脊髓刺激术（spinal cord stimulation scs）是指将脊髓刺激器的电极安放于椎管的硬膜外腔后部，通过电流刺激脊髓后柱的传导束和后角感觉神经元，从而达到治疗疼痛或其它疾病目的的一种治疗方法。（1）

     远古时人类就知道电可以治疗疼痛。1967年3月Shealy（21）首先通过锥椎板切开方法将电极置于脊髓背侧柱表面的蛛网膜下腔来刺激脊髓。至1975年，Dooley提出了经皮穿刺将电极置人入脊髓背侧硬膜外腔的新方法。但在以后数年间，由于对适应症缺乏更深入的了解、仪器性能的不稳定，使其迟迟未被广泛接受及推广。近年来，随着基础医学的发展以及临床资料的不断积累，人们对SCS的治疗机制又有了重新认识。虽然在病例选择、疗效评估方面尚存疑问，但神经源性疼痛综合症（neuropathic pain syndrome）和缺血性疼痛（ischaemic pain）已成为首选适应症。近期临床实践还表明：两种顽固性疼痛综合症——神经源性头面部疼痛、和中枢性去传入痛（如脑卒中后中枢痛）等两种顽固性疼痛综合症对SCS治疗的反应较好。不同国家，其应用范围差别也较大，据资料统计（32），每年有超过10，000例患者安放脊髓刺激器，其中一半是在美国，一些是在欧洲。有些疼痛，当其它方法治疗无效时，SCS却有效，但也有无效病例。
一、  SCS的组成及作用机制：
（一）组成：
     目前国内临床应用的脊髓刺激器为美国Medtronic公司生产。的整套神经刺激系统包括：刺激电极(Lead)、延长导线(extension）、和电脉冲发生器（Pulse generator）。刺激电极注入植入硬膜外腔后，由电脉冲发生器发生电流，经延长导线到达电极，刺激脊髓神经达到治疗效果。电极有单极、双极及多极阵列等多种，多电极的出现可增加了电场的刺激范围和部位，从而提高了操作的成果和疗效。（43）电脉冲发生器的参数设定、开启、关闭均有由体外监测控制器控制调控。刺激范围 可为0.1－1.0ms，1－120Hz，0－10V，最大输出电压为10V。电极插入后的定位，以受刺激节段支配的肌肉发生颤搐或电刺激的异感全部覆盖疼痛区为标准。如果电极尖端恰在正中，双侧均有颤搐或异感。操作时应借助X线透视或CT扫描。充分确认镇痛效果后，把发生器埋入上腹部皮下并与插入导线相连。近来上市的内置式微处理器，皮下埋置发生器部分的体积更小，带有病人患者自控按钮，可根据病人患者经常选择的参数自动制定刺激方案。治疗中多采用1ms以下矩形波，但频率可不同。硬膜外电刺激需为低频电刺激，。100Hz以上高频虽有镇痛效果，但有肌张力亢进和下肢上举，难以应用。用50Hz以下的低频率刺激，受刺激节段支配部位有推拿感、感觉缺失，减退区有从受刺激节段向颈部扩展趋势。
（二）作用机制：
     长期以来，由于以往我们对其不了解作用机制了解有限，延误了对SCS的信赖与接受了解和应用，近年来随着研究
的不断深入和设备的不断改进，人们对SCS的认识也在加深。但其作用机制极为复杂，仍须进一步研究。
的不断深入、设备的不断改进，人们对SCS也开始逐步明了。但因其作用机制极为复杂，一些确切机制仍不十分清楚，仍须进一步研究。
1．电刺激治疗神经源性疼痛：的作用机制：
     电极在硬膜外腔后部产生电场刺激脊髓后部的上行结构：脊神经背根，脊髓后角神经元，脊髓丘脑束等。临床证据表明（4）：至少在治疗神经源性疼痛方面，脊髓后柱功能的存在是实施行SCS治疗的必要条件，至少在神经源性疼痛方面。如果先行脊髓前侧柱切断术，例如脊髓丘脑束切断术，并不影响SCS疗效，但人的振动感（由脊髓后柱传输的）必须为SCS治疗效果而保留。
动物实验表明（5－9）：γ－氨基丁酸（GABA）神经元高度参与SCS的镇痛机制，传入性伤害性刺激可以通过γ－GABA来缓解。在猫和鼠的单神经元病变模型中，SCS可以刺激脊髓后角释放神经递质。触觉性异常疼痛痛觉过敏（Tactile allodynia），一种常见的神经源性疼痛，与GABA减少有关。，SCS通过增加脊髓后角GABA的释放可以明显抑制触觉性痛觉过敏异常疼痛。同时GABAB系统显示：由于SCS对GABAB系统的刺激，使兴奋性氨基酸－谷氨酸、天门冬氨酸在脊髓后角的释放减少。另外腺苷也可能参与。
神经生化方面的研究还表明：硬膜外腔SCS还可在不同程度的上促使体内自身内源性镇痛物质的释放。当低频率电刺激时，可使CNS脑脊液中的脑啡肽、内啡肽增多；高频率刺激时使脊髓内强啡肽含量增多，释放增加，从而发挥内源性镇痛效应。许多学者认为（115）：SCS作用的主要理论依据是符合闸门（Gate Control Theory of Pain）学说：即脊髓存在有控制疼痛信号进入大脑的入口，低电流刺激脊髓后活化疼痛抑制神经纤维，因而关闭了疼痛信息的传递，进而缓解和阻断疼痛感觉。
2．缺血性疾病的治疗机制见文中。
二、适应症：
表1是从1981－1998年（156）100余篇公开发表物中总结出的病例与疗效的统计资料
表1 . 相关病例与疗效的统计资料
