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脊髓背根入髓区切开术治疗神经病理性疼痛

 CEJ图书馆 2014-10-04

陈富勇  陶蔚 李勇杰

0. 引言

神经病理性疼痛(neuropathic pain)是指神经系统中原发病灶或者功能紊乱导致的疼痛,包括中枢性神经病理性疼痛和外周性神经病理性疼痛。神经病理性疼痛代表了神经系统的异常反应,它表现为持续的或发作性的撕裂样痛、针刺痛、电击痛、烧灼痛或放射痛。

由中枢神经系统中的原发病灶或者功能紊乱所导致的神经病理性疼痛,简称中枢痛(central pain)。典型的例子是感觉丘脑出血或梗塞导致的丘脑痛(thalamic pain)和脑干梗塞引起的延髓痛(bulbar pain)。而由外周神经系统损伤或功能紊乱引起的疼痛称之为外周性神经病理性疼痛,如三叉神经源性疼痛。从疼痛发生的机理上分析,神经病理性疼痛的共同特点是病灶在神经系统的某个水平上干扰了痛信息的正常传递,故又称为传入阻滞性疼痛(deafferentaiton pain)。病灶完全或部分地影响了脊髓丘脑通路的痛信号传递,导致中枢神经传入阻滞性疼痛;病灶干扰了痛信号在外周神经系统的传递,则导致外周神经传入阻滞性疼痛。

神经病理性疼痛对阿片类药物治疗不敏感,常需要采用非阿片类药物辅助治疗,如卡马西平、氯胺酮或加巴喷丁等。20世纪60年代,人们发现脊髓背根入髓区(dorsal root entry zone, DREZ)与痛觉传导有关,并开始探讨将其作为疼痛手术治疗的靶点。1979年,Nashold等首先报道了用DREZ切开术治疗臂丛神经撕脱伤后疼痛(pain due to brachial plexus avulsion),取得了良好的疗效。此后,又有数例慢性神经病理性疼痛患者接受了该手术,包括幻肢痛(phantom limb pain)和脊髓损伤后疼痛(pain after spinal cord injury)。随着对脊髓解剖结构的进一步研究和科学技术的发展,一些学者对该手术进行了改良,在显微外科切开术的基础上,又发展了射频、激光和超声毁损术;并且随着脊髓电生理监测技术的开展,手术疗效显著提高,并发症下降,使得DREZ毁损术的应用得到了推广。

0.      显微外科应用解剖

DREZ切开术的目的在于切开并毁损脊髓后角灰质的DREZ。此区存在于自脑干以下的整个脊髓中,主要包括背根分支、脊髓背外侧束(Lissauer’s束)、以及脊髓后角的第I~V 层。

板层I,又称边缘层,薄而边界不清,内含大、中、小神经元,层内含有后角边缘核。它接受背根的传入纤维,大多数细胞只接受伤害感受刺激的传入纤维;除此之外,它还接受Lissauer’s束的传入纤维。板层I的部分细胞接受温度感受器和广动力范围神经元(wide dynamic range neurons, WDRNs)的传入纤维。这些细胞对伤害性刺激和非伤害性刺激均起反应。他们对于伤害性刺激和非伤害性刺激反应的差别在于WDRNs对于伤害性刺激呈高频放电。板层I的神经元发出纤维参与组成脊髓丘脑束(spinothalamic tract, STT)。

板层II,占据后角头的大部分,此层不含有髓纤维,以髓鞘染色不着色,呈胶状质样,故称胶状质(substantia gelatinosa, SG)。板层II可分为内侧部和外侧部,外侧部细胞对伤害性刺激起反应,而内侧部细胞对非伤害性刺激起反应。板层II的外侧部接受背根外侧部传入纤维侧支及脑干下行的抑制纤维,发出纤维主要参与组成Lissauer’s束,在周围白质中上、下行若干节段,与相邻节段的I~IV板层神经元构成突触。此层对分析、加工脊髓的感觉信息特别是痛觉信息起重要作用。

板层III、IV内有较大的细胞群称为后角固有核。其传入纤维主要来自于低阈值的机械-伤害感受器,部分来自于WDRNs;其传出纤维参与组成上行传导束。

板层V为后角颈,其传入纤维除了来自于脑干下行的抑制纤维和其它板层发出的神经元间的联系纤维,还接受来自内脏、肌肉和皮肤的伤害性刺激的传入纤维。

大多数背根神经节(dorsal root ganglion, DRG)的神经元中枢突通过脊神经背根进入脊髓后角。每一背根分成4~10个直径0.25~1.5 mm 的支根进入脊髓后角,根据背根传入神经纤维的粗细和目的地的不同,它们在DREZ区进行重组,传递痛觉的细纤维位于传递触觉的粗纤维的周围,传递非伤害性刺激的纤维集中走行于背根的内侧部。DRG的神经元发出的中枢突不仅直接进入脊髓后角,而且还发出分支进入Lissauer’s束,再经Lissauer’s束发出侧支或终支进入脊髓后角。细的有髓神经纤维进入Lissauer’s束后即上升或下降几个脊髓节段后发出侧支或者终支进入脊髓后角,而无髓的神经纤维在进入Lissauer’s束通常只上升或下降一个脊髓节段即发出侧支或终支进入脊髓后角。Lissauer’s束,位于后角的后外侧,在疼痛刺激传入纤维的调节中发挥了重要作用,其内侧部将每一背根的兴奋性冲动传至邻近的节段,而外侧部将中央SG的抑制性调节作用传递给邻近的脊髓节段。后角是感觉系统的发生第一次突触传递的部位,粗的传入纤维投射至第III和IV层,细传入纤维投射至第I、II和IV层,伤害性传入信号在后角被神经元间的和下行的联系调控。

