不同频率脊髓电刺激在治疗慢性疼痛中的应用及研究进展

慢性疼痛是指持续时间超过3 个月的疼痛。慢性疼痛影响病人的工作和生活，导致焦虑、抑郁等不良情绪及心理问题，甚至成为致残的一大因素，给家庭、社会造成巨大的负担。传统的脊髓电刺激(spinal cord stimulation, SCS) 使用低频率、高强度（高于病人感觉阈值）的电脉冲信号刺激脊髓背柱，通过脊髓和脊髓上通路抑制疼痛传导，使疼痛区域出现异常感觉，从而缓解疼痛。大量的临床研究证明了SCS 治疗慢性疼痛的有效性和安全性，但其局限性也不容忽视

：①对于某些特定的疼痛部位，由于解剖位置等因素的影响，低频SCS 治疗常出现异常感觉不能完全覆盖疼痛区域或疼痛缓解不充分而导致治疗失败的情况；②低频SCS 的镇痛效果会随着时间的推移而减弱，需要多次调整刺激参数或刺激模式来维持治疗效果；③有研究报告低频SCS 诱发的异常感觉对睡眠、驾驶和一些精细操作造成影响，部分病人难以忍受这种异常感觉。因此，探求疗效更佳、不良反应更小、使用舒适度更高的刺激模式成为亟待解决的问题。

频率从SCS 的作用机制、病人对异常感觉的感知等多个方面影响其作用效果，是SCS 疗效的重要影响因素。有研究显示

：在一定的参数范围内，较高频率的电脉冲刺激可以在不产生异常感觉的前提下达到优于低频SCS 的镇痛效果，这也使临床试验中空白对照和盲法的实施成为可能。目前尚无根据频率对SCS 进行分类的统一标准。国内外通用的低频SCS 频率多为30～100 Hz，有研究将大于1 kHz 的频率定义为高频

，而Billot 等将高频定义为大于500 Hz

。综合文献报道，本文根据频率将SCS 分类如下：低频＜ 500、高频500～10 k、超高频≥10 k。

近年来，国外开展了多项动物和临床试验研究高频和超高频SCS 在慢性疼痛管理中的作用。目前不同频率SCS 治疗慢性疼痛的机制尚不清楚。大量研究表明10 kHz 超高频SCS 能够缓解多种原因导致的慢性疼痛，有研究指出高频SCS 也可被用于慢性疼痛治疗，但疗效尚未被广泛认可。国际上暂无高频及超高频SCS 临床应用的统一规范或指南，不同的研究在适应证、频率、脉宽、参数的调节和测试方式等方面各不相同，得出的结论也不尽相同，尚无研究提供高级别证据以比较超高频、高频和低频SCS 治疗各种慢性疼痛的优劣。本文就不同频率在SCS 治疗慢性疼痛中的应用及研究进展做一综述，比较分析不同频率SCS 治疗慢性疼痛的疗效，以期指导临床实践。

一、超高频SCS 治疗慢性疼痛

1. 超高频SCS 的动物研究

低频SCS 激活脊髓背柱大直径有髓鞘神经纤维，诱发异常感觉，阻断疼痛信号的传导通路。而超高频SCS 能在不产生异常感觉的情况下更好地缓解疼痛，但其确切的作用机制尚不清楚，目前存在多种假说。有学者提出频率为4.5 k～10 kHz 的电刺激能阻断大直径纤维

，同时对中、小直径纤维进行调控，抑制脊髓背角的广动力范围 (wide dynamic range, WDR) 神经元来缓解神经病理性疼痛。有研究通过体内和体外电生理途径发现

，低强度的10 kHz SCS 可能通过激活脊髓背角中的抑制性中间神经元 (inhibitory interneurons) 来影响疼痛感觉处理。由此可见，超高频SCS 可通过多种方式调控疼痛信号传导。但上述研究大多仅探讨10 kHz SCS的作用机制，而未对其他频率进行研究。