疗效 疾 病 种 类
     成功>>远远大于失败 心绞痛 ， PVD－痉挛、，梗阻成功大于>失败 CRPSⅠ、CRPS Ⅱ、周围神经损伤、糖尿病性周围神经病、臂丛神经损伤、 FBSS－腿疼、马尾损伤（马尾神经综合症）、疼痛的神经病理性膀胱、残肢痛、关节病变综合症、肌痉挛、癌痛不稳定的成功 幻肢痛、 部分脊髓损伤、PHN、FBSS－背痛失败大于>成功 肛周、生殖器痛、肋间神经痛（不包括PHN）失败远远大于>>成功 脑卒中后中枢痛、完全性脊髓损伤、面部麻木性痛、 严重的伤害性疼痛（除外缺血性疼痛）不确切 腹部、盆腔等脏痛、完全性神经根丛抽出术。
     注：PVD-周围血管性疾病，CPRS-复杂性局部痛综合症，FBSS-脊柱手术后疼痛症候群，PHN-带状疱疹后遗神经痛，FBSS-脊柱手术后疼痛症候群，CPRS-复杂性局部痛综合症。
     从表中可看出，SCS可以应用的临床治疗范围主要包括：慢性顽固性（难治性）疼痛（Chronic intractable pain）、缺血性疼疾病、近年来一些学者对于用SCS治疗持续性肌痉挛也持乐观意见（10）。
（一）慢性顽固性（难治性）疼痛：SCS很少用于急性疼痛，其中以脊柱手术后疼痛症候群(failed back surgery sydrom FBSS)为主，约占全部病例的70％。
1、  脊柱手术后疼痛症候群FBSS：
      是目前最常用的适应症。每年有成百上千的患者接受腰部脊柱手术，极少数不成功，并遗留持续性疼痛或无力，再次手术也是常有的。这些疼痛包括背疼、单腿或双腿疼，其机制较为复杂。早期SCS成功率的报道多种多样，从11％－70％，病人患者大多有神经损伤。1975年Pineda指出，SCS对腿疼的反应优于背痛，并且在以后的大量实践中得到了许多学者(1985－1989－1990－1991－1996)的证实和支持，认为腿痛更似神经源性疼痛，而背部疼痛还有待于治疗技术上的改进。在40名以腿痛为主的前瞻性研究中，追踪24个月，从三方面进行评估：70％的病人患者认为SCS有效，值得使用；66％减少了麻醉药物的摄入，并伴随功能的改变。至1996年North, 和Law指出与腿痛相比，背痛也可以达到很好的效果。Hieu PD等人给77例曾经手术治疗无效的顽固性腰痛患者予以SCS治疗，平均随访42月后，疗效好的患者占63.6%、一般占22%、差和失败占14.4%
North等人（11）将50例FBSS患者随机分为SCS组和再手术组，进行前瞻性的、随机性的研究，，经3年随访，SCS组效果显著优于再手术组。与腰部脊柱再次手术相比， 得出SCS有统计学上明显的优势，而再次手术的成功仅有34％，且可能发生蛛网膜炎。与此同时美国Johns Hopkins大学也做了同样的前瞻性观察，将曾手术失败的慢性腰痛病人患者（FBSS）分为SCS治疗组与再手术组，随访半年，如效果差则相互改换治疗方法，结果SCS组需要改换手术的人数大大少于再手术组需改换SCS治疗的人数，说明SCS的短期疗效好于手术。
     一些学者认为随着时间的推移SCS的作用也逐渐下降，Burchiel进行了大量的观察发现：56％的病人患者“至少减少了50％的疼痛”，一年后只有35％的病人患者描述疼痛减轻为“好”或“优秀”。LeDoux（12）报告SCS治疗腰痛1个月后有效率（疼痛减轻50%以上）在90%以上，1年后降低为76%。。Devulder J等（13）对69例FBSS患者进行了平均13年的随访，26人（37.7%）因治疗无效、电极破损等原因而停止SCS治疗，43人（62.3%）继续使用SCS治疗，且效果良好，其中11人恢复了工作。
SCS能降低慢性腰痛患者FBSS的综合治疗费用。Bell等[10-11]的调查表明在相似疗效的情况下，手术+其它常规治疗方法，治疗2.1年的费用相当于SCS治疗5.5年的费用，SCS治疗的医疗费为3660美元/年/人[10]。
SCS与缓慢的椎管内阿片注射效果相比，有效率为62％，臀部低些，而吗啡只有38％。当双侧或中央部位心疼痛时，吗啡有效，SCS则不敏感。
2、神经丛和外周神经病变
，包括外周神经切断术：。截肢后由于外周神经损伤常引起残肢痛或幻肢痛，早在30年前已经认识到SCS可使疼痛减轻。Nielsen等报告：6例幻肢痛病人患者中有5例（两例上肢，三例下肢）的镇痛效果为“一般至非常好”，但幻觉仍存在。1997年Claeys等人[15]报告：7例下肢截肢的病人患者有5例取得好的效果，但随着时间的延长，效果则减弱。另一组观察：64例截肢痛病人患者，45％的病人患者疼痛减轻。5年后随访，仍有23％的病人患者疼痛缓解。9位学者研究发现，148例病人患者中，51％获得50％－100％的疼痛缓解，而18％获得25％－50％的疼痛减轻。目前SCS治疗截肢痛比较常用。某种情况下，减轻幻肢痛的同时也可缓解残肢痛的恶化。
