脊髓電刺激治療脊柱外傷后神經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

（首都醫科大學宣武醫院北京功能神經外科研究所，北京100053）

脊柱外傷常見于重物砸傷、交通事故、高處墜落等，且多影響勞動人口[1～4]。脊柱外傷后，約30%～80%病人出現慢性疼痛[5,6]。除椎旁肌、韌帶、骨骼等結構損傷后出現慢性傷害感受性疼痛外，脊髓及神經損傷可造成慢性神經病理性疼痛 (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]。國內文獻一般把這種慢性神經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病理性疼痛常用治療手段包括康復理療、口服藥物、神經阻滯或射頻毀損、鞘內持續藥物泵入、脊髓背根入髓區毀損、脊髓電刺激 (spinal cord stimulation, SCS) 等[9,10]。首先，由于不同脊柱節段損傷，對脊髓和神經的影響并不相同，其造成神經病理性疼痛的機制也可能不同，不同的致痛機制可能會影響治療效果。其次，有研究認為這類病人疼痛區域感覺多有減退或缺失，并不是SCS 的較好適應證[11]。基于上述兩個問題，考慮到絕大多數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病理性疼痛病人，將脊柱損傷節段以L1為界分為兩部分，區分單純馬尾神經損傷后神經病理性疼痛和脊髓合并神經根損傷后神經病理性疼痛；根據疼痛區域感覺減退程度，分成感覺減退和感覺缺失兩部分；分析不同脊柱損傷節段和不同感覺減退程度與SCS 療效相關性，并隨訪SCS治療此類神經病理性疼痛的并發癥情況。

方 法

1.一般資料

本研究經首都醫科大學宣武醫院倫理委員會批準，回顧性分析自2015 年1 月至2019 年12 月于首都醫科大學宣武醫院功能神經外科住院治療的19例采用SCS治療的脊柱外傷后神經病理性疼痛病人，男性12例，女性7例；年齡51.3±13.2 歲（27～72 歲），術前疼痛病程5.9±4.8 年（1～16 年）；術前視覺模擬評分法(visual analogue scale, VAS)評分8.6±1.0 (7～10)分；單側疼痛3 例，雙側疼痛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，胸腰椎聯合傷2 例。脊柱損傷節段、疼痛部位皮節、疼痛區域感覺減退情況、術前VAS 評分等見表1。

納入標準：①脊柱暴力外傷史，有明確損傷節段，疼痛發生于外傷后，區域固定，發作形式呈自發痛、爆發痛等，疼痛性質呈燒灼感、過電感、針刺感、刀割樣等神經病理性疼痛表現；②病史超過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既往行椎管內粘連松解、硬膜外阻滯、神經射頻、鞘內持續藥物泵入等治療效果不佳。

排除標準：①疼痛區域不固定，呈游走性；②合并重度焦慮抑郁、軀體化障礙等心理疾患；③認知溝通水平無法準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法耐受手術；⑤手術區域存在褥瘡、硬膜外粘連、局部感染等；⑥因椎管內感染、手術、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的情況。

2.術前檢查

所有病人收集脊柱外傷史和手術記錄等資料，明確脊柱損傷病因和節段，入院查體關注疼痛區域皮節分布和感覺平面，是否存在痛覺過敏，疼痛區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，了解脊柱損傷的節段、程度和椎管內結構，排查椎管內腫瘤、椎間盤突出、椎體滑脫或椎管狹窄等（見圖1）；脊柱CT 平掃加三維重建進一步了解椎管內有無鈣化、骨折片，內固定節段及部位，原有脊柱損傷部位及形態等。

