脊髓电刺激在卒中后中枢性疼痛中的应用进展
2026-03-05

彭志友 冯智英△ (浙江大学医学院附属第一医院疼痛科)






导读

在中国,脑卒中发病率居高不下,每年新发脑卒中病人约 200 万例,现存脑卒中病人已超过 1700万。脑卒中病人不仅可出现运动、感觉及认知功能障碍,还可能伴发卒中后疼痛。


卒中后中枢性疼痛 (CPSP) 可在卒中后亚急性期或数年内发生,其发生率为10.6%~55%。疼痛的持续存在使病人无法有效配合功能康复训练,还严重影响其生活质量,并造成沉重的社会负担。CPSP病程较长,可引发抑郁、焦虑等精神心理异常,这会加剧疼痛的持续时间和严重程度,并导致疼痛和负面情绪之间的恶性循环。目前常规的药物治疗和微创介入治疗效果远不能令人满意。脊髓电刺激 (SCS) 技术以微创、可逆、可调节的特点,已被证实对腰椎术后综合征、复杂性区域疼痛综合征、带状疱疹后神经痛、幻肢痛及糖尿病周围神经病变具有较好的治疗效果。SCS在CPSP治疗中的应用仍存在争议。


本文从 CPSP的临床特征及 SCS 在该病中的应用进展等方面展开综述,以期为 SCS 更有效地治疗 CPSP 提供理论依据与临床参考。


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一、CPSP 的临床特征及其治疗现状


卒中后疼痛通常分为卒中后非中枢性疼痛CPSP卒中后非中枢性疼痛主要表现为伤害感受性疼痛,包括卒中后头痛、肩痛、肌肉骨骼痛、复杂性区域疼痛综合征及痉挛痛等。而CPSP则多表现为自发性疼痛、痛觉过敏、痛觉超敏和感觉异常等神经病理性疼痛。不同研究中CPSP的患病率存在较大差异,介于1%~35%之间,造成该差异的主要原因包括研究选择标准不同、病灶存在异质性、卒中后评估时间的差异,以及疼痛发作时间的不同等。


研究结果表明,CPSP病人的疼痛及异常感觉由皮质和皮质下病变引起。其患病率与卒中病灶所在位置有关,CPSP的丘脑损伤发生率占50%,延髓为24%,脑桥为12%,皮质为4%~5%。一项基于医院的前瞻性研究对319例卒中病人进行随访后发现CPSP患病率为20.7%,病灶涉及丘脑及丘脑外区域,其中57.6%的病灶位于右侧。不同研究中CPSP的卒中后发病时间差异显著。一项队列研究显示,多数病人在卒中后1~3个月出现症状。CPSP的发病机制尚未完全阐明,现有研究认为中枢敏化、中枢脱抑制、丘脑功能改变、胶质细胞及促炎细胞因子调控等均可能参与CPSP的发生与维持。


CPSP的典型特征为自发性或诱发性疼痛及感觉异常,与躯体感觉功能受损相关。在大多数病例中,疼痛表现为烧灼痛、搏动痛、刺痛、酸痛、痛觉过敏、撕裂痛、冷冻痛、压榨痛等。疼痛可呈持续性或间歇性,强度通常不固定,遇寒冷、活动、触摸或压力等外界刺激时加重,放松或注意力转移时减轻。总体而言,疼痛部位多局限于与中枢神经系统病灶相对应的感觉异常区域。一项研究纳入了 39 例 CPSP 病人,其中 79.5% 的病人疼痛位于上肢、面部和下肢。丘脑是感觉系统的重要中继核团,丘脑腹侧和后前枕部、岛叶后部、内侧顶盖参与伤害性感觉处理,这些部位损伤更容易造成CPSP。在临床检查中,病灶位置也与身体功能障碍部位相关:丘脑病灶病人的症状多表现为对侧半身不适;延髓病灶的症状则因病灶位于内侧或外侧而具有部位特异性—内侧病灶的功能障碍局限于四肢和躯干,病人常以麻木和刺痛描述疼痛;外侧病灶则表现为面部功能障碍,可累及对侧或同侧,疼痛描述多为冷痛或烧灼痛。此外,若病灶位于豆状核囊,下肢疼痛症状的发生率高于上肢和面部。CPSP可对卒中病人的情绪、睡眠质量、康复进程及生活质量产生明显的负面影响。