      截肢后由于外周神经损伤常引起残肢痛或幻肢痛，SCS可使其减轻已早在30年前被认识到。Nielsen等人报告：6例幻肢痛病人中5例（两例上肢，三例下肢）疼痛减轻描述为“一般至非常好”，但幻觉仍存在。1997年Claeys等人报告：7例下肢截肢的病人有5例取得好的效果，但随着时间的延长，效果则减弱。另一组观察：64例截肢痛病人，45％的病人获得疼痛减轻。5年后随访，23％的病人仍有疼痛缓解。9位学者研究发现，148例病人中，51％获得50％－100％的疼痛缓解，而18％获得25％－50％的疼痛减轻。目前SCS应用截肢痛比较广泛。某种情况下，减轻幻肢痛的同时可缓解残肢痛的恶化。
      外伤、手术、异物、放射性因素引起的臂丛神经损伤，属神经源性疼痛，SCS对这些病例疼痛的治疗效果均良好。如果是完全性神经根断离，或背根神经切断术，则需要电生理检测和、放射学方面影像学的资料来证实。但有时由于颈部脊柱的活动度大，颈部电极疗效会降低，一些臂丛神经损伤引发的疼痛可以通过正确的外科手术修复得到缓解，虽然破坏后根传入区（DREZ）也有效，但与SCS相比，它是有创伤的性治疗。SCS对外周神经损伤引起的疼痛有良好效果，如糖尿病性外周神经痛，但必须是脊髓后柱的解剖结构及功能完好的前提下。没有疱疹的微皮损型疱疹引起的肋间神经痛也有效，但结果不一致，也许是病因不同所致。
3、  脊髓损伤
     脊髓部分或完全损伤除造成截瘫或四肢麻痹外，还伴有“恼人的” 脊髓损伤后疼痛。Benica的一项临床调查发现，损伤中约有69％伴有疼痛，其中1/3为严重疼痛。Levi调查353名脊髓损伤者，64％伴有疼痛，其中30％为神经源性疼痛，17％为非神经源性疼痛，17％为两者都有。Beric也曾对88名脊髓损伤病人患者的疼痛进行描述：33％的病人患者存在过渡区，20.5％的病人患者表现为双重病变，29.5％的病人患者是中枢性触物痛感痛觉过敏，17％的病人患者表现为其他类型的疼痛。由于脊髓损伤的部位、程度不同，疼痛的特点也不同，因此表现为不同的综合症，而且没有一个具体的标准。Benic将脊髓损伤后疼痛分为伤害性疼痛、神经源性疼痛和中枢痛，其中以中枢性触物痛觉过敏感痛常见和最严重。触物痛觉过敏痛感（dysesthetic）是1987年由Dvidoff提出，指出损伤后4周内会出现损伤部位远端疼痛，有些人对这种疼痛难以忍受甚或不堪忍受，严重影响了生活质量，而且传统的治疗方法效果很差，因此有些学者对严重或治疗无效的疼痛患者采用SCS获得到了较好的效果疗效。但部分损伤者的镇痛效果优于完全损伤者。
脊髓空洞症（SM）引发的疼痛多为中枢痛，采用SCS治疗可有一定疗效。其机制是电刺激抑制轴突传导痛觉的轴突，或激活轴突某种抑制疼痛的轴突。电极置入至硬膜外腔或在减压手术中直接植入，对脊髓空洞症的上肢疼痛，植入部位一般应在C2颈2-C4颈4水平。
     此外对多发性硬化（MS），及继发于MS的三叉神经痛经高位颈部SCS、痉挛性膀胱均有成功病历的报告。
4、复杂性局部痛综合征（CRPS）
     CRPS是一组包括反射性交感神经萎缩症、创伤性交感神经萎缩症、灼痛症、痛性萎缩症、得克萎缩症、创伤后骨质疏松症和创伤后血管舒缩障碍综合症等临床综合症的总称，其显著的临床表现特征为疼痛、感觉异常和血管运动功能障碍。IASP（The International Association for the Study of Pain）将其分为CRPSⅠ型和Ⅱ型，由一系列外伤包括烧伤、骨折、注射或一段时间固定不动引起的综合症为 Ⅰ型 ; 由外周神经损伤引起的慢性严重疼痛，并且有自发的、迟发的、营养改变相关的感觉异常综合症为Ⅱ型。前者有神经损伤的可能，但不能明确是什么神经损伤，后者有明确的神经损伤。
     SCS对这类病人患者有非常好的效果。Barolat对18例Ⅰ型病人患者进行观察：一半疼痛明显缓解，1／3无反应。Kumar所做12名病人患者的反应均为好或非常好。不完全的交感神经切断术对其无明显影响。24例Ⅱ型病人患者75％（18例）取得了极好或良好的疼痛减轻。对19例Ⅰ型或Ⅱ型病人患者放置永久刺激器，经过数年的随访是成功的，但在自主神经方面效果不是很稳定。近年有人[16]提出SCS可以替代交感神经切断术，而且可以显著调整病理学方面的紊乱。然而目前尚无充分的证据证明自主神经功能紊乱、神经源性痛及SCS三者之间存在着的相互制约关系。Hassenbusch观察30例病人患者中19例得到“好的或很明确的镇痛效果好或疼痛明显减轻”超过2.2年，并有明显血管舒缩功能的也明显改善。
     Shimoji K等[172]观察了SCS对454例痛症的早期治疗（1年内）效果，11.5%的患者完全止痛，71.1%的患者部分止痛（疼痛减轻30%~100%），1.3%的患者疼痛加重。效果最好的病种是癌痛和灼性神经痛，其次是糖尿病性神经病变的疼痛，效果较差的是疱疹后神经痛、血栓性脉管炎和肋间神经痛综合征。幻肢痛和慢性脊髓损伤性疼痛的疗效最差。 North R报道320例各种疼痛患者中，能坚持治疗7年以上者171人，平均随访7.1年，有效率为52%。Lazorthes等[187]总结了20年间所治疗的692例各种疼痛患者的疗效， 1个月的有效率为86%，长期治疗（2~20年，平均10年）有效率降为54%，由于设备和方法的改进，疗效有所提高，1984年后治疗病例长期有效率疗效为60~68%。