3. 脊髓電刺激治療的手術方法

所有病人充分告知手術風險及預期效果，知情同意簽字。采用美敦力板狀外科SCS 電極，電極型號具體有5-6-5、2×4、2×8、1×4 等型號。手術分兩期進行。一期手術采用椎板間隙入路，胸腰段一般取俯臥位，頸段可采用俯臥位或側位，C 形臂X 線正側位定位棘突節段，根據擬放置的電極位置，選擇中線切口，切開皮膚及皮下，分離兩側椎旁肌后牽開，切除上位椎體棘突下部約1/3 骨質，顯露椎板間隙，向兩側擴大椎板間隙。標記中線位置，黃韌帶兩側開窗約1.0 cm，用電極套裝內自帶的試模向頭端方向分離硬膜與椎板腹側粘連，形成一個潛在的硬膜外空間，后向頭端方向將電極置入硬膜外。少數擬放置電極節段有內固定遮擋的病人從頭端椎板間隙向尾端置入（見圖2）。電極尾端通過延長線從切口旁另戳孔引出，延長線接體外刺激器。回病房后用體外刺激器開啟刺激測試1 周左右，結合術后定位片（見圖2），采用雙極刺激模式，選擇合適的觸點組合，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 種不同的觸點組合方式，記錄測試效果。以（測試前VAS～測試后VAS）/術前VAS×100%為疼痛改善率。測試后疼痛改善率> 50%，希望繼續治療病人二期全麻下植入脈沖發生器 (implantable impulse generator, IPG)，通過皮下隧道與原有SCS 電極尾部相連；測試后疼痛改善率< 50%，或主觀疼痛改善不滿意病人，局麻下去除SCS 刺激電極及延長線。

圖1 T11-T12 錯位骨折后下肢神經病理性疼痛病人1 例的術前MRI T2 正中矢狀位顯示T11-T12 輕度錯位，椎間盤破壞，T11-T12 椎間隙水平椎管內信號混亂；(B) T11-T12 椎間盤水平T2 軸位顯示椎管內結構紊亂，脊髓呈囊性變

4. 術后程控隨訪

置入IPG 病人術后3 個月，門診隨訪1 次并測試IPG 工作情況，記錄每位病人主訴VAS 評分及口服藥物變化情況。術后半年和1 年進行電話隨訪，記錄術后最終VAS 評分。將SCS 一期測試效果不佳以及二期植入IPG 后長期隨訪效果不佳的病人歸入無效組；其余病人歸入有效組。將疼痛區域感覺分為正常、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L1及以上損傷和L1以下損傷兩類。

5.統計學分析

采用SPSS 17.0 軟件，VAS 評分、年齡、病程等計量資料采用均數±標準差(±SD)表示；組間計量資料比較采用獨立樣本t檢驗，長期治療有效病人術前術后VAS 評分比較采用配對t檢驗；疼痛區域感覺和脊柱損傷部位兩種分類資料與有效率相關性比較采用Fisher 精確檢驗，以P< 0.05 為差異有統計學意義。

結 果

1.手術效果分析

圖2 經椎板間隙從頭端向尾端放置電極X 線正側位 X 線正側位顯示L3 爆裂骨折后采用鈦籠植骨融合，椎弓根螺釘內固定，內固定位于L1-L4 節段，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 測試效果不佳7 例，去除電極及延長線選擇其他治療方案；SCS 測試有效后植入IPG 長期治療病人12 例，整體測試有效率63.2% (12/19)。12 例SCS 長期治療病人中，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，另2 例病人調整SCS 刺激電極位置后疼痛整體緩解仍不理想；余9 例長期有效病人術前VAS評分8.9±1.17，術后VAS 評分2.3±0.87，整體疼痛改善率79.7%，采用獨立樣本t檢驗比較這9 例病人術前術后VAS 評分有統計學差異(t= 11.302,P= 0.000)。19 例病人中無疼痛區域感覺正常者，14 例感覺減退病人中9 例SCS 治療長期有效；5 例感覺缺失病人SCS 測試期間即全部無效。所有病人術前核磁顯示脊髓圓錐結束于L1下緣，L1節段以下損傷病人8 例，SCS 有效5 例；L1及以上節段損傷11 例，有效4 例。有效組和無效組之間，術前VAS 評分、疼痛病程、年齡、性別等無統計學差異；不同脊柱損傷部位病人SCS 療效無統計學差異；疼痛區域感覺減退和缺失病人SCS 療效存在統計學差異（見表2）。

