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從公元46年起，電就被用于治療慢性疼痛。羅馬內(nèi)科醫(yī)生斯克里博尼烏斯·拉格斯記載了用電鰩產(chǎn)生的電來治療痛風(fēng)和頭痛。在19世紀(jì)末到20世紀(jì)初，發(fā)展出現(xiàn)代經(jīng)皮神經(jīng)電刺激裝置的原型。1965年，羅納德·門扎克(Ronald Melzack)和帕特里克·大衛(wèi)·沃爾(Patrick David Wall)發(fā)表了他們的開創(chuàng)性著作《疼痛的閘門控制理論》。他們認(rèn)為激活大的有髓鞘的A-β纖維可以抑制負(fù)責(zé)疼痛傳導(dǎo)小的有髓鞘的A-δ纖維和無髓鞘的C纖維，該理論成為傳統(tǒng)SCS的理論基礎(chǔ)。

在閘門理論發(fā)表兩年后，帕特里克·沃爾和神經(jīng)外科醫(yī)生威廉·斯威特發(fā)表了一個(gè)病例報(bào)告，其中8名神經(jīng)性疼痛患者，采用類似于經(jīng)皮神經(jīng)電刺激器的電脈沖設(shè)備或通過皮下植入類似于電極的外周神經(jīng)刺激器，進(jìn)行電脈沖治療。不久之后，Norman Shealy發(fā)表了一個(gè)病例報(bào)告，他采用被稱為“背柱刺激”的裝置治療與支氣管癌相關(guān)的頑固性疼痛。雖然該患者在手術(shù)后不久就因感染去世，但患者在去世前表示疼痛明顯減輕。

隨后，脊髓刺激治療慢性神經(jīng)性疼痛的臨床應(yīng)用呈現(xiàn)出指數(shù)級(jí)增長，每年大約有35000個(gè)永久植入，估計(jì)每年的市場(chǎng)規(guī)模為20億美元。

FDA批準(zhǔn)的SCS系統(tǒng)適應(yīng)癥包括慢性頑固性腰痛和軀干、四肢疼痛，包括與FBSS相關(guān)的單側(cè)或雙側(cè)疼痛、沒有接受過脊柱手術(shù)難治性腰痛和下肢疼痛、CRPS I型和II型、糖尿病神經(jīng)病變和頑固性慢性神經(jīng)性疼痛（病因包括手術(shù)后、截肢后、退行性疾病和血管疾病等相關(guān)的疼痛）。

在歐洲，難治性心絞痛和周圍血管疾病相關(guān)的疼痛被批準(zhǔn)為SCS的適應(yīng)癥。在一項(xiàng)大型隨機(jī)對(duì)照試驗(yàn)中，將SCS與冠狀動(dòng)脈搭橋手術(shù)用于治療難治性心絞痛進(jìn)行了比較。兩組患者的癥狀緩解程度相當(dāng)。
使用SCS治療嚴(yán)重肢體缺血相關(guān)的疼痛具有良好的臨床效果?；仡櫺院颓罢靶躁?duì)列研究表明，當(dāng)SCS與常規(guī)藥物治療聯(lián)合使用時(shí)，疼痛緩解和傷口愈合優(yōu)于單獨(dú)藥物治療，隨后的RCT研究也進(jìn)一步證實(shí)了SCS的療效。

患者的選擇是SCS長期預(yù)后的關(guān)鍵?；颊邞?yīng)是以神經(jīng)病理性疼痛為主，且適當(dāng)?shù)谋Ｊ刂委?通常是藥物、注射和物理治療)失敗。需要對(duì)未治療或治療不足的精神疾病和物質(zhì)濫用的患者進(jìn)行心理評(píng)估，因?yàn)槎噙_(dá)65%的慢性疼痛障礙患者存在抑郁、焦慮、物質(zhì)濫用或創(chuàng)傷后應(yīng)激障礙。研究數(shù)據(jù)表明，物質(zhì)濫用、未經(jīng)治療的抑郁癥與SCS不良結(jié)果相關(guān)。

一期測(cè)試手術(shù)是有必要的，以幫助臨床醫(yī)生確定是否需要永久植入。一般認(rèn)為疼痛評(píng)分下降超過50%，則表明測(cè)試成功。然而，由于嘗試不同波形刺激的時(shí)間有限，有時(shí)很難很好地了解試驗(yàn)是否成功，尤其是在無感覺異常刺激模式下。因此，鎮(zhèn)痛藥的減少、睡眠質(zhì)量的改善和功能的增強(qiáng)等因素也是重要的考慮因素。

手術(shù)禁忌癥包括出血、未受控制的糖尿病(HbA1C > 10)、持續(xù)吸煙或飲酒、感染和認(rèn)知障礙。術(shù)前充分溝通以及患者期望值的設(shè)定至關(guān)重要，完全擺脫疼痛是不太可能的，SCS主要用于緩解疼痛和改善功能。