     SCS并非对所有类型的疼痛产生完全相同的影响；例如对癌痛治疗SCS并不十分有效，原因在于癌痛晚期时的过度的伤害性传人刺激。SCS对稳定的叮咬样及烧灼样疼痛有很好的疗效，但对发作性突发性疼痛无效
（二）缺血性疼痛
1．、外周肢体缺血性疾病（Peripheral vascular disease PVD）：
     供应肢体的血运一旦完全闭塞，很快引起缺血性梗塞。如果循环不能迅速重建，截肢将再所难免。然而不全闭塞，可以不行截肢，但患者运动或静止时常伴严重疼痛，甚或因此放弃运动。通过血管外科手术来解除痛苦不适用于所有病人患者，一些病人患者为了摆脱  疼痛最终还是选择截肢。然而缺血触发的微循环的病理学改变是可以通过神经刺激来调节的。
近年来的临床资料证明[19－20]：对那些保守治疗无效的下肢缺血性疾病、甚至行腰交感神经切除也无效、同时又不适宜进行动脉重建术或重建手术也不能奏效的严重外周肢体缺血性疾病PVD患者，如严重的硬皮病、糖尿病、血栓性脉管炎、雷偌氏综合症等疾病实施SCS，可消除或减轻疼痛、改善跛行、促使缺血性溃疡愈合或面积缩小、保存肢体降低截肢率、改善疼痛远端肢体循环灌注，提高经皮氧分压等。在欧洲SCS一半被用于外周肢体缺血性疾病PVD。Augustinsson等人3年间选择102例病人患者接受永久性电极植入，取得“良好或极好”的近80％，步行距离增加，皮肤溃疡治愈，并且强力推荐的是明显减少了截肢率，经过27个月的随访，疼痛减轻率和截肢率是稳定的，因此外周肢体缺血性疾病PVD组成了一个独特的SCS治疗的成功亚患者群。
      有关SCS在FontaineIII级（缺血静息痛）和IV级（静息痛，溃疡和／或坏疽）的外周动脉闭塞性疾病的有益有效证据也不断增加。Horsch S 和Claeys L[22, 23，24]报道177例药物和手术无效的患者，SCS治疗前已有63例出现下肢干性坏疽（Fontaine’s Ⅳ期级）。平均观察3年后，110例（62.1%）疼痛减轻75%以上，肢体保存；11例（6.2%）疼痛减轻50~75%，肢体保存；56例（31.7%）无效而截肢，4年后肢体保存率仍有66%。未截肢者的足背经皮氧分压（TcPO2）明显升高，说明SCS能改善肢体微循环。如果治疗的前3个月内能使TcPO2升高50%以上，则提示治疗效果好。
     外周肢体缺血性疾病PVD经SCS治疗后疼痛减轻常伴随运动能力的增加，步行距离差不多达500－600米，同时促进皮肤溃疡的改善，但面积通常小于3平方厘米。Claeys和Horsch的研究发现：将86例Fontaine’s Ⅳ期患者随机分为SCS组和前列腺素E1（PGE1）组，治疗12个月后，SCS组的溃疡愈合率、恢复到Fontaine’s Ⅱ期的病人患者数均比高于前列腺素E1PGE1组高。且非糖尿病人患者用SCS治愈皮肤溃疡的有效率比PGE1组高四倍，糖尿病人患者的治愈率比PGE1组高的三倍，与非糖尿病患者相比糖尿病病人患者的溃疡疗效较差。并且认为治疗前如果TcPO2＜10mmHg，则预后较差，治疗后TcPO2升高26±8.6mmHg者，溃疡或截趾伤口能愈合。高的TcPO2也存在于前列腺素E1的治疗中，但它是持续时间短暂的，Fium等人1989年报道了有效率渐进性减低，3年后疼痛减轻的比率是70％，4年后是64％。Kumar等人1997年报道了2／3的病人患者的疼痛减轻有超过50％的疼痛减轻，1／4超过75％的减轻，1／5没有疼痛的改变甚至加重。Jivegard和他的同事们等（1995）研究发现，接受SCS的病人患者在一年内疼痛有明显的减轻（通过visual analogue scales,VAS评估），18个月的时候平均的疼痛仍明显减轻水平轻微下降但仍是明显的缓解。
     最初，SCS的主要目的是降低截肢率，6个月时可降低75％（1991），1年时可降低70－83％，2年时56－64％（1992）。截肢多发生于经SCS治疗无效时或在进行SCS时已经出现坏疽者。但也有学者不支持这种观点，美国及欧洲一些国家更支持血管外科手术，与其它方法相比，如腰部交感神经切断毁损术可减轻76％的没有截肢病人患者的疼痛最少2年。SCS不能代替动脉重建术，却是缺血性疼痛截肢病人患者的一个选择。
     不是所有外周肢体缺血性疾病PVD都是由动脉闭塞引起的，有些是因血管痉挛导致的。Augustinsson和他的同事们（1985）指出血管痉挛性疾病是最好SCS的SCS最好适应症，可使经皮氧分压（TcPO2）升高，疼痛控制良好。有关SCS对PVD的作用机制正逐步被一些学者所研究，认为：PVD在外周肢体缺血性疾病时，动脉闭塞远端部分微循环发生“不适应”的改变，而非大循环改变。SCS主要是对具有使外周血管收缩作用的交感神经起调节作用，确切的机制和血管活性物质的作用尚未被充分揭示，但与胆碱能、肾上腺素能、降钙素基因相关肽、一氧化氮有关，产生血管舒张，抗血管痉挛，使“四肢温暖”，对抗伤害感受等刺激。