2. 超高频SCS 的临床应用

（1）超高频SCS 治疗慢性难治性头痛：一项病例报告应用10 kHz SCS 治疗慢性头痛

，在平均28 个月的随访中，所有4 例病人的头痛频率和强度至少缓解50%。术中电极被送至C

椎体水平，直接刺激脊髓背柱从而缓解头面部疼痛。这项研究为超高频SCS 治疗难治性头痛的有效性提供了初步证据，但需大样本随机对照试验提供更高级别的支持证据。

（4）超高频SCS 可作为低频SCS 治疗失败的补救措施：在一项回顾性研究中

，有382 例曾接受过低频SCS 治疗但疼痛无缓解，这些病人接受10 kHz SCS 测试的成功率为88.4%，病人的疼痛程度和镇痛药物用量明显下降。上述研究表明超高频SCS 与低频SCS 的作用机制不同，可作为低频SCS治疗失败的补救措施，为SCS 的基础研究及临床应用提供了新前景及新思路。

Chen 等

的研究比较不同频率SCS 对大鼠痛觉超敏反应的抑制作用，结果显示200 Hz （脉宽1000 μs）、500 Hz（脉宽500 μs）、1200 Hz（脉宽200 μs）与10 kHz（脉宽24 μs）SCS 对神经超敏反应的抑制作用无明显差异。在另一项研究中

，研究者通过体内和体外电生理途径，发现10 kHz 超高频SCS 能够选择性地激活脊髓背角中的抑制性中间神经元，而1 kHz和5 kHz SCS均不能产生上述作用。

其实语言文字能否被熟练应用，主要就看是否有牢固的知识基础。教师可以从如下方面进行研究：第一，在语文阅读中要注重文字的积累。其实，在语文的教程中培养学生的语言能力是十分重要的，并且要想有效提高语感，最好的方法就是增加阅读量。第二，除了积累课堂所学的知识以外，更要注重课外语言积累。因为课堂的时间是十分有限的，如果光靠课堂讲解的话，是根本不能满足语言要求的，所以还要加大课外文献的阅读量。第三，有效记录生活中的文字。总而言之，教师不但要注重学生好习惯的养成，更要鼓励学生加强社会实践。

低频SCS 在治疗脊柱源性胸背部疼痛时，电流诱发的异常感觉常难以完全覆盖疼痛区域，且有研究报告异常感觉可导致胸部不适等不良反应，限制了低频SCS 的临床应用。一项回顾性研究(

= 19)指出

，10 kHz SCS 可显著缓解难治性胸背痛病人的疼痛、改善病人的睡眠和功能，减少止痛药物用量，且疗效可持续至少12 个月。未来需要大样本、长时间随访的随机对照试验的进一步验证。

在国外，SCS 被用于治疗腰椎术后疼痛综合征(failed back surgery syndrome, FBSS)、复杂性区域疼痛综合征 (complex regional pain syndrome, CRPS)等多种原因导致的慢性腰腿痛。一项前瞻性多中心单臂研究表明(

= 72)

, 10 kHz SCS 可以有效缓解FBSS 和CRPS 导致的慢性腰腿痛，改善病人生活质量，减少阿片类药物的使用，且疗效可持续至24个月。但这项研究未设置低频对照组，因此无法比较超高频SCS 与低频SCS 的疗效。一项随机对照研究(

= 171)指出

，10 kHz SCS 治疗慢性腰腿痛时，病人的疼痛缓解程度和生活质量均高于低频SCS 组，此研究还比较了两组病人在驾驶和睡眠时的设备使用率，10 kHz SCS 组明显高于低频SCS 组。

教师要利用有效手段增加学生学习英语的积极性与主动性，如学习动机、学习态度、学习资源和语言环境等。教师在课堂上开展生动的教学活动可以激发学生用英语交流的意愿，如采用角色扮演、小组活动和语言游戏等。激发了的交流意愿有益于学生养成自主学习的习惯[4]。

在Al-kaisy 等

开展的交叉对照试验中，共有24 例FBSS 病人通过低频SCS 测试并接受永久植入。然后受试者按照随机顺序接受假刺激、1200 Hz（脉宽180 μs）、3030 Hz（脉宽60 μs）和5882 Hz（脉宽30 μs）共4 种刺激模式，每个模式使用3 周。结果显示1200 Hz、3030 Hz 和假刺激的镇痛效果无统计学差异，而5882 Hz 组的疗效明显优于其他三组。经计算，5882 Hz 组的单位时间电荷量 (charge per second) 明显高于其他三组，故研究者提出：SCS 的疗效不仅受频率影响，还有可能与脉冲信号的单位时间电荷量有关。