       DREZ切开术的范围应包括:①背根分支周围部分小的伤害性纤维(细纤维);②背外侧束兴奋性的内侧部分;③后角最外层(Rex的I~V层)。其中,应保留DREZ中的抑制性结构,即到达后角的粗纤维和走行于背外侧束外侧部的联络纤维。

目前认为,DREZ切开术治疗疼痛的机制与下列因素相关:①DREZ处的网状结构和大量的神经元细胞组成了一个非常复杂的结构,并与其临近的脊髓细胞建立广泛的突触联系,接受周围神经的传入信息。一些学者发现,痛觉除了对伤害性刺激传入的反应外,还与中枢神经系统内神经元自发放电有关。在一些DAP患者中,脊髓后角电生理活动异常活跃,破坏DREZ可消除脊髓后角的异常电生理活动,使疼痛缓解。②目前认为,Lissauer’s束与痛觉和温度觉传导有关。Lissauer’s束与临近脊髓节段内的DREZ神经元建立密切的联系,与周围神经元之间既有易化又有抑制作用。破坏DREZ后,Lissauer’s束在毁损临近节段的调节作用的改变可能与镇痛有关。③有研究认为,中枢性神经病理性疼痛可能与感觉传导通路的病理生理变化有关,其中两条重要的传导束,即STT和脊髓网状束(spinoreticular tract, SRT),这两条传导束的神经元起源于DREZ。DREZ切开术可以永久性破坏伤害性传入通路的二级神经元,即破坏了正常的伤害性传导通路,使伤害性刺激所致的疼痛缓解。

2. 适应征和疗效

2.1 臂丛神经撕脱伤后疼痛

DREZ切开术最好的适应征是臂丛神经撕脱伤后疼痛。由于交通的发展,摩托车和汽车车祸所造成的多节段的臂丛神经撕脱伤的患者越来越多,这些患者中30%~90%会出现疼痛[3, 14-16]。这些患者根据损伤程度的不同,其原有的感觉会有部分或完全丧失。除此之外,患者会有持续性剧烈的疼痛,表现为烧灼痛、刀割样疼痛、痉挛性疼痛和撕裂样疼痛等,一般以手和手臂的桡侧更为明显,可伴有电击样的阵发性加剧。此类疼痛不被外界刺激所诱发,多表现为自发性疼痛,但在情绪抑郁、焦虑及天气变化时容易加重。在多数情况下,疼痛在伤后即刻发生,亦有延迟发生;随着时间推移,部分病例疼痛会逐渐减轻。然而,如果严重的疼痛超过3个月甚至1年,就会变成顽固性疼痛。

臂丛神经撕脱伤后疼痛对药物治疗、理疗、脊髓背根切断术、丘脑电刺激以及截肢等治疗效果较差。DREZ切开术对臂丛神经撕脱伤后疼痛疗效较好,长期随访中的疼痛缓解率为60%~87%。1976年Nashold采用DREZ毁损术治疗91例臂丛神经撕脱伤后疼痛的患者,术后早期,91%疼痛完全缓解;至1994年随访时有73%疼痛缓解满意,并以烧灼痛、电击样疼痛和幻肢痛疗效最为明显;术后无死亡,9%的患者出现同侧肢体无力,而13%的患者有感觉改变;口服阿片类药物的患者由术前的90%下降至10%;5例疼痛复发。Friedman报道一组39例臂丛神经撕脱伤后疼痛的病例,根据术后疼痛缓解程度分为三级:一级效果满意,彻底缓解疼痛,可以从事正常的生活活动而无需服用镇痛药物;二级疗效较好,疼痛仍持续,但在进行日常活动时无需服用镇痛类药物;三级疗效差,因疼痛而使日常活动受限或仍服用镇痛类药物。在术后7个月~10年随访中发现,39例患者中有21例达一级,5例达二级,13例效果差。

2.2 脊髓或马尾神经损伤后疼痛

脊髓或马尾神经损伤后疼痛是DREZ切开术的另一个较好的适应征。慢性NPP是脊髓和马尾神经损伤患者常见的问题,发生率约为30%~70%。以慢性持续或间断烧灼性、针刺性、痉挛性和刀割性重度疼痛为特征,药物治疗常常无效,致残率极高,严重影响患者的康复和生活质量。当患者的疼痛是节段性,并且疼痛的区域与脊髓损伤的水平和范围相一致时,手术疗效较好;长期随访中,60%~84%疼痛缓解满意。而对于损伤节段以下广泛区域的弥漫性疼痛却无明显效果,尤其是疼痛性质为持续性灼痛和疼痛区域完全性感觉缺失的患者,疗效较差。