2．心绞痛
      自70年代初期，SCS治疗心绞痛一直是SCS的研究重点，每年都有不少文献报道。 1985年起Augustinsson开始用SCS这种技术治疗心绞痛400例，以后又有许多学者做了许多观察，认为SCS可使所有频繁的、严重的心绞痛发作病人患者减轻，有些甚至不发作，同时服用GTN甘油三硝酸酯的剂量减少。De Tongste报告22个病人患者，1年内发作次数由15.6次／周减少到6.3次／周，同时GTN由11片／周减少到1.8片，运动量也在增加。从此后用SCS治疗顽固性心绞痛被欧美医生广泛采用，并且其确切疗效已得到充分证实及广泛认同。
      SCS应用之后是否再辅助右心房起搏技术可说明SCS在治疗心绞痛中的作用。

      Sanderson、Mannheimer等人[24-25]在作用机理上也作了前瞻性研究，发现心率快，ST段降低少的病例行SCS可以取得好的良好疗效。20名病人患者心绞痛发作间隔时间明显增加延长，ECG心电图上ST段有相应改变，控制心率在一定程度上减少心绞痛的发生，与不用SCS控制心率相比，控制心率并用SCS可以减少心肌需氧量和增加冠状血流量，改善心肌乳酸代谢。心电图ECG和代谢改善的证据证明了SCS有抗缺血作用，并且改善左心室功能。
     最近，电子发射断层扫描（PET）[26-27]表明，SCS作用期间心肌血液流变学发生有利于改善缺血部位供血的重新分布。在另外一组研究中，研究者发现冠状动脉血流速度加快。上面两个研究均证明神经刺激可以增加心绞痛患者的心肌血供，进而改善心肌供氧。或者可以说心肌氧需求与氧供给之间的平衡得到改善，提高了供氧与耗氧严重失衡的阈值。在临床上，SCS的治疗效果体现为增加的活动能力以及延迟的心绞痛发生，即最终心绞痛仍然会发生，心绞痛并非消失而只是发作频率减少。神经系统的活动对控制冠状动脉的张力有着十分重要的作用，如由恐惧或焦虑引起的交感神经反应可以诱发或加重心绞痛，进而可以推断缓解疼痛本身即有抗改善缺血的作用功能。疼痛发作可增加交感神经活动，而后者可促使心肌耗氧量增加，同时可以引起冠状动脉狭窄处的收缩(使非明显的狭窄变为致命性狭窄)及远端小血管的收缩而减少心肌供血。
     SCS的作用在于可以直接抑制交感输出或者因为电流播散至脊髓外侧柱而阻断由疼痛引发的反射弧，最终降低交感神经的活动能力兴奋性。Emanuelsson等人亦发现经皮电神经刺激似乎具有抗交感神经作用，降低收缩压，减少去甲肾上腺素及肾上腺素水平。SCS亦可能对疼痛本身产生直接影响。在实验室里，人们发现电刺激心肺交感传人纤维或心内使用缓激肽可诱发脊髓丘脑束细胞的过度活动’，而这种活动又可被脊髓电刺激所抑制。疼痛抑制的另一个机制亦可能在于SCS可以激活内源性阿片系统。在动物研究中发现：SCS抑制脊髓丘脑神经元的伤害感受向心脏的传入。心肌的β-内腓肽释放也与镇痛有关，但目前还没有直接证据证明SCS影响交感传出，SCS减少心率并不常见。目前学者们普遍认为的作用机理（1）SCS具有直接镇痛作用。（2）增加心肌血流灌注的均匀性，使缺血心肌的血液灌注相对增加。（3）SCS能降低心肌耗氧量。
     许多学者从治疗机制、死亡率、经济效益、社会效益等方面进行研究结果表明：SCS治疗心绞痛的短期有效率为100％，长期效果80％。一般运用于CABG失败或不适宜行CABG病人患者。治疗效果的关键在于仔细的筛选患者。目前比较公认的适应症原则是(1)血管造影证实有明显的冠状动脉疾病同时又不适合行血管成形治疗，如冠状动脉架桥术或经皮腔内冠状动脉血管成形术；(2)心绞痛为NYNA分级Ⅲ或Ⅳ级；(3)通过症状限制的二阶梯运动试验或其他方法证实的可逆性缺血；(4)最大可耐受剂量的抗心绞痛药物治疗至少一个月以上，至少使用下列3类药物中的2种，包括长效硝酸盐，β受体阻滞剂，或钙离子拮抗剂；(5)患者年龄一般限制在75岁以下。Gothenburg[25－26]研究组还做了以下的对照：51个CABG病例及53个SCS病例：6个月后CABG死亡率为13.7％，SCS为 1.9％；脑血管发病率CABG为8例，SCS为2例。
      关于运用SCS的安全性有两个问题需要提出指出：（1）在SCS的应用初期，人们认为SCS既然能镇痛，就可能掩盖即将发生的心肌缺血、急性心肌梗塞致命的警示症状。但最近的研究证明SCS是安全有效的，不会掩盖和增加心肌缺血的危险性[3016, 18, 19]。Mannheimei C观察到SCS能使诱发心绞痛时的心率升高（即心脏能耐受的运动负荷增加）、心电图改善，但一旦出现心绞痛，其心电图表现和心肌乳酸盐代谢物水平均与无SCS刺激时出现心绞痛的表现一样。Andersen对50例SCS治疗的患者进行长期跟踪，5年内有10人发生急性心肌梗塞，其中9人有典型的胸痛症状，说明SCS没有掩盖心肌梗塞的疼痛等临床表现。Olgin JE[31]等人的动物试验（犬）也证明：用犬胸部SCS不仅可以治疗慢性心绞痛（chroni angina），并且可以预防突然的心脏猝死死亡。S Murruy et al等为19例顽固性心绞痛病人患者实施SCS，并进行回顾性分析，证明SCS能有效防止顽固性心绞痛病人患者住院，并且不掩盖严重缺血症状或导致无症状梗死。（2）是否与起搏器有相互影响：回答是有潜在危险的，但只是在SCS高电压时（），一般情况，特别是双极和多极的起搏器无影响。