CPSP的治疗首选药物治疗阿米替林加巴喷丁类分别被视为治疗CPSP的一线和二线药物。此外也可以使用阿片类镇痛药中枢性骨骼肌松弛剂(如巴氯芬等)。对于顽固性病例,还可考虑使用其他药物,如氟伏沙明、糖皮质激素,以及静脉输注利多卡因、氯胺酮等。临床实践中发现,抗抑郁药物与加巴喷丁类药物联合使用更有效,且可降低药物剂量。


对于药物治疗无效的病人,可考虑采用非侵入性治疗方法,包括重复经颅磁刺激 (rTMS)、经颅直流电刺激 (tDCS)、有创运动皮质刺激、深部脑刺激 (DBS) 以及运动疗法和脑机接口等治疗手段。目前CPSP的治疗选择有限,因此迫切需要关注新的治疗手段,以在优化疗效的同时最大限度地减少不良反应。SCS作为一种神经调控技术,近年来在治疗CPSP方面逐渐受到关注。


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二、SCS 在 CPSP 中的应用


SCS 是目前应用最广泛的慢性神经病理性疼痛神经调控疗法之一,适应证从慢性顽固性疼痛扩展至脊髓损伤、卒中后疼痛等领域。其广泛应用的原因包括创伤较小、并发症发生率低且疗效确切


国内2003年开展首例手术2016年启动国产设备研发,后续专家共识的发布推动了技术规范化应用。2024年中美脊髓电刺激管理慢性疼痛共识工作组发布的《脊髓电刺激管理慢性疼痛共识 (2024)》中SCS 的适应证包括脑卒中后疼痛,其净获益证据等级为中,推荐强度为B。SCS用于治疗CPSP的部分研究结果见表1。


表1 SCS治疗CPSP部分研究的一般资料与临床数据

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PPR:疼痛缓解百分比


目前越来越多的研究报道了SCS可用于治疗CPSP。

  • Hosomi 等研究共收集6个中心 163 例CPSP病人接受了试验性刺激,结果显示疼痛评分平均降低42.0%,104例病人的疼痛评分降低≥30%,96例在病人总体印象变化量表 (PGIC) 中报告病情“显著改善”或“极显著改善”。此外,106例病人接受了 SCS设备的长期植入。末次随访时(中位随访时间24个月)疼痛评分平均降低41.4%,63例病人的疼痛评分仍维持≥30%的降低幅度,60例病人在PGIC量表中报告病情“显著改善”或“极显著改善”。单因素和多因素分析显示,年轻、感觉障碍较轻、植入颈段电极、治疗上肢疼痛及治疗区域较广泛,与长期植入后末次随访的满意疗效相关。


而更多的研究结果来自于病例数较少的病例报道。

  • Aly等研究显示30例CPSP病人中有15例在试验性刺激中疼痛缓解率超过30%,其中10例随后接受了植入式脉冲发生器 (IPG) 植入;30例病人中共有7例 (23.3%) 实现了长期疼痛缓解。

  • Yozu等报道1例73岁男性丘脑痛病人,SCS成功将病人的疼痛评分从7分降至2分。治疗前后对比,病人的步频和步态速度均呈上升趋势。

  • Yamamoto等探讨了双导联SCS对CPSP的疗效:试验性刺激显示22例病人中有68.1% 疼痛缓解率超过30%,54.5%实现了长期疼痛缓解。

  • Lopez等报道对8例确诊或疑似丘脑源性难治性疼痛病人接受SCS的治疗结果进行回顾性分析,病人随访时间为36~149个月。其中6例病人获得“良好至优秀” 的疼痛控制效果,其中3例长期维持这一疗效。

  • Zhang等报道1例60岁女性病人主诉右半球丘脑出血引起的左头、面部、上下肢相关的间歇性灼痛3年半。接受短期 SCS 植入的神经调控治疗,电极尖端接近C1水平的位置,该病例报告了覆盖上肢和下肢左侧的感觉异常感,SCS植入后,与基线相比该病例的疼痛严重程度相对于上肢和下肢减轻了约75%。然而,病人及其家人因为存在长期并发症、护理和费用问题的潜在风险拒绝永久植入的二次手术,在拔除试导线后,镇痛效果持续了近半年。

  • Xu等报道1例71岁男性因左侧丘脑卒中出现右侧肢体持续性痛觉过敏及刺痛感并伴随右手肌张力障碍。在植入SCS设备后,病人接受了“开启90分钟/关闭30分钟”的间歇性刺激。随访观察发现病人疼痛显著减轻,且无严重不良反应。病人的肌张力障碍及情感状态均得到明显改善,间歇性 SCS 持续应用了8年。


