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脊髓及外周神经电刺激系统
[发布时间:2014-09-25 14:16:30 ] [阅读次数:2236 次 ]


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1.概述

4.定位


2.解剖

5.手术操作技术

3.患者选择 6.并发症

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1.概述


在当前的研究中,通过对脊髓感觉上行传导路的直接刺激,从而阻断慢性疼痛的痛觉传导的想法比比皆是。我们都知道这样一个事实,那就是对损伤部位的摩擦似乎可以减少该区域痛觉的传入。经皮神经电刺激(TENS)出现,其经由表面安放的电极产生的微弱电流通过疼痛区域,加强了通过刺激感觉传导路来减少慢性疼痛感知方面的研究。在1965年,一位名叫Patrick Wall的神经生理学家提示了痛觉传导的基本生理机制,他和另一位从事慢性疼痛治疗的名叫Ronald Melzack的心理学家一起提出了闸门控制学说,这一理论解释了为什么无害刺激可以减少慢性疼痛的感知。在他们的理论中,假定在脊髓背角的二级神经元作为一个“闸门”,通过这一闸门伤害性刺激才能到达更高一级的脑中枢,从而让人感知疼痛。

 如果脊髓中同一神经元接受了其他感觉纤维的传入,则非伤害性刺激可以有效地关闭这一闸门。因此,轻微摩擦损伤区域或者由TENS产生微弱电流,均可关闭慢性疼痛的伤害性刺激传入的闸门。通过这一理论,研究者们发展了直接激活脊髓背柱传导非痛觉皮肤刺激(例如轻触摸)的上行传导纤维作为治疗慢性疼痛的手段。自闸门控制学说提出以来,我们学习了许多疼痛感知方面的解剖和生理知识。研究显示,并非单纯脊髓背角的一个闸门参与疼痛感知,但是这一概念在脊髓刺激(SCS)的发展方面是非常有用的。慢性疼痛的参与因素中,包括传导痛觉的外周神经纤维和脊髓背角的二级神经元损伤后的敏化、解剖学改变、细胞死亡,以及基因表达转换等。直接刺激脊髓背柱(来自SCS或脊髓背柱刺激),已被证实可以有效控制疼痛,特别是在慢性根性疼痛治疗中。机制目前还不清楚,但脊髓背柱的直接脊髓电刺激可以降低疼痛上行信号等级,即调整传入伤害性刺激信号强度。


2. 解剖


通过椎间隙旁正中入路,硬膜外SCS电极直接放置到脊髓中线一侧的脊髓背角区域,穿刺点位于硬膜外腔电极放置目标节段以下数个节段。常规来说,用于下背痛和下肢痛的电极通过L1/L2椎间隙置入,用于上肢痛的电极通过C7/T1椎间隙置入。开发者根据在不同部位放置电极的患者反馈,设计了不同式样和覆盖面积的脊髓背柱电刺激仪。一般情况下,硬膜外电极放置在T8~T10椎体水平可以有效达到镇痛效果,而上肢痛,则需要放置在枕部到C3节段。如果电极过于偏离中线,可导致神经根刺激等不适症状。如果电极放置位置太低,低于脊髓圆锥(低于或等于L1/L2),同样可以引起各种不适刺激。在圆锥区域,背柱的神经纤维不呈平行于中线排列,它们从相应的神经根进入脊柱后向着头侧数节段旁正中位置集中。


3. 患者的选择


SCS适应证的选择仍然属于经验性和有争议的。一般来说,SCS适用于保守治疗无效的严重疼痛患者,镇痛效果好坏与刺激器的放置有关,因为刺激器的成功放置需要电刺激覆盖整个疼痛区域,当疼痛是双侧的情况下,获得足够的镇痛覆盖范围是相当困难的,这时往往需要双电极安放在中线两侧。当疼痛属于弥散性时,通过SCS则很难获得有效的镇痛。在SCS的适应证中,慢性上肢或下肢根性痛伴有或不伴有神经根病变是最佳适应证之一。应用SCS治疗轴性慢性下腰痛往往难以取得比较好的疗效,但这一状况在近期由于双电极系统的应用以及电极辐射范围扩大得到改观。在对下腰部手术失败综合征的患者进行再次手术和SCS 的随机对照研究显示,SCS取得了更加满意的疼痛缓解效果。最近进行的小样本随机对照研究显示,在CRPS的患者治疗中,SCS联合物理治疗与单纯物理治疗相比较,在疼痛缓解和肢体功能恢复方面前者均要好得多。前瞻性的研究显示,在经历过腰部手术后仍然存在下腰痛和(或)肢体痛的患者人群,SCS的成功率超过50%(在刺激器植入时间超过5年的患者,疼痛缓解仍超过50%)。在置入SCS前心理学筛查的有效性是存在争论的一些研究者提出,对患者人格障碍和躯体性障碍或疑病症进行筛查,可以提高SCS的成功率。