美国密歇根卫生系统大学癌症疼痛与置介入治疗中心的负责人Rosenthal博士最近报道，难治性心绞痛患者采用SCS不仅缓解疼痛还可改善病变冠脉的血液循环。SCS发放电脉冲至脊髓，对心肌血流产生影响。患者通过手控调节器控制参数，当自觉有心绞痛症状时，自己开启刺激器。在欧洲5年内，已有数千名心绞痛接受SCS治疗。虽然SCS治疗心绞痛尚未获得FDA批准，但多数保险公司认为为SCS付费很值。
三、SCS的安放与病例选择：
（一）SCS的安放：SCS的安放需要两个阶段：
     第一阶段：也称试验性筛选。患者取俯卧位，局麻下进行操作。用硬膜外穿刺针或Touhy套管针穿刺至硬膜外腔，在X线透视下将导线临时试验电极经套管针送入硬膜外腔，直至临时试验电极到达需要的部位。可用X线透视、躯体诱发电位、计算机控制系统准确定位。一般上肢疼痛时，临时试验导线电极的末端在C4颈4椎体水平，下肢在T12胸12椎体水平，并根据病人患者的症状调整电极的位置。将电极的连接导线与体外发射器（screener）相连，给予刺激后产生异感，同时设置刺激的振幅、脉宽、频率、电极，使异感尽可能覆盖整个或大部分疼痛区域，然后将导线电极留在该位固定，拔出套管针观察。应用肌电诱发电位仪确定电极的部位，可以使电极的置入定位更加精确可靠。这些临时放置物入的电极在硬膜外腔内的保留，一般不应超过十天。电极的置入通常是在局部麻醉下完成，因为术中识别试验刺激在身体的确切分布范围是确保治疗成功的关键步骤，因此需要患者清醒与术者密切配合。但偶尔亦需全麻，一般当置入点在C1颈1脊髓节段或拟置入区曾有手术史患者才需在全麻下进行电极置入。在筛选期间，病人患者可进行一般的正常生活，但要取得病人患者的充分配合，完成对SCS治疗效果的评估，即医患双方详细填写绘制疼痛评估表格、示意图，疼痛的强度可用“5 point pain scale ” 和 “10 point VAS ”，用绘制示意图确认疼痛区域等。同时告诫病人患者注意事项和如何操作该系统。通过术前、术中、术后这些资料及刺激参数的收集、分析，对刺激参数进行不断的调整，使疼痛达到最大程度的缓解。如果筛选间病人患者没有明确反应，应放弃SCS的治疗，将临时放置物取出。在心绞痛病人患者，这种实验性筛选未被普遍使用。另外实验性筛选也可能出现假阳性或某种误导作用。
      第二阶段：永久性刺激器的置入（ITREL）：实验性筛选是为了评估SCS对疼痛的效果、镇痛药物的应用、生活质量、电能的类型、最适宜的刺激参数等。如果病人患者对SCS有明确反应，则可进入第二阶段，取出临时置入物，安放完整的SCS系统。患者俯卧位，在上胸椎（治疗上肢）或腰椎（治疗下肢）作5厘米长的正中切口，切除椎板，用前述方法置入永久电极并固定。之后再呈侧卧，在左下腹作一5厘米长的切口，形成一皮下囊，此处安放电脉冲发生器。将导线经皮下隧道打通器与背部切口的电极导线接通，关闭两处切口。开通脉冲发生器发送刺激。
     电极的准确置入对SCS治疗成功至关重要，但刺激参数设置及随访更是不可忽视。识别阈是指－患者开始感觉到刺激反应的电压；耐受阈是指－患者感觉到刺激反应过强而产生不愉快感觉或诱发运动收缩时的电压；我们欲设置电压的范围即是耐受阈与识别阈之间的差值。当满意的电极位置及最佳刺激电压被选定后，下一步应选择刺激频率，尽管大多数患者选用20-100Hz，但不同个体之间有时存在相当大的差异。波宽会对电压有一定程度的影响，有时需耗时4-5个月时问才能找到适合特定患者的最佳刺激参数。对慢性顽固性疼痛患者频率80－100Hz，波宽100－210µs，电压2－6伏。在以后的6－8周内，刺激参数仍须不断调整及仔细随访。
（二）病例的选择：如同其他所有疾病，在着手治疗前首先应该考虑诊断，SCS也不例外，不是所有的病人患者都适用于SCS，必须制定选择和了解应用的标准，才能减少失败。70年代末期，SCS曾风糜整个欧洲及美国，当时SCS几乎囊括所有类型的疼痛，治疗病人患者成千上万。由于病例选择的不恰当，加之仪器设备在技术上的不完善，最终导致了治疗效果的极其不理想。至80年代时，SCS开始徘徊于低谷。只有近5-6年，人们才重新启用SCS。为了降低失败率、感染感染率以及其他并发症的发生，并减少治疗费用，人们研究采取一般评估和检查的方法筛选病人患者，缩短试验治疗的时间。Rainow NG等在SCS治疗前对病人患者进行详细的各种评估和问卷调查（包括身体的、心理的），符合入选标准的患者方可安放。比利时Gent大学医院疼痛诊所科已经制订了一份包含24个项目的问卷（主要为心理学调查），可用于初步筛选腰痛病人患者[31]。Burchiel KJ等[32]研究了40例腰腿痛患者对SCS治疗的反应，得出以下回归方程，也可初步筛选病人患者：VAS（%）=112.57－1.98×D－1.68×Age＋35.54×MPQe（VAS％是—治疗后目测类比法评定视觉模拟评分的疼痛减轻程缓解度；D—明尼苏达多相个性调查量表中的D项抑郁症量表得分；Age—年龄；MPQe—McGill疼痛问卷得分）