（3）超高频SCS 治疗痛性糖尿病神经病变(painful diabetic neuropathy)：针对痛性糖尿病神经病变的治疗，目前的治疗方法在减轻疼痛和逆转神经损害方面的作用有限。超高频SCS 治疗此病的文献较少。有病例报告(

= 6)提出10 kHz SCS 可以显著降低痛性糖尿病神经病变病人的疼痛程度

，减少病人对镇痛药物的依赖，部分病人的下肢感觉障碍也有所改善。目前尚无临床试验比较不同频率SCS 对此疾病的疗效差异。

（2）超高频SCS 治疗脊柱源性疼痛：对于颈部和上肢疼痛的治疗，低频SCS 常因异常感觉难以完全覆盖疼痛区域和电极移位等并发症使用受限。一项回顾性研究表明(

= 45)

，10 kHz SCS 可以显著降低难治性颈部和（或）上肢疼痛病人的疼痛程度，且疗效可持续至12 个月，证明了10 kHz SCS 治疗慢性颈部及上肢疼痛的长期有效性及安全性。未来仍需随机对照试验比较不同频率SCS 的疗效差异。

二、高频SCS 治疗慢性疼痛

10 kHz SCS 的成功应用体现了超高频SCS 治疗慢性疼痛的优越性，但其耗电量较高。对于不可充电的植入式脉冲发生器 (implanted pulse generators, IPG)，过高的耗电量缩短其使用寿命，对于可充电IPG，充电时间和充电次数明显增加，给病人带来了不便，成为超高频SCS 广泛应用于临床的一大限制因素。而频率为500 Hz～10 kHz 的高频SCS耗电量相对较低，是比较节能的刺激模式。目前研究高频SCS 作用机制的动物试验较少，临床研究多探讨各频率高频SCS 治疗各种慢性疼痛的疗效，但得出的结论不甚相同。

张华管理着一家从事汽摩配件加工的中型企业，谈起资金周转状况，他表示压力很大：“我们厂2016年以前从未贷过款，但现在因为回款周期普遍延长一个月以上，公司必须贷款才能维持正常运转，这给公司带来不小的负担，融资成本提高，利润就被挤掉了。”

另有交叉对照研究比较低频SCS、1 kHz SCS、爆发式 (burst) SCS 及假刺激治疗FBSS 及CRPS 的疗效

：在低频SCS 测试后疼痛缓解超过50%的受试者接受发生器永久植入(

= 28)，然后按照随机分配的顺序接受低频SCS（频率40～60 Hz，脉宽250～500 μs），高频SCS（频率1 kHz，脉宽120 μs），爆发式SCS 及假刺激治疗4 种刺激模式，每种刺激模式持续各2 周，结果显示低频、1 kHz、爆发式SCS 的镇痛效果相似。

通过上述内容可见，节能技术在电气自动化中的应用既是时代大势所趋，又能解决生活生产中的实际需求，是具有长远发展意义的。

Andrade 等

的病例报告提出，频率为1.2 kHz的高频SCS 对低频SCS 治疗无效的慢性疼痛具有一定的缓解作用。North 等

开展的前瞻性交叉对照试验提供了更高级别的证据(

= 22)，证明1 kHz高频SCS 在数字疼痛评分法 (numeric rating scale,NRS)、 功 能 障 碍 指 数 (Oswestry disability index,ODI) 和病人总体印象量表 (patients global impression of change, PGIC) 等方面均优于低频SCS。

Perruchoud 等

纳入低频SCS 治疗且疗效稳定的慢性疼痛病人(

= 40)，研究5 kHz SCS 的临床效果。结果表明，5 kHz SCS 不诱发异常感觉，对于接受低频SCS 治疗且反应良好的病人，5 kHz SCS 与假刺激的临床效果无明显差异。Kapural 等纳入低频SCS 治疗效果不佳的病人(

