2023年03月24日发布 | 1684阅读

​神外历史上的今天|回眸第一例脊髓电刺激的临床疼痛治疗

Renee

脑医汇

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1967年3月24日,56年前的今天,美国神经外科医生、“整体医学”概念的创建人C. Norman Shealy(1932-)及生物工程专家J. Thomas Mortimer(1939-)和James B. Reswick(1922-2013)第一次在临床上使用脊髓电刺激(Spinal Cord Stimulation,SCS)的方法对疼痛患者进行了治疗,一举开创了人类疼痛脊髓电刺激治疗的先河。


脊髓电刺激是目前用于疼痛治疗的最常见技术之一,能够有效地减缓患者的疼痛强度、持续时间和发作频率,在突破治疗时间和地理限制的同时,为患者带来更加高质量的生活。今天,让我们一同回顾56年前的今天,Shealy等人首次使用脊髓电刺激治疗疼痛的突破性时刻。


神经外科医生C. Norman Shealy

人体可被视为一个生成、接收和感应生物电的集成系统。相传,古埃及人是电刺激疗法的鼻祖;据称,他们曾使用能够生电的鱼类来治疗人们的疾病。到了古罗马克劳多斯(Claudius)时期,宫廷医生Scribonius Largus首次记录了这种鱼类的医用用途——疼痛治疗。几个世纪以来,电刺激技术已经从生物发电演变成为精密电子设备发电,刺激范围也从浅表组织扩大至深层组织。



18世纪上半叶,Pieter van Musschenbroek(1692-1761)在荷兰莱顿率先试用了一种存电装置——莱顿瓶(Leyden jar),为人们提供了一种现成的供电来源,推动了电刺激疗法的流行和普及。20世纪,现代医学快速发展,人们在深化了解痛觉缺失(analgesia)状态的同时,也面临着不断涌现的疼痛治疗需求。


1965年,加拿大生理学家Ronald Melzack(1929-2019)提出“门控理论(Gate-control theory)”,描述了人类在感受物理刺激时未能感受到疼痛的现象。他认为,脊髓中的部分细胞类似于一扇门,可以切断和阻止某些痛觉信号进入大脑,使大脑感受不到痛觉。这一理论的提出为后来的脊髓电刺激实践埋下了伏笔。




回首来路——SCS治疗疼痛的第一份病例报告


1967年3月24日,史上第一次脊髓电刺激的临床疼痛治疗,发生在美国韦恩堡市路德会医院(Lutheran Hospital)。


第一例SCS疼痛患者的电极植入情况


患者是一名70岁的男性,因胸部右下侧及上腹部出现严重弥漫性疼痛就诊,先前确诊肺癌,疑似胸膜及肝脏转移,无法手术。就诊时,患者出现低烧及严重的恶心呕吐,预计生存期为1到2个月。


就在56年前的今天,这名患者接受了Shealy等人进行的一系列疼痛治疗。首先,这名患者接受了D2-3节段胸椎切除,随后植入3 mm×4 mm规格的Vitalium电极,并在电极上覆盖道康宁(Dow Corning)医用级粘合剂和硅橡胶。同时,切口下方放置了特殊的皮下插口,以便后续外部电极接入进行刺激。术后,患者意识清醒,神经功能完好,可感受到切口痛及原有的弥漫性疼痛。


当天下午6点,Shealy等人开始以10-50脉冲/秒(400毫秒、0.8-1.2伏、0.36-0.52毫安)的频率开始对患者进行脊髓刺激。一瞬间,患者背部出现震颤之感,这种微麻的感觉随之延伸至其胸部四周,但并未累及腿部。接受刺激时,患者的手术伤口痛和原发疼痛即刻消失。


5至15分钟后,患者的疼痛复发,但Shealy等人发现,只要简单地改变脊髓刺激的频率,即可帮助患者迅速缓解疼痛。刺激1小时后,患者的疼痛得到了有效的控制。在此期间,患者的双腿运动良好,脊髓刺激累及区域均完好无损;深部疼痛仅在触摸时有所感受。


年轻的C. Norman Shearly


次日上午,Shealy等人继续对患者进行脊髓电刺激,时长长达12小时,中间休息2小时。在这一天,患者仍感受到间歇性疼痛,但改变刺激频率依然能够对此进行有效控制。过程中,患者未使用任何麻醉剂。


第三天,患者出现未知原因的意识混乱,并在午夜时出现失语及右侧完全偏瘫,病情迅速恶化。3月30日,患者去世,尸检意外发现亚急性细菌性心内膜炎合并左侧脑血栓、胸膜和肝脏转移灶;但是,脊髓和电极植入物完好!


对此,Shealy等人在后来发表的《背柱电刺激抑制疼痛:初步临床经验》(Electrical Inhibition of Pain by Stimulation of the Dorsal Columns: Preliminary Clinical Report)一文中表示,“虽然患者不幸死于未经确诊的心内膜炎,但在接受电刺激测试的一天半时间里,患者的疼痛获得了显著消除,这是我们在抑制疼痛的过程中最鼓舞人心的事……脊髓电刺激的技术细节必须改进,我们会对下一位患者使用射频诱导刺激器。初步测试结果如此令人振奋,这让我们感受到,技术问题似乎可以被克服,脊髓电刺激也有可能成为一种缓解疼痛的潜在实用方法。”


J. Thomas Mortimer(左);James B. Reswck(右)


在Shealy几人的创举之后,诸多学者纷纷投入到脊髓电刺激治疗这一医学领域。经过长期的摸索与探究,脊髓电刺激对特定慢性疼痛障碍的缓解效果得到了验证,对背部术后疼痛综合征的治疗也获得了随机对照试验的证实。在欧美地区,背部术后疼痛综合征和外周缺血性疼痛是脊髓电刺激的主要适应症;但总体而言,这种技术的适应症可归结为三类,即神经源性疼痛、缺血性疼痛以及复合性疼痛(如慢性背痛或腿部疼痛)。除此之外,慢性局部性疼痛综合征(CRPS)亦可通过脊髓电刺激治疗得到缓解。


在这个技术呈飞跃式进展的时代,我们对于脊髓内电兴奋性神经元的结构和定位获得了更加精确的理解,诊疗室中也看到了更加先进的神经调控设备。脊髓电刺激在慢性顽固性疼痛领域的精准治疗也扩展至神经根或周围神经,新的探索型适应症更触及植物人促醒、帕金森病步态障碍、截瘫患者运动功能恢复等多个方向。


刺激器的更新换代、电池寿命的延长改进、脉冲波形模式的完善扩大、闭合生物反馈系统对刺激后神经反应的记录分析……我们距离第一次脊髓电刺激临床疼痛治疗仅短短56载,却在这一切的变化中看到了医学科技发展中环环相扣、共促共进的盛景,也看到了脊髓电刺激在疼痛及更多神经疾病领域的发光发热。对于脊髓电刺激的未来走向,对于更加强有力的证据支持,对于联合疗法的“1+1>2”效应,我们皆拭目以待!


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