2.3 其它神经病理性疼痛

DREZ切开术还被应用于治疗幻肢痛、残肢痛和带状疱疹后遗痛等。对其在残肢痛和幻肢痛中疗效的报道较少,一些作者认为该方法对幻肢痛疗效满意,对仅有残肢痛的患者疗效欠满意。可以解释的原因可能是因为残肢痛的患者大部分是因为残端神经瘤所致的疼痛,而非去传入阻滞所致。DREZ切开术对带状疱疹后遗痛的疗效尚不明确,Friedman报道长期随访中,18%疼痛完全缓解,小于50%的患者疼痛部分缓解,他认为DREZ切开术对带状疱疹后遗痛的缓解常不能持久。由于病例数较少,DREZ切开术对这些顽固性疼痛的疗效仍不十分确定,需要进一步的临床研究。

2.4 疼痛复发

DREZ毁损术的近期疗效已得到肯定,但远期镇痛效果会逐渐减退,一般在术后数月内可出现复发。在早期的报道中,有60%的病例在术后7个月出现疼痛复发,但疼痛程度较术前明显减轻。疼痛复发的原因可能与以下因素有关:①术中未完全将后角区域破坏,Jeanmonod对4例DREZ毁损术后病例行组织学检查发现毁损后Rex的Ⅳ、Ⅴ层仍有部分神经元残留;②某些疼痛起源可能是多节段或多部位的,如丘脑等中枢机制参与疼痛的产生;③在DREZ区,尤其是RexⅡ层中存在起抑制作用的神经元以及起抑制作用的脊髓背外侧束的外侧部,手术毁损DREZ的同时可能破坏了这些神经元;④作为破坏性手术,DREZ毁损时可能同样造成传入阻滞性疼痛。在临床上DREZ切开术后,切开平面的临近节段出现新的疼痛,可能支持这种假设。

3.      手术技术

患者气管内插管全麻,取俯卧位,手术需在显微镜下进行。颈部手术的患者采用Mayfield头架固定,使颈部屈曲。在相应疼痛节段行半椎板或全椎板切除术,纵行切开硬脊膜,显露患侧相对应的脊髓节段背外侧面。根据解剖或在电生理监测(肌电图)的帮助下进行脊髓节段的定位。沿着选定的脊髓节段手术区,在脊髓背根小根支进入后外侧沟入口的腹外侧纵向切开软脊膜,用显微剥离子沿DREZ区钝性分离,直达后角,可通过其颜色变为灰色加以辨别。用显微双极电凝低功率烧灼,扩大毁损范围,一般深约3 mm。脊髓后外侧动脉走行于后外侧沟中,其直径为0.1~0.5 mm,由后根动脉发出,并通过Lazorthes脊髓圆锥吻合环与Adamkiewicz动脉的前降支在尾端吻合,该动脉必须从后外侧沟游离出来并加以保护。

在臂丛神经撕脱伤后疼痛的患者中,相应节段的背根消失,脊髓变性萎缩,使后外侧沟的辨别具有一定的难度。可通过上下相邻的正常背根进行辨认;进入脊髓细小的根血管也可帮助确定后外侧沟的位置;如果还难以确定后外侧沟的位置,术中刺激胫神经进行后柱体感诱发电位监测也是非常有帮助的。术中,DREZ切开的范围不应仅仅局限于损伤或疼痛的节段,而是扩展至邻近节段,尤其是当损伤的水平与疼痛区域相一致时。

除了用显微外科技术切开DREZ外,还可通过特定的射频电极对DREZ进行毁损。该电极的直径为0.25 mm,裸露的尖端长2 mm。毁损温度和时间决定毁损灶的大小,通常用75℃,持续15秒,每隔1 mm作一个毁损灶。

4.      并发症

与毁损节段相应的节段性感觉减退或缺失是DREZ切开术的一种副作用,而不能称之为一种并发症。由于大多数患者在术前就已存在感觉减退或缺失,因此该副作用对患者生活质量的几乎没有影响。DREZ切开术的并发症主要为脊髓损伤,最常见的是同侧后柱损伤所致的同侧本体感觉轻度障碍,或皮质脊髓束损伤所致的同侧肢体轻度无力,发生率约为5%~20%,常见于胸髓的手术。大部分的颈髓DREZ切开术后的患者,在长期随访中,会出现因颈椎不稳导致的颈肩肌肉酸胀不适,在某种程度上影响生活质量。还有部分患者,可能因为DREZ切开的深度太深,可导致对侧肢体出现感觉异常或者疼痛。此外,手术过程中损伤了脊髓表面的供应血管可能也是导致功能障碍的原因。其它少见的并发症包括硬膜下血肿、脑脊液漏及括约肌功能障碍等。

总之,在严格把握适应征的前提下,DREZ切开术对一些慢性顽固性神经病理性疼痛具有良好的疗效,尤其是臂丛神经撕脱后疼痛、脊髓或马尾神经损伤后疼痛以及幻肢痛,它对其他一些周围神经病变所致疼痛的疗效仍需进一步探讨。

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