背根神經(jīng)節(jié) (dorsal root ganglion, DRG) 是感覺傳導(dǎo)的初級(jí)神經(jīng)元，在神經(jīng)病理性疼痛的發(fā)生發(fā)展以及感覺異常的產(chǎn)生中起到關(guān)鍵作用。背根神經(jīng)節(jié)電刺激在國外已有超過 10 年的臨床應(yīng)用，隨著國產(chǎn)背根神經(jīng)節(jié)刺激系統(tǒng)的獲批上市，受到了國內(nèi)臨床專家的廣泛關(guān)注，相信將有更多的患者從中獲益。

由于DRG周圍解剖位置的局限性，放置在其中的電極不易移位，可以保證電流覆蓋區(qū)域和電刺激強(qiáng)度的穩(wěn)定性。SCS優(yōu)先刺激Aβ纖維，而背根神經(jīng)節(jié)電刺激可同時(shí)刺激Aβ纖維、Aδ 纖維和C纖維。此外，包裹背根神經(jīng)節(jié)神經(jīng)元的腦脊液在局部形成一個(gè)薄凹槽，使得電流分散減少，限制了刺激信號(hào)向周圍組織傳遞，可以給疼痛部位帶來精準(zhǔn)、穩(wěn)定的麻刺感，減少了非疼痛區(qū)域的異感。此時(shí)較小的電流便可帶來較好的鎮(zhèn)痛效果，節(jié)約了電池的電量。最后，背根神經(jīng)節(jié)電刺激能夠在腰背部和足部等形成穩(wěn)定的電流覆蓋，這是SCS難以達(dá)到的。

FDA在2016年2月批準(zhǔn)使用背根神經(jīng)節(jié)電刺激，但適應(yīng)證僅限于復(fù)雜性區(qū)域疼痛綜合征和周圍性灼痛等慢性神經(jīng)病理性疼痛。因植入T10以上的安全性和有效性尚未評(píng)估，故植入的解剖區(qū)域也僅限于T10以下，包括腰椎和骶椎。但在歐洲，批準(zhǔn)使用背根神經(jīng)節(jié)電刺激無任何解剖學(xué)限制，適應(yīng)證包括各種原因引起的慢性神經(jīng)病理性疼痛。

近年來背根神經(jīng)節(jié)電刺激已應(yīng)用于多種疾病的治療中，包括復(fù)雜性區(qū)域疼痛綜合征、糖尿病周圍神經(jīng)病變、腹股溝區(qū)疼痛、術(shù)后疼痛、殘肢痛和幻肢痛、帶狀皰疹后神經(jīng)痛等。相關(guān)研究表明背根神經(jīng)節(jié)電刺激術(shù)感染風(fēng)險(xiǎn)較低，安全性較高。

傳統(tǒng)的SCS療法采用低頻(

一項(xiàng)大型多中心隨機(jī)對(duì)照試驗(yàn)表明，與傳統(tǒng)SCS相比，10kHz SCS治療慢性背痛和腿痛具有長期優(yōu)勢(shì)，有效率為76% vs 50%。另外在糖尿病痛性神經(jīng)病變方面，10kHz SCS表現(xiàn)出更好的療效。24個(gè)月的隨訪表明，10kHz SCS聯(lián)合藥物治療疼痛評(píng)分平均下降79.9%，90.1%的患者疼痛評(píng)分下降超過50%。針對(duì)10kHz SCS和傳統(tǒng)SCS隨機(jī)對(duì)照試驗(yàn)的系統(tǒng)性綜述表明，10kHz SCS的平均疼痛緩解率為73.7%，傳統(tǒng)SCS的平均疼痛緩解率為47.5% (p

由于發(fā)現(xiàn)慢性神經(jīng)性疼痛路徑在解剖、病理生理學(xué)和臨床方面與持續(xù)性耳鳴綜合征有相似之處，因此展開了對(duì)脊髓進(jìn)行了爆發(fā)式SCS刺激療法的試驗(yàn)。De Ridder教授首次報(bào)道了爆發(fā)式SCS（Burst SCS）,其波形主體為40 Hz的簇脈沖，每個(gè)簇脈沖由5個(gè)500 Hz的尖波脈沖構(gòu)成，相較于傳統(tǒng)低頻 SCS，較少引起異常感覺。其機(jī)制與僅調(diào)節(jié)外側(cè)痛覺系統(tǒng)的低頻刺激不同，Burst刺激同時(shí)調(diào)節(jié)內(nèi)側(cè)和外側(cè)痛覺系統(tǒng)，調(diào)控疼痛情緒傳導(dǎo)通路，有助于患者轉(zhuǎn)移對(duì)疼痛的注意力，達(dá)到更好的鎮(zhèn)痛效果。在SCS測(cè)試階段，患者先采用傳統(tǒng)SCS模式以感覺異常覆蓋的疼痛區(qū)域。隨后采用Burst模式，調(diào)整幅度以找到感覺異常閾值。然后幅度降低到感覺異常閾值的80%，并進(jìn)一步調(diào)整以提高患者的舒適度。SUNBURST研究比較了Burst和傳統(tǒng)SCS，盡管兩者疼痛緩解程度相似，但患者更傾向于Burst刺激。