表1 術前病人一般資料

表2 術前一般情況和脊柱損傷節段及疼痛區域感覺情況與療效相關性分析

2.手術并發癥情況

1 例病人術后1 年余出現IPG 植入部位感染，后取出SCS 裝置；所有病人無硬件故障、脊髓硬膜外血腫、脊髓或神經根損傷等并發癥出現。

討 論

脊柱外傷后慢性神經病理性疼痛，不能籠統歸入脊髓損傷后疼痛，需注意脊髓節段、神經根和脊柱節段的對應關系[10,12]。在圓錐位置正常前提下，L1脊柱節段以下損傷歸入馬尾神經損傷應無爭議；L1及以上損傷，其損傷的結構有可能是該脊柱節段對應的脊髓節段及其發出神經，以及從高位脊髓節段發出經過該脊柱節段的神經，需結合疼痛區域皮節、感覺平面、損傷節段和影像特點，綜合判斷脊柱外傷后慢性神經病理性疼痛的病因。在L1損傷出現下肢運動感覺及二便功能障礙前提下，如果只出現T12-S1皮節位置疼痛，應歸入神經損傷（見表1 病例15）；如果只出現S2皮節及以下疼痛，應歸入脊髓損傷（見表1 病例3）；如果下肢鞍區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脊髓節段及其發出神經，也可能損傷經過的T11-L2神經。即便如此，由于當時脊柱損傷的暴力程度不同，后期手術復位、椎管內探查、脊髓節段個體差異、查體疼痛區域邊界模糊、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，盡可能細分其疼痛病因，對于治療方案選擇是很有利的。

SCS 系統昂貴，脊柱外傷后慢性神經病理性疼痛病人由于勞動能力喪失，經濟負擔很重，因此國內SCS 治療此類疼痛病例不多，19 例病人已經屬于較大宗。在本中心，此類病人采用脊髓背根入髓區 (dorsal root entry zone, DREZ) 毀損治療的已經近150 例，遠多于SCS 治療[13]。明確的低位腰椎(L2-L5)外傷造成馬尾神經完全損傷后神經病理性疼痛，若疼痛位于下肢，其疼痛皮節對應的脊髓節段大致位于脊柱T10-T12節段，可考慮在該脊柱節段行DREZ毀損[13]。而脊髓或神經根不完全損傷，下肢及二便還有功能的病人，應選擇破壞性較小的SCS 或運動皮層電刺激 (motor cortex stimulation, MCS) 手術[9,14,15]。而采用打開椎管行神經粘連松解等手術，對于已經明確診斷的神經根或脊髓損傷后神經病理性疼痛病人往往沒有效果，反而加重了神經損傷，不應提倡。

按照疼痛區域皮節與脊髓損傷節段的關系，一般將脊髓損傷后疼痛分為脊髓損傷節段疼痛和脊髓損傷節段下疼痛。也有作者把疼痛區域皮節比損傷脊髓節段高1～2 個節段的情況歸入損傷節段上疼痛[10]，考慮為損傷的脊髓節段向頭端膠質增生發展所致。本文并不認同該觀點，如果已經存在脊髓膠質增生，那仍然是損傷節段疼痛。若L1爆裂骨折同時損傷脊髓圓錐和T12-S1神經根出現下肢疼痛，不能因為下肢疼痛區域皮節比脊髓圓錐節段高而將其歸入損傷節段上疼痛。高位頸髓損傷后下肢慢性神經病理性疼痛是比較容易理解的脊髓損傷節段下疼痛[16]，其機理尚不全部明確，本文中也只涉及兩例。可能由于較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病理性疼痛發病率本身較低。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、走路發飄和無力，大部分核磁顯示頸髓內已經有軟化灶的病人并無下肢疼痛表現，可能脊髓受到慢性壓迫缺血等損傷后發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病理性疼痛病人基本合并疼痛區域感覺減退或缺失。本文疼痛區域感覺減退的15 例病人有9 例SCS 治療長期有效；疼痛區域感覺缺失病人5 例，全部效果不佳，兩者存在統計學差異。因此SCS 有效不一定需要疼痛區域感覺完全正常，但感覺缺失的病人SCS 治療極大概率無效[18]。同時選擇合適的脊髓刺激節段也很重要。有動物研究發現，直接刺激疼痛區域皮節對應的脊髓節段，而不是刺激更靠頭端的脊髓節段，可能效果更佳[19,20]。脊柱外傷后慢性神經病理性疼痛病人多數存在擬放置電極區域手術瘢痕、脊柱內固定釘棒系統等影響電極植入的情況，容易造成放置的SCS 電極位置過高，可能是手術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，其長期效果良好。此外，如果低位腰椎外傷單純影響神經根，如本文中病例10，L2-L4外傷，疼痛區域位于L1-S5，電極放置于T11-T12脊柱節段，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。

本研究發現，脊柱外傷損傷脊髓和/或神經根后出現慢性神經病理性疼痛病人，疼痛區域深淺感覺減退不是SCS 治療的禁忌證，疼痛區域感覺缺失的病人SCS 治療大概率無效。脊柱損傷節段的高低與SCS 效果無明顯相關，單純馬尾神經損傷或脊髓合并神經根損傷都可能從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一步支持該結論。