= 95)，将电脉冲刺激由传统的低频率 (40～90 Hz) 阈上刺激（刺激强度高于感觉阈值，病人有异常感觉）转换为高频率（频率1～1.2 kHz，脉宽60～210 μs）阈下刺激（刺激强度低于感觉阈值，病人无异常感觉），前后对照发现，改用高频SCS 治疗后病人疼痛强度和阿片类药物用量与使用低频SCS 治疗时无明显差异。然而，以上2 个研究均纳入曾接受低频SCS 治疗的病人，低频SCS 的遗留效应造成的偏倚难以忽视，研究结论不适用于从未接受过SCS 治疗的病人。

然而，上述研究多存在研究时间短、混杂因素多等问题，且对于样本量较小的研究，其结果的真实性和实用性仍有待考证。因此，以上研究均无法充分证明高SCS 与低频SCS 的疗效有无差别。

三、不同频率SCS 治疗慢性疼痛的疗效比较

1. 不同频率SCS 疗效比较的动物研究

除学生外，数学史融入教学实践过程的重要参与者之一是教师，HPM与教师专业发展的研究（报告题目见表4）可分为几类．第一，教师培训史．例如，报告14回顾了法国早期在职教师培训中的数学史，报告44介绍了葡萄牙新数运动时期的教师教育．第二，调查教师与数学史有关的知识和信念现状及HPM实践对其影响．例如报告7对职前教师的数学史信念进行了调查，报告22对在职教师的基于数学史的专门内容知识进行了调查，报告37研究了历史教师与数学教师合作将数学史融入教学的尝试对他们的影响．第三，探究影响教师HPM实践的因素，例如报告20．

2. 不同频率SCS 疗效比较的临床研究

Thomson 等

开展的交叉对照试验比较1 k、4 k、7 k、10 kHz SCS 的镇痛效果。病人按照随机分配的顺序接受1 k、4 k、7 k 和10 kHz SCS 治疗，每个频率的治疗持续4 周，进行交叉对照，结果显示4 个频率的SCS 治疗的临床效果无显著差异。这项研究提供了1 级证据，证明频率为1 k～10 kHz的SCS 治疗慢性疼痛的效果相似。另一项交叉对照试验比较了40 Hz、500 Hz、1200 Hz 和爆发式SCS治疗CRPS 的临床效果

。受试者先接受为期3 个月的40 Hz SCS 治疗，然后根据随机分配的顺序接受40 Hz、500 Hz、1200 Hz、爆发式刺激和假刺激，每种刺激持续2 周，研究结果显示40、500、1200 Hz和爆发式SCS 的镇痛效果无明显差异，且均优于假刺激组。

低频SCS 对轴性腰背痛 (axial low back pain) 的治疗作用有限。对于轴性疼痛，低频SCS 诱发的异常感觉不能很好地覆盖疼痛区域，或即使疼痛区域有异常感觉覆盖但疼痛仍无明显缓解。而高频SCS的治疗作用不依赖于异常感觉的存在，有望成为治疗轴性腰背痛的有效手段。一项前瞻性单臂研究表明(

= 21)

，10 kHz SCS 能显著降低此类病人的疼痛视觉模拟评分法 (visual analogue scale, VAS) 评分，改善病人的功能状态和生活质量，是治疗难治性轴性腰背痛的可行方法。

在上述研究中，受试对象的选择、疾病的病种病程、入组标准和参数设置等各方面的差异可能导致研究结果的不同：①在受试对象的选择方面：Perruchoud 等

纳入正在接受低频SCS 治疗且疗效稳定的病人，病人可能因为对目前治疗较为满意和适应，而产生倾向于低频SCS 的偏倚；而Kapural

和North 等

纳入的是低频SCS 治疗失败的病人，低频率的刺激并不能缓解疼痛且产生异常感觉，病人可能倾向于选择不产生异常感觉的高频刺激。故不能根据上述两项研究的结论推断高频SCS 对从未接受过SCS 治疗的病人的效果；②在参数设置方面：在Perruchoud

和Alkaisy 等

的试验中，当脉冲频率为5 k、1200、3030 和5882 Hz 时，脉冲宽度分别被固定在60、180、60 和30 μs；而North

和Thomson 等

等则是在固定的频率下调整脉冲宽度和幅度，以达到最大程度的疼痛缓解及病人舒适度。在固定的频率下对脉宽和强度进行“滴定”，能够针对不同的病人制订个体化的治疗方案，最大程度地发挥SCS 的疗效；③交叉对照试验中洗脱期的设计方面：Perruchoud 等

