发人们思考,全麻药物是否会引起DRG的敏化。



CPSP的发病机制

 

  CPSP的发病机制涉及多个方面,包括手术刺激、背根神经、脊髓、下丘脑、大脑皮层等。CPSP主要是神经病理性疼痛,涉及到中枢敏化和外周敏化。


  神经功能的可塑性在疼痛中的作用表现在多个方面,在分子水平主要体现在活动依赖性方式(如磷酸化)或者局限化(如胞吞或者转运);在突触水平主要体现在突触前神经递质的释放增加或者突触后受体数目的表达增加;在细胞水平主要体现在兴奋性增加,感受域的扩大;在网络水平主要体现在感受刺激的细胞数目增加,兴奋性的扩散增加。神经结构的可塑性在疼痛中的作用也表现在多个方面,如突触数目增多,形态增大;轴突发芽增多或者退化减少;在细胞数目方面,体现为细胞的增殖(如小胶质细胞和星形胶质细胞)或者萎缩(如抑制性中间神经元)伤害感受器的敏感化。


  伤害性刺激激活离子通道,引起膜的去极化,钙离子内流,内流的钙离子引起原本储存在囊泡内的神经肽类物质以及谷氨酸盐的释放,这些物质再进一步激活膜上的受体以及增加伤害性刺激引起的化学介质的释放。


  中枢的可塑性变化体现在抑制作用减弱:如中间抑制性神经元的作用降低突触前神经递质释放的增加;突触后兴奋性增加:受体数目的增加,兴奋性增加;小胶质细胞和星形胶质细胞释放神经调质的调节。



SCS应用于疼痛治疗

 

  电极选择 首先,脊髓电刺激镇痛脊髓刺激术(SCS)的电极选择在临床上很重要,外科电极通常为单向刺激,而柱状电极是多向刺激,外科电极适用于高电压;其次,外科电极截面积更大,而背侧脑脊液厚度较小,电极更靠近脊髓;外科电极植入后位置稳定,例如Specify 5-6-5电极和5阵列电极;但是外科电极创伤大。随着可充电刺激器和低电阻电极的出现,外科电极的电学优势逐渐消失。


  刺激器(IPG)的选择 20世纪80年代初,电池技术催生了可植入刺激器,但是IPG有电池寿命问题,射频(RF)没有且可提供更高的电压和电流,效果优于IPG;但是RF刺激需要转换器,需粘贴在皮肤上,且不防水,需定期更换电池,尽管治疗效果占优,还是被IPG取代。这就说明,有时候效果不重要,患者的感受才是创新的驱动力


  2004年问世了世界上首个可充电SCS系统,其优势在于更高的电压输出、更小的体积、更长时间的手术更换间隔、更低的远期费用。


  刺激器(IPG)的程控 首先我们需要明确dCSFdistancefrom the dura to the surface of the dorsal horn ofthe spinal cord)的概念,即硬膜到脊髓背角的厚度是影响刺激阈值的最重要的物理参数,当体位改变时,脊髓相对电极会发生移位,dCSF也会发生改变,这是体位改变导致痛性异感的基础,然而应用IPG程控就能消除体位改变对刺激的影响。近10年,加速度传感器(accelerometer)广泛应用于心脏刺激设备,可以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,随后Medtronic将其用于IPG,出现了自适应IPG,接着RestoreSensor采用了自适应刺激技术(AdaptiveStim)用以监测患者的体位,并能自动调整刺激参数。


  刺激靶点 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。在美国,周围神经刺激还未获得批准,但是Medtronic20115月已获得欧盟批准,取得了CE标志,中日友好医院疼痛科已经将周围神经电刺激用于顽固性头痛的治疗,效果良好。


  DRG刺激 背根神经在慢性疼痛的传输和维持中具有重要作用,创伤等病理因素可导致DRG感觉神经元放电,DRG细胞膜兴奋性过高,DRG不仅仅是疼痛传导通路中的一个“站点”,而是在神经病理性疼痛中具有重要的“级联”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”。DRG刺激有很大的优势,其刺激位置恒定,位于椎弓根内侧和外侧面之间;借助专用穿刺针经硬膜外穿刺即可容易到达;刺激异感阈值低,没有脑脊液(CSF)包绕,其所需电流只有常规SCS5%;而且不涉及dCSF问题,患者的体位改变不会造成刺激改变;异感位置精确,不会多余或不足。


  高频刺激 无论是传统SCS还是DRG刺激,强调的均是刺激异感区域能够覆盖疼痛区域,SCS过去40年的努力都是为了达成这一目标。2010年《Neurosurgery》刊发了一篇论文,对这一理论提出了挑战,其采用高频刺激和爆发刺激在没有异感的情况下治疗顽固性疼痛。这一研究是疼痛治疗的革命性发现。


  当然高频刺激的优势很多,例如不需要考虑脊髓节段,也不会有体位改变引起患者不适,还不会出现疼痛性异感,更不会出现镇痛效果下降。但是高频刺激也存在自身缺点,其需要大电量,这些可能会加重患者负担。


  最重要的观点就是早期植入,改善效果。一直以来,SCS被作为其他内科和外科治疗无效时的最后手段,但是调查结果显示,从出现症状到植入平均耗时6年,经历2.9次手术。也有研究表明,SCS治疗神经病理性疼痛应该提前,患者如果在2年内植入,其成功率为84%;而延误15年及以上,成功率就只有8%



CPSP的未来趋势

 

  当然CPSP不能仅仅依靠疼痛科解决,而应该进行多学科合作,最新科技不是万能的,SCS也非“万能”。SCS只是整体治疗的一部分。最重要的还是与患者及家属的沟通,以及与兄弟学科的沟通,还应该将患者纳入到康复计划中,对发生CPSP的患者进行长期随访,重视功患者整体功能的改善。目前,评价SCS的疗效主要从疼痛缓解程度来说明,测试疼痛缓解50%以上作为最终植入的标准,研究表明,这种评价方法与患者生活质量的相关性极低。应该将SCS的治疗重点转移到提高患者生活质量、改善日常活动上来。SCS的未来发展在于减小IPG的体积,同时增加其电池续航;SCS的未来发展还依赖远程网络程控,这样能节省路费、方便患者;同时还需要设备和网络支持如数据库、服务器等,需建统一数据库,共享程控信息,宝贵的研究资源;也可以采用无线电极,避免导线断裂,还可以尝试让电极能够感知脊髓背角神经元的信号,然后通过无线传输到计算机/接收器进行处理,计算机再发送信号到电极,改变刺激参数,也可以采用闭环系统,消除潜在的疼痛感受,新的电极导线可以支持20个触点,IPG能够以1%增量增加刺激,获得1mm之内的刺激间距。



(本文由我刊小编听课后整理而成,内容来自讲者本人在会议上的汇报内容。)责编:姜旭晖



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