 一旦患者选择SCS疗法,就需要进行相关测试。在置入永久性系统之前,大部分医务工作者通过经皮穿刺安置硬膜外临时电极,并通过体外装置和程序检验其有效性。也有些是通过手术置入电极,然后打通皮下隧道经皮引出电极进行测试。严格的经皮测试电极较手术置入电极简单,并且不需要严格地在手术室进行操作,但是测试成功后,测试电极需要通过手术移除并更换永久性电极。手术植入测试电极需要在手术间进行,如果测试不成功,同样需要在手术间内移除。如果测试成功,则植入的电极可以保留,不再需要重新置入硬膜外电极,可以直接进行简单的第二步程序,也就是脉冲发生嘎啦 置入。无论哪种情况,在测试成功后,均需置入永久性系统,其电极位置和刺激方式均需要与测试期形成疼痛缓解的相同。



4. 定位


 在任何硬膜外导管可以置入的区域,均可置入一个经皮测试的脊髓刺激电极。这一过程可以在手术室进行,但也可以在任何能够提供相应的皮肤无菌条件及覆盖手术野的“巾单”,并且有X线透视引导设置的地方进行。使用严格的经皮测试,测试电极的置入和永久电极的置入方式完全相同,但是测试期中导线固定在皮肤并不进行皮肤切开。

 在永久性的脊髓刺激器置入前,需要和患者讨论脉冲刺激器的放置位置。适合放置的部位有一侧的下腹部和一侧臀部。位置决定好后,需要在患者坐位时用永久性靶标标示皮肤切口,因为当患者侧卧位的时候,患者的皮下囊袋位置就很难确定了。如果位置不预先标记好,皮下囊袋的位置往往会过于偏向腹壁一侧。如果皮下囊的位置位于臀部,则整个置入过程均可在俯卧位中完成,而无需在手术中让患者由俯卧位转换成侧卧位。

 置入脊髓刺激电极和脉冲发生器是在手术室实施的一个较小的手术,需要采用的无菌措施包括皮肤准备、无菌覆盖和使用完整的手术衣。手术中需要的进行局麻及轻度适量镇静,使患者在电极置入过程中能够对电刺激进行反应。

 患者俯卧位于射线能穿透的手术台。最初电极置入时患者可以处于侧卧位。可是,即使沿着脊柱纵轴的轻微角度扭转,均可能导致电极置入困难。手臂前伸处于舒适的位置并且远离术野。皮肤消毒准备,用无菌单覆盖。电极刺激用于下腰部和下肢时,其放射成像的C形臂可以直接置于胸腰段连接处的上方,以此得到脊椎的后前位图像。通过观察棘突是否位于中线位置,即两侧椎弓之间中点来仔细确认X线图像未发生扭转。



5. 手术操作技术


   通过X线透视机L1/L2椎间隙必须使用由生产设备厂商提供的硬膜外针来保证导线通过硬膜外针的时候不发生损坏。穿刺径路选择旁正中入路,棘突旁开1~5cm,针尾一定程度地向椎间隙倾斜进针。穿刺针于中线位置进入硬膜外腔,其进入角度与脊椎平面不应大于45度。如果最初穿刺进入硬膜外腔的角度过大,则穿刺针与硬膜外腔平面形成锐角,会造成导线通过困难。通过阻力消失法(LOR)确认硬膜外腔。其后,电极通过硬膜外针走向背侧硬膜外腔正中线测方,经透视引导导管指向头部。导线包含一个线芯并在头端轻微成角,向头端置入时轻柔转动导线,可以让操作者调整硬膜外腔内电极的位置。针对下腰部和下肢安放刺激器时,电极位于T8~T10椎体患侧正中线旁2~3mm.最后电极的位置确定来源于连接外部的脉冲刺激发生器后患者感受到的刺激形式。一般情况下,向头侧置入可以用于上肢电刺激,向尾侧置管用于下肢电刺激。然而,如果电极成角或仅仅轻微从中线向外侧移位,刺激形式则可能产生难以预料的变化(例如,在这种情况下头侧置入可能产生下肢电刺激)。最终电极的位置需要通过透视机记录,这样就可以在相同位置安放永久电极了。在电刺激测试期,拔出硬膜外针后,导线固定于背部,覆盖无菌敷料。指导患者学会使用外部的脉冲刺激发生器后,按照计划5~7天后患者回到医院评估对电刺激的反应,而且拔出测试电极。

 置入永久性电极期间,电极放置位置需通过测试电刺激得到确认,一旦最终的电极位置确定并获得较好的刺激效果,电极必须牢固固定,再做出皮下囊袋放置脉冲发生器,并打通皮下隧道连接脉冲发生器与电极。电极置入完全后,退出硬膜外针少许(1~2cm),仍保留在皮下组织,以防在后续的切皮和分离等操作中损坏导线。穿过皮肤穿刺点,平行于脊柱由头侧向尾侧切开5~8cm的切口,钝性分离皮下组织,直至显露椎旁筋膜。然后抽出电极芯线,退出硬膜外针,操作时注意不要移动电极。其后使用厂家提供的特殊锚标将导线固定于椎旁筋膜。