将洗脱期设置为持续2 周的传统SCS 治疗；而North

和Kriek 等

则在洗脱期内关闭脉冲发生器，持续时间分别为7～10天和2 天；在Thomson 等

的研究中，脉冲发生器被关闭直至疼痛恢复至基线的80%，此过程约需要数小时至1 天。较长的洗脱期可以减小不同处理因素之间的相互影响，减小偏倚和误差，提高研究结果的可信度。

传统的基础护理学实训教学采用分章节、分项目教学形式，学生练习时多是各自为政，只要自己动手会做就可以了。而学生今后走上临床工作岗位，抢救、治疗病人等工作多以团队形式开展，这种传统的基础护理学实训教学模式培养出来的学生，团队协作能力尤显不足。

四、小结与讨论

大量临床研究证实超高频SCS 能够长期有效地缓解各种病因引起的慢性疼痛，包括脊柱病变导致的慢性腰腿痛、FBSS、CRPS、痛性糖尿病神经病变、难治性原发性头痛、顽固性颈部和上肢疼痛等，且能减少镇痛药物的使用，提高病人的生活质量。传统SCS 的镇痛作用以异常感觉覆盖疼痛区域为前提

，术中需要根据病人的反馈反复调节电极位置，手术时间较长，且术后异常感觉相关的不良反应发生率高。关于频率高于多少的SCS 能在不产生异常感觉的情况下缓解疼痛，目前尚无定论。但一些学者提出，频率大于1 kHz 的高频及超高频SCS 可在不诱发异常感觉的前提下达到减轻疼痛的效果

，术者根据疼痛分布的解剖学部位确定电极位置，大大缩短了手术时间，减少了异常感觉相关并发症的发生，为病人提供更加舒适的治疗体验。

相比于超高频SCS，高频SCS 的耗电量相对较小，充电时间及充电频率也有所下降，减小了对SCS 硬件设备的要求，避免频繁充电给病人带来的不便。现有的研究肯定了超高频SCS 治疗慢性疼痛的有效性，有望成为慢性疼痛管理中的重要一环。但目前关于高频SCS的临床研究大多存在样本量小、随访时间短、混杂因素多的问题，尚无高级别证据证明高频SCS 相比于低频及超高频SCS 的优劣。

临床护理路径(CNP)是指医院里一组成员共同针对某一病种的监测、治疗、康复和护理所制定的一个有严格工作顺序、准确时间要求的照护计划，以减少康复的延迟及资源的浪费，使服务对象获得最佳的医疗护理服务质量［1］。它强调以服务对象为中心，以人为本的理念，使患者积极参与配合到整个医疗计划中来，调动患者的主动性。我院外科采用临床护理路经方法在腹股沟疝手术过程中的运用，取得了较好的效果。现报道如下。

近年来，有观点认为单一的参数调整不足以解释SCS 疗效的变化，而应将多个参数变化综合考虑。单位时间电荷量 (charge per second) 是一个评价电脉冲信号在单位时间 (1 s) 内传递的电荷量多少的指标，单位时间电荷量=每相电荷量 (charge per pulse) ×频率 = 脉宽×强度×频率。Chen 等

的动物研究虽未能说明频率对SCS 疗效的影响，但相关分析表明，SCS 对大鼠神经超敏反应的抑制程度与单位电荷量之间存在正相关关系，因此可以通过优化电荷传递来进一步抑制神经超敏反应。具有较高单位时间电荷量的刺激模式被称为高密度脊髓电刺激 (high dose SCS)，除此之外，爆发式 (burst)SCS、背根神经节 (dorsal root ganglion, DRG) 刺激、闭环 (closed-loop) SCS 等新型刺激模式的产生和应用也进一步巩固和提高了SCS 在慢性疼痛治疗中的地位和作用。未来需要进一步探究新型刺激模式的作用机制以及影响SCS 疗效的因素，提高SCS 的治疗效果。

利益冲突声明：作者声明本文无利益冲突。

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