此外在如下方面也应其它需要注意的是：
1、疼痛的性质：
     SCS并非对所有类型的疼痛产生完全相同的影响，例如对癌痛治疗SCS并不十分有效，原因在于癌痛晚期时的过度的伤害性传人入刺激。但有些作者则持相反意见。SCS对稳定的叮咬样及烧灼样疼痛有很好的疗效，但对发作性疼痛无效。经过大量的临床分析，North发现“sharp”与成功相联系，而“wretched”、“pounding”、“pressing”和“terrifying”常与失败相联系。Burchiel观察到对背、腿痛也有很好的前景。
2、心理因素：
      精神病和人格错乱严重影响SCS的结果。Nelson等人指出：MMPI-D（人格，抑郁测量标准）增高，SCS的作用就越小。他们认为：尚未控制的精神错乱、具有自杀或杀人倾向、未被治疗的严重抑郁症、躯体症状失调、酒精或药物的依赖、严重的认知障碍都应排除使用SCS。在比利时对100名病人患者进行了研究和精神病学的测定，经筛选后再行SCS比没有不经测定保留的病人患者成功率要高出三倍。此外，心理因素在慢性疼痛中有很重要的作用。
3、技术因素：
     早期蛛网膜下腔、硬膜下腔、硬膜内的放置均不满意，以后将放置部位改为硬膜外腔。当刺激电极位于距脊髓背面中线3mm之内时可产生最有效的刺激作用，但通常只有当电极位于中线时才能对中线结构(如下背部，臀部，会阴区)产生最佳刺激效果。如果疼痛是单侧，电极必需安放于疼痛的同侧，如果疼痛范围较广，电极放于中线，应避开与神经根的接触，负极在脊髓的位置应是初级刺激水平。引发的感觉异常即使不是全部疼痛区域也必须覆盖大部分。电极有“线状”及“盘状“两种。前者可经皮通过Tuohy针插入，但当电流在360°周缘区被耗散或移动时，效果会有所改变。后者要求必须行椎板切开或切除术，但接触面积大，可以缝合固定在硬膜上。两者的能源提供为体内脉冲发生器IPG或体外射频RF。体内脉冲发生器IPG每过几年便需复位，开销大。体外射频RF成本低，在高输出处（如多电极陈列）更有优势。放置范围：心绞痛，电极可放置于C7颈7-T12胸12之间，略向左；下肢PVD多为胸T10；腰部T胸8-9；下背部疼痛T胸12—L腰1或L腰1—12；肩部颈C2-4；手颈C5-6；上肢颈C7－T胸1；躯干痛刺激T胸3-8；大腿前部T胸7-8；大腿后部和会阴T胸11-L腰1；有些作者认为下肢可选择T胸12-L腰1；而且阴极刺激阈值比阳极低。机场、商场的防盗系统，MRI对刺激器是有影响的。
4、管理因素：
要使SCS治疗达到最佳效果必须建立一整套完善的管理程序，这其中包括：
1）对适应症的选择
2）对病人患者及家属的宣教工作：
     接受SCS治疗的病人患者都是忍耐慢性疼痛相当一段时间，经历了多种方法、其中包括TENS(经皮电刺激)治疗失败的病人患者，他们渴望SCS的治疗，一些人甚至希望SCS能达到100％的疼痛缓解，彻底摆脱药物、解除理疗、使各种功能恢复。所以在实行SCS之前，对病人患者进行宣教、使病人患者理智、客观、现实地看待SCS的治疗十分必要。
要让病人患者明了SCS的治疗目标是减轻疼痛而不是排除疼痛，减轻疼痛的程度为50％－70％，而且在治疗中十分需要病人患者的配合及参与，包括①术前、术中、术后疼痛强度评估表、示意图的填写及绘制 ②术中电极的放置、刺激参数的设置等都是根据病人患者的描述完成的 ③术后SCS系统的操作、术后注意事项、尤其治疗初期对一些活动的限制等都需要病人患者的主动的配合及参与，在整个SCS治疗中，只有病人患者的积极治疗意识及自我管理意识，才能使SCS的治疗效果达到最佳。
Myerson（33）为保障SCS成功设定提出了7项指标：①经积极保守治疗无效者。②不适宜再进行外科手术者。③无明显的药物成瘾。④无明显得心理障碍。⑤无SCS手术禁忌症。⑥试验性筛选有效。⑦有明确的病因导致的疼痛。
四、并发症:
1．仪器：
     没有一个系统是没有错误的，尤其是电极的移动，而且RF体外射频系统的天线易被损坏，几毫米的电极移动即可导致失败，在经皮的电极系统中更易发生，约20％－30％的概率。颈椎的活动度大，将电极缝合在硬膜上可增加可靠性。
2．病人患者：
