脑深部电刺激疗法(DBS)已经在帕金森病为代表的运动障碍病领域取得巨大成功。在其他疾病领域,DBS的应用也已不在少数,其有效性、安全性和适应症种类也在不断提高。慢性疼痛的神经调控治疗可以追溯到年代Heath和Mickle的研究工作。一篇综述回顾总结了电刺激神经调控在慢性疼痛治疗的应用,这里摘录其中DBS相关内容。
痛觉传导通路
01
传统认知聚焦在外侧痛觉通路,痛觉的定位和强度信息由这条通路传递。痛觉感受器经由Aδ纤维和C类纤维将伤害性刺激传递至脊髓背根,再由外侧脊髓丘脑束传递至丘脑腹后外侧核群(感觉丘脑),最后上行至中央后回。而在慢性疼痛中有重要作用的情感部分依赖内侧通路传导。内侧痛觉通路投射在海马,扣带回,伏隔核和腹侧中脑。对该通路对调节也能带来显著对疼痛缓解。
疼痛理论
02
Melzack和Wall提出的“闸门控制学说”是现代疼痛理论的基础。该理论假说疼痛的闸门由外周纤维控制,细纤维刺激打开闸门,而粗纤维刺激关闭闸门。之后Melzack基于对疼痛的动态复杂性以及其它神经环路在疼痛中的作用,独自提出了疼痛矩阵理论。疼痛矩阵理论采用全局视角观察研究疼痛,纳入多皮层区域的纤维投射,包含认知,情感和边缘环路在疼痛感知中的作用。该理论也有助于我们理解中枢神经系统神经调控治疗疼痛的多靶点现象。
脑深部电刺激治疗疼痛的靶点
03
?感觉丘脑
也被叫做腹侧尾部核(nucleusventraliscaudalis,VC)或者腹后外侧核(ventralposterolateral,VPL)和腹后中间核(ventralposteromedial,VPM),属于外侧痛觉通路。刺激该区域的镇痛机制可能与丘脑板内核和扣带回的激活有关。
适应患者群:继发于臂丛神经根撕脱、蛛网膜炎、椎板切除术后综合征等的神经病理性疼痛。继发于丘脑损伤的丘脑痛患者效果不理想。
靶点设置:AC-PC平面,第三脑室外旁开10-11mm,前后方向平于PC点;轴性疼痛可以双侧植入。手术可采用分期植入方式,一期仅植入电极,外挂测试5天左右,根据疗效决定是否二期植入脉冲发生器。术后程控常用下端两触点之一,频率50-Hz,低电压,短脉宽。阻抗测试时也尽量设置低强度参数,并在测试前提醒患者。
?中央外侧核与中央中核-束旁核复合体
丘脑中线核与板内核群作为可以被分辨为四个部分,其中之一外侧群包含中央外侧核(centrallateral,CL)、中央旁核(paracentralnuclei)和中央中核(centralmedialnucleus)的后部,参与情感和认知功能。CL核与中央中核-束旁核复合体(CM-PF)都参与内侧痛觉通路,CL调解痛觉中的认知-评价-情感成分,CM-PF复合体神经元的放电节律会受到疼痛刺激的调制。该区域的调控会引起疼痛意识和情感的改变。所以,它作为一种全局性的痛觉调节工具更为有效。它可能不影响局灶性疼痛,但会影响患者对疼痛的一般态度。它更适合于大面积的疼痛和感觉丘脑DBS的补充。
CM-PF复合体靶点设置:AC-PC平面上1.5mm,中线旁开9mm,AC-PC中点后7mm。CL靶点设置:AC-PC平面,第三脑室外旁开6.5mm,PC点后2mm。图1.双侧STDBS和CLDBS电极位置。双靶点植入时,CL路径要比ST路径靠后靠内。MER记录显示低波幅簇状放电模式,微电极刺激显现出意识变化,焦虑或者麻刺感。术后程控常用下端两触点之一,频率低于50Hz,短脉宽。
(图1外侧为ST,内侧为CL。)
?脑室周围灰质/导水管周围灰
脑室周围灰质(periventriculargray,PVG)/导水管周围灰质(periaqueductalgray,pag)位于中脑被盖区。调控该区主要对伤害感受性疼痛起作用,电刺激状态下内源性阿片类物质对水平来抑制伤害感受性受体。这种镇痛作用可以被阿片类拮抗剂抵消。内源性阿片类物质水平的升高可能是产生镇痛效果的关键。然而,这种升高是PVG/PAG刺激的直接结果还是次要效应,仍有待商榷。
PVG/PAG电刺激对绝大多数伤害感受性疼痛都有良好的效果,比如难治性背痛、外伤后疼痛、肌肉骨骼性疼痛等。部分合并伤害感受性疼痛的神经病理性疼痛患者也适合该疗法。
靶点设置:导水管附近,第三脑室外旁开2-3mm,PC点前1-2mm,Z轴方向止于上丘的上缘。路径要注意脑室周围血管。刺激参数使用低电压、低频率和短脉宽。如果患者已经在使用阿片类药物泵,要提前减量。
?伏隔核,腹侧内囊-腹侧纹状体
尾状核的腹部和伏隔核(Nucleusaccumbence,NAcc)构成了腹侧纹状体,该区被认为是奖赏环路的中心。刺激该区可以明显改善疼痛中的情感成分,在不减轻痛觉感受的情况下改善功能提高生活质量。甚至脊髓电刺激的疗效也跟伏隔核的活性降低有关。
适应患者群:情感负担较重的患者。
靶点设置:中线旁开6-7mm,AC-PC平面下3-4mm,AC前1-2mm。穿刺路径平行内囊前肢,比常规DBS路径偏前外。刺激参数常用宽双极模式,高电压、长脉宽,频率50-Hz。
(图2)
?下丘脑后部
下丘脑后部DBS用于治疗从集性头痛。下丘脑是多种激素的分泌调控中心。部分理论假定其镇痛效果与相关激素水平的变化有关,但亦有实验结果不支持该理论。其镇痛机制可能更加复杂,而不能被单一神经环路解释。
适应患者群:难治性从集性头痛,神经病理性面痛,SUNCT。
靶点设置:AC-PC中点后3mm,AC-PC平面下5mm,中线旁开2mm。刺激参数:脉宽60μs,频率Hz,电压1-3V。
参考文献:DeepBrainStimulationandMotorCortexStimulationforChronicPain;doi:10./-..
植入“脑起搏器”可缓解丛集性头痛素材:山外青山
编辑:倔强
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