然而SCS治疗CPSP的效果仍存在争议。欧洲神经学会联合会和国际疼痛研究小组神经病理性疼痛特别兴趣小组 (NeuPSIG) 发布的指南与建议中,目前不推荐将SCS用于CPSP的治疗,这主要是由于目前仍然缺乏高质量的临床证据,且研究结果并非认为SCS用于CPSP均能取得满意的效果。


  • 有研究采用四极板状电极对45例CPSP病人进行 SCS治疗,结果显示仅7% (3/45)的病人获得了满意的疼痛缓解(疼痛缓解率超过60%定义为SCS有效)。该研究成功率极低的原因之一可能是其疗效判定标准较近期其他研究更为严格。此外,这些研究使用的是触点数量少的老式柱状电极或需通过椎板切除术植入的板式电极。随着SCS设备不断改进,经皮植入柱状电极已成为主要手术方式之一。通过植入2根柱状电极,可实施双导联SCS,便于在整个疼痛区域诱导感觉异常。这种方式能够精准刺激脊髓背角,避免刺激扩散至其他区域,且可在不引发不适感觉异常的情况下提高刺激电压,这些特点均有助于增强SCS的镇痛效果。

  • Busch等报道2例CPSP病人,在药物治疗失败后,接受了桨状电极SCS系统植入术,并采用BurstDR刺激模式,最终成功缓解疼痛,认为强直性SCS通过刺激脊髓背角的抑制性中间神经元、激活外侧脊髓丘脑束来减轻疼痛,从而治疗神经病理性疼痛。而爆发式SCS则会激活与疼痛情绪处理相关的中间神经元及脊髓上脑区(即通过同时激活内侧和外侧脊髓丘脑束),提示 BurstDR组的疼痛缓解关联度更高。


同时,SCS对脑卒中病人的运动功能恢复具有积极作用。脑卒中可破坏从运动皮质区到脊髓的下行指令,进而导致永久性的手臂和手部运动功能障碍。然而,病灶下方控制运动的脊髓环路仍保持完整,可作为神经技术的干预靶点以恢复运动功能。

  • 有研究报道了通过电刺激颈部脊髓环路,改善慢性卒中后偏瘫病人的手臂和手部运动控制,该研究为2例受试者在背外侧硬膜外间隙植入两根线性电极导线,靶点为C3~T1脊髓节段,以增强手臂和手部运动神经元的兴奋性,结果显示受试者的肌力、运动学指标及功能性动作均得到改善,使其能够完成无刺激状态下无法完成的动作。初步证据表明SCS有望成为卒中后上肢功能恢复的辅助性及修复性干预手段。


SCS可通过提高脊髓环路的兴奋性,改善卒中后残余皮质脊髓束的功能有效性。与脊髓损伤相比,SCS用于卒中后疼痛的效果可能更显著,因卒中病灶下方的脊髓环路结构完整。

  • 近40年前开展的一项开创性研究就曾报道SCS可减轻卒中后偏瘫病人的痉挛状态,并改善其肌力与协调性。关于电极植入位置,既往研究中SCS电极的位置并非最优,研究人员多将电极置于中线位置,这种放置方式参照的是疼痛治疗中的最优位置标准。而目前已知用于运动功能修复的SCS电极最优位置为外侧,以靶向背根中的本体感觉传入神经,关于如何平衡疼痛缓解和运动功能修复的电极位置仍有待进一步确定。关于电极植入节段,颈部SCS已在卒中病人的初步临床试验中开展测试,并取得了令人鼓舞的初步结果。


SCS对于CPSP的疗效和预测因素尚未完全明确。

  • Tanei等研究对18例CPSP病人进行了SCS治疗,并在术前、术后1、6、12个月及最后一次随访时使用VAS评估疼痛程度。在平均约5年的随访期内,有8例病人的疼痛缓解超过12个月。结果提示有效组的平均年龄明显比无效组更年轻,且非丘脑卒中病人在有效组中的比例明显高于丘脑卒中病人。但多变量分析使用这两个因素未发现差异有统计学意义,提示这两个因素可能对SCS效果具有相似的影响,即SCS可能更有助于年轻的非丘脑卒中CPSP病人缓解疼痛。