（1）电极进入椎管，一定要在C形臂X线监测引导下进行操作，首先应明确电极是位于硬脊膜外腔还是蛛网膜下腔。当电极在蛛网膜下腔时，导线行进时几乎没有任何阻力，并且可以向两侧有很大幅度的摆动；而当导线在硬脊膜外腔时，只有通过特殊技巧才能行进。另外当电极位于蛛网膜下腔时，用极低的刺激强度即可诱发运动或感觉反应。可以此判断电极的确切位置。电极一旦穿破硬脊膜后导致脑脊液外渗常引发头痛。一些顽固性的脑脊液漏可表现为头痛和脉冲发生器处的脑脊液聚集。可采取的方法①之一是让患者使用张力腹带压迫脉冲发生器及导线所经的路径2-3周。方法之二可，②或行硬脊膜外腔填充治疗。③方法之三严重的患者应行手术探查并修补漏口。
（2）硬脊膜血肿，多见于椎板切除术后，可造成继发性脊髓压迫损伤。操作中的神经
根或脊髓损伤，均是SCS中极为严重的并发症。为了提高电极置入位置的准确性并减少损伤等并发症，应尽可能采用穿刺法植入电极，现已将有报告用硬膜外腔镜技术引入SCS中电极，这样可以在明视下进行操作。由于设备的昂贵，目前国内外尚未引进推广。
　 （3） 电极移位通常发生于置入后数天内。目前所用的经皮电极的移位发生比率明显高于板式电极。一些作者认为电极置入点至少要低于靶点水平2个脊髓节段以上，使电极在硬脊膜外腔段内就具有一定长度，有利于其位置稳定并减少移位。
　　（4）感染约5％，大多数为表浅的，对IPG或接受装置有影响，但不必摘除整个系统，而且硬膜外感染极少。糖尿病人患者感染率较高。但有些报道则认为置入装置的感染发生率为0．5-15％。且常累及脉冲发生器和射频接收器以及联结电极的导线，偶尔也累及硬脊膜外腔。感染的发生可于置入后数天至数年内，表现为置入装置表面区皮肤的顽固性红肿及压痛。对于这种顽固性感染的最终摘除整个系统并给6周的静脉抗菌素注射。一般行SCS前，可按各自医院的习惯，术前和术后预防性的使用一些抗菌素，可降低术后感染的发生率。
　　总之，SCS是一种安全的非药物性镇痛方式，再次手术治疗或手术的原因多是电极发生移位后的复位或重新安放或取出电极，目前小于30％（不包括体内脉冲发生器IPG复位），曾有报告有一例死于肺栓塞。
3．晚期失败：
     此外，还有一些“硬件”无法难以解释的治疗失败。North和Ohnmeiss等人总结在最初五年内报道疼痛改善的平均数逐渐下降，近一半的病人患者在2.1年内镇痛效果下降。另一组显示，6周内53％取得“50％或更好的镇痛”，1－2年内降到只有26％，表明了后期的失败。但70％仍然说他们愿意接受和推荐这个方法，因此，“镇痛百分率”标记和对疼痛记忆的相互关系的可靠性的不足，但也说明SCS晚期失败并非技术问题。
五、疗效评估：
     心绞痛和外周肢体缺血性疾病PVD对SCS的反应比较直接，因为缺血、发作频率、甚至是疼痛（如每周服用GTN的量）都可通过客观数据获得。CRPS复杂性局部疼痛综合征的自主神经功能失调表现也是比较独立。而对神经源性疼痛的效果评估或一些运动功能的恢复改善则不是确切的，复杂的。有时取决于病人患者对SCS的理解及接受程度，以用药量的减少来作为指标已经“退化”，因为与心绞痛病人患者不同，神经源性疼痛病人患者常同时服用镇痛药和对精神有明显抑制作用的药物，有时已经成瘾。但在有些病例，如颈椎强直、关节痛等，结合SCS则是非常成功的。另外，疗效的评估与病人患者对疼痛的记忆有关。有证据表明慢性疼痛较急性疼痛记忆清晰，但慢性疼痛的病人患者不能正确记忆先前疼痛的强度。而且兴奋水平、悲伤的情绪、对药物的信任、以前疼痛的强度、疼痛的改变都影响疼痛的记忆。如果目前的疼痛强度低，那么被记忆的疼痛则较先前实际疼痛轻，SCS则被低估。对治疗前疼痛不精确的记忆将完全影响神经源性疼痛对SCS结果评估和病人患者的感觉。所以对接受SCS治疗病人患者建立完整的评估表格，包括治疗前、术中、治疗后的表格十分必要。大量关于SCS的报道采用“疼痛减轻的百分比”作标记，但疼痛的强度即非计量性也非线性。有人认为以连续VAS评分或许更好，但也有其不足，有些人推荐，用SCS治疗价值来评估效果，如“你愿意在重新经历一次以前的疼痛吗？”等来推断SCS的真实效果。
      综上所述，临床上应用SCS时应注意：1.病人患者的评估与选择。2.病人患者及家属的宣教。3.试验性筛选。4.试验性筛选期的调整与疗效评估。5.体内刺激器的置入。6.置入手术后病人患者的恢复。7.短期病人患者的随访和疗效评估。8.远期病人患者的随访及处理。
     综上所述，SCS历经数十年的基础研究和临床应用，特别是伴随计算机技术和微电子技术的发展，已进入成熟的产品阶段，近十年的病例中，疗效呈不断提高的趋势。与现有的众多的药物镇痛疗法、神经阻滞疗法以及手术镇痛疗法相比较，SCS在长达多年和十多年的镇痛过程中的非药物性和无创性是其最大的优点。这是因为，到目前为止，尚无哪一种药物连用多年和十多年而不发生毒副作用、耐受性或躯体和精神依赖性。目前在国内开展SCS疗法的主要困难是一次性的治疗的综合费用较高，其中主要是器械价格昂贵。按照国外的计算，当连续应用一段时间后，平均每日的分摊费用低于每日药物治疗所需费用。如有国内研制的SCS装备面市，则价格会显著降低，成为广大慢性疼痛患者的福音。