差分目標(biāo)多路復(fù)用(DTM)使用多種電信號(hào)來調(diào)節(jié)神經(jīng)元和神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞。DTM刺激的頻率、脈沖寬度、電荷平衡和振幅各不相同。在腰腿痛患者中，DTM SCS的緩解率為80.1%，而傳統(tǒng)SCS的緩解率為51.2%，且緩解持續(xù)6個(gè)月和12個(gè)月。

目前已獲批上市的SCS均為開環(huán)系統(tǒng)，即以固定的振幅、頻率和脈寬輸出刺激。現(xiàn)有SCS的體位模式，可感知患者的不同體位并動(dòng)態(tài)調(diào)整刺激大小，以提高患者的舒適度和療效。一種基于ECAP（誘發(fā)復(fù)合動(dòng)作電位）技術(shù)的閉環(huán)SCS系統(tǒng)，可以自動(dòng)監(jiān)測(cè)患者機(jī)體對(duì)刺激的反應(yīng)，并及時(shí)調(diào)整電刺激的強(qiáng)度，滿足不同患者需求，讓患者達(dá)到最舒適狀態(tài)。

意識(shí)障礙

近年來，SCS治療意識(shí)障礙得到越來越多的應(yīng)用。SCS通過手術(shù)放置刺激電極在頸髓C2-C4水平硬膜外正中部，電刺激通過上行性網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)激活系統(tǒng)及丘腦下部激活系統(tǒng)傳達(dá)到大腦皮層。

Kanno等人研究結(jié)果顯示，納入隨訪的201例持續(xù)植物狀態(tài)（PVS）患者中有109例（54%）獲得了良好的陽性結(jié)果。何江弘教授團(tuán)隊(duì)的研究發(fā)現(xiàn)低頻刺激（如5Hz）或高頻刺激（如70 Hz）都能對(duì)慢性DOC患者腦電產(chǎn)生積極改變，其中5Hz和70Hz頻率可作為臨床刺激方案的優(yōu)先選擇。另外何江弘教授團(tuán)隊(duì)回顧性分析了121名因意識(shí)障礙科接受SCS治療的DoC患者，研究指出SCS對(duì)意識(shí)障礙（DoC）改善的總體有效率為31.8%。微意識(shí)狀態(tài)（MCS）?組的有效率為64.5%，顯著高于植物狀態(tài)（VS/UWS ）組（19.0%）。此外療效隨著年齡的增長而逐漸下降，與性別無關(guān)。腦外傷患者?(45.2%)?的效果明顯好于其他的患者。在31例慢性意識(shí)障礙（pDOC）患者接受為期2周的短時(shí)程脊髓刺激治療后，術(shù)后3個(gè)月的隨訪發(fā)現(xiàn)CRS-R評(píng)分顯著升高，MCS患者從治療中獲益最大。

截癱后康復(fù)

瑞士洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院Grégoire Courtine等人，在硬膜外電刺激（EES）幫助脊髓損傷患者恢復(fù)行走能力方面，取得了具有劃時(shí)代意義的研究結(jié)果。2018年，利用電刺激靶向激活脊髓神經(jīng)元的原理，團(tuán)隊(duì)讓三名長期截癱患者重新獲得了行走的能力。2022年，團(tuán)隊(duì)結(jié)合人工智能軟件，個(gè)性化的調(diào)控植入在患者軀干和腿部肌肉對(duì)應(yīng)脊髓區(qū)域的電極。使三名完全癱瘓（ASIA A級(jí)）的脊髓損傷患者，僅僅在接受治療后的幾個(gè)小時(shí)，就恢復(fù)了獨(dú)立運(yùn)動(dòng)能力，能夠站立、行走、騎自行車、游泳和控制軀干運(yùn)動(dòng)。2023年，團(tuán)隊(duì)將大腦運(yùn)動(dòng)皮層的信號(hào)通過收集和轉(zhuǎn)換裝置輸入到EES的刺激程序中，實(shí)現(xiàn)了大腦直接控制脊髓的中樞（腰膨大）和下肢的自主運(yùn)動(dòng)，使得脊髓損傷患者的行走方式更接近于自然的活動(dòng)?？刂菩畔⑤斎氲紼ES的程序中，來達(dá)到讓大腦皮層的信息直接轉(zhuǎn)化到腰髓中樞，產(chǎn)生自主運(yùn)動(dòng)，更好的促進(jìn)脊髓損傷患者自主行走的日?；顒?dòng)。

另外脊髓電刺激在體位性低血壓、步態(tài)障礙等方面也取得了良好的效果，但尚需進(jìn)一步的臨床研究。