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三、SCS 治疗 CPSP 的潜在机制


SCS 缓解疼痛的机制之一是基于“门控理论”。该理论假设在病灶水平以上存在疼痛抑制系统,通过在病灶水平以上施加电刺激可驱动该抑制机制。然而,CPSP 的疼痛产生原因主要源于脑内躯体感觉神经传导通路的损伤,引起脑内中枢神经元高反应性或自发性异常放电。既往观点认为,对疼痛下游通路实施神经调控,难以对疼痛产生抑制作用。但研究发现即使疼痛原因位于脑内,脊髓节段的神经调控对部分病人确实起到了的镇痛作用。然而,因为电极刺激作用于卒中病灶水平以下,SCS 治疗CPSP 的疼痛缓解机制无法用门控理论解释,因此,目前认为 SCS 可同时在脊髓节段水平发挥抑制作用,并激活脊髓上区域,包括 SCS 对多区域脑活动的影响。既往研究表明,SCS 可诱导 γ-氨基丁酸和乙酰胆碱释放,从而抑制脊髓背角的谷氨酸释放,这在疼痛缓解中起重要作用。SCS 可能通过改善感觉门控机制产生镇痛效应,感觉门控通过初级传入纤维去极化和突触前抑制实现,二者均能调控向整个脊髓节段以及特定运动神经元的突触传递。突触前抑制和初级传入纤维去极化均由 γ-氨基丁酸能神经元产生,这些神经元接收初级传入纤维的直接支配。


刺激脊髓后索中的传入纤维可将刺激输入传递至脑干和丘脑核团,并可能到达皮质-丘脑通路,该通路可能在可塑性中发挥作用。这些效应在卒中病人中可能会增强,与脊髓损伤病人不同,卒中病人的脊髓感觉上行通路通常未受损,从而使脊髓上通路得以参与其中。有研究利用神经影像学技术探讨了 SCS 对脊髓上区域的影响,结果显示 SCS 可调节大脑感觉和情感区域的活动,这些区域被称为“疼痛矩阵”,疼痛矩阵由一系列脑结构网络组成,包括丘脑、前扣带回皮质、躯体感觉皮质及其他区域。丘脑是这些疼痛矩阵区域的中继站和中心,因此当丘脑腹后外侧核受损时,SCS可能无法在脑矩阵内诱导足够的神经调控效应,这可能是丘脑病灶与非丘脑病灶所致CPSP病人SCS治疗成功率存在差异的原因之一。


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四、SCS 治疗 CPSP 的优势与挑战


SCS 治疗具有多方面显著优势。其一,作为非药物治疗手段,它相较于传统药物治疗可完全避免药物不良反应。其二,该治疗具备可逆可调的特点,具有高度灵活性,能更好地适应个体差异以提升疗效。其三,它不仅能缓解疼痛,还能积极改善运动功能,通过降低肌张力、改善肌肉痉挛、促进神经可塑性帮助病人恢复运动能力。


然而,SCS 治疗仍面临着多方面的挑战。首先是个体差异问题,由于不同病人的脑卒中类型、损伤部位、程度、病程、身体状况及心理状态等均存在不同,导致其对治疗的反应差异较大,这种不确定性也给治疗方案制定带来困难。其次是刺激参数优化的难题,目前该治疗的最佳刺激参数尚未完全明确,不同病人需适配不同的频率、脉宽、强度等参数组合,且治疗中病情变化还需及时调整参数,影响了治疗效果的一致性与可重复性。第三是成本问题,该治疗费用相对高昂,让许多经济条件较差的家庭难以接受治疗,也在一定程度上限制了该技术的广泛应用。


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五、总结与展望


综上所述,SCS治疗CPSP已在临床研究中展现出一定的有效性和独特优势。在SCS治疗的未来研究方向上,

  • 首先确定最佳刺激方案和参数,即进一步深入研究病人年龄、性别、卒中类型、病程等个体特征与刺激频率、脉宽、强度等参数之间的关系,通过大数据分析和人工智能技术建立个性化参数优化模型,以实现精准治疗并提升疗效的一致性与稳定性。

  • 其次应开展多中心、大规模且长期随访的随机对照试验,扩大样本量并覆盖更广泛病人群体,从而更全面准确地评估 SCS 治疗 CPSP 的疗效与安全性,为临床应用提供更具说服力的证据。

  • 此外,还应借助功能磁共振成像、弥散张量成像等神经影像学技术、脑机接口技术、脑磁图、诱发电位等神经电生理技术,以及基因测序、蛋白质组学等分子生物学技术,从神经环路、神经递质、基因表达等多层面深入研究 SCS 治疗 CPSP 的作用机制,为治疗方案优化提供坚实理论基础。


来源:彭志友, 冯智英.脊髓电刺激在卒中后中枢性疼痛中的应用进展[J].中国疼痛医学杂志,2026,32(2):98~103


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