如果在俯卧位进行电极的置入操作,并且脉冲发生器准备置于腹壁,导线需在皮下卷曲,椎旁切口暂时以“U”形钉封闭,无菌敷料覆盖。其后撤掉无菌铺单,重新摆放患者体位至侧卧位,使准备做皮下囊袋一侧的腹壁位于上方。重新消毒皮肤和无菌铺单后,进行腹壁皮下囊袋成形术或臀部囊袋成形术(当脉冲发生器置于臀部时,该部位则包括在最初的消毒和铺巾范围内)。沿着最初的标记线做8~10cm的横切口,进行钝性分离形成皮下囊袋。皮下囊袋应该向切口尾侧成形,如果向头侧成形,则由于脉冲发生器的重力因素将导致切口缝线开裂。大多数患者可以通过手指形成压力轻柔地完成钝性分离。更加简单和损伤小的方法是采用外科剪反复张开(不是闭全和剪切)来完成钝性分离。

皮下囊袋制作完毕后,使用隧道器打通椎旁切口到囊袋的皮下隧道,导线由此通过(隧道器种类多样,每个厂家各不相同)。将导线与脉冲发生器相连的方法因厂家不同也各不相同。有些装置使用导线延长器连接脉冲发生器相连的方法因厂家不同也各不相同。有些装置使用导线延长器连接脉冲发生器和电极,另外一些刚采用导线直接与脉冲发生器连接完成皮下隧道后,导线或(和)导线延长器就与脉冲发生器连接在一起了,其他多余的导线则盘绕在囊袋的脉冲发生器的后方。这一导线环可以使患者不至于在活动时导致远处的电极绷紧进面排出硬膜外腔。皮肤切口分两层关闭:在皮下囊袋中,一组皮下间断缝线固定覆盖脉冲刺激发生器的筋膜,椎旁筋膜上的电极通过缝线或“U”形钉固定。另外,根据患者的选择,也可以将脉冲发生器固定在臀部,注意囊袋需要距离骶嵴上缘有一定距离。



6. 并发症


   所有开放性手术都存在出血和感染的风险。容纳刺激发生器的囊袋内的出血可以形成血肿,有可能需要外科手术引流。沿着皮下窦道出血,则会在相应区域形成皮下表紫,但极少需要治疗。和其他神经轴索方面的手术操作一样,硬膜外腔出血可以导致严重的神经压迫。容纳脉冲发生器的囊袋的感染征象往往在植入手术后10~14天出现,但也可能发生在其他时间。尽管一些医生报道使用口服抗生素成功治愈囊袋切口的表面感染。但是沿着导线的皮下窦道和囊袋内的感染,几乎均需要移除所有植入物,通过抗生素消除感染。导线和深部感染可以扩散到神经并形成硬膜外脓肿和(或)脑膜炎。

 在采用LOR法进行初次硬膜外置入时显著的风险就是穿破硬膜。硬膜外置入时使用的穿刺针是Tuohy针,其锐利的外口经过打磨使及时性极容易通过。这样的针斜面可以导致阻力消失感不明确,在整个穿刺过程中,始终保持一定阻力感是不太可能的。为了减少硬膜穿破的风险,可以在透视引导下进行穿刺,并且先将针尖置入到椎板边缘(注意不要在植入过程中用过多的局麻药)。通过这一方法,椎板的深度得到确认,穿刺针仅需要向椎板前方少许进针即可通过黄韧带到达硬膜外腔。LOR方法仅在向椎板前方几毫米进针时采用。如果发生了硬膜穿破,如何处置并未达成一致共识。有些医生将放弃电极置入,等1~2周后再操作,这样可以观察和治疗硬膜穿破后头痛,这种头痛基本上都会发生。也有一些医生会再向头侧提高几个椎间隙完成电极置入操作。如果确定存在硬膜穿破后头痛且保守治疗无效,则需在穿破的节段进行硬膜外血补片治疗。在电极置入过程中发生脊髓和神经根的损伤也有报道。在硬膜外穿刺和电极置入过程中让患者保持清醒、轻度镇静状态,在操作期,患者诉说出现麻木感可以减少直接神经损伤的风险。

 脊髓刺激置入中最常见的并发症是导线漂移,防止漂移的第一道防线是导线牢固固定在椎旁筋膜上,将导线缝合固定的疏松的皮下组织或脂肪上是不行的。术后,需要明确告知患者,手术后至少4周内尽量避免进行弯腰和腰部的扭动(腰部电极)以及屈颈和颈部扭动(颈部电极)。给颈部电极置入者戴一个柔软的颈托,可以有效提醒患者避免颈部的活动。手术后数月或数年后,导线折断也是有可能发生的。避免正中线置入或避免皮下隧道穿过正中线,可以减少由于骨性压迫导致的导线折断的机会。导线折断可以表现为突然出现的脊髓刺激消失,其可以通过脊髓刺激程序检测导线的电阻得到确诊。

切口开裂和刺激发生器漂移是少见的并发症,确认囊袋尺寸合适,避免切口缝合时张力过大是非常重要的预防措施。

 脉冲刺激器周围皮下积液(血清肿形成)可以导致需要重新置入脉冲刺激发生器,经皮穿刺引流无菌积液可以解决这一问题。



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