脊髓电刺激（spinal cord stimulation，SCS）是指将刺激电极安放于特定节段椎管的硬膜外间隙，通过受控电流刺激脊髓后柱的传导束和后角感觉神经元，从而达到治疗疼痛目的的一种外科治疗手段。随着电刺激仪器的不断进步以及临床经验的积累，目前SCS技术在国内外广泛应用于治疗神经病理性疼痛、脑缺血、冠心病心绞痛、癌痛等领域。近年来，以糖尿病肢体动脉闭塞症、下肢动脉硬化闭塞症、血栓闭塞性脉管炎为主的下肢缺血性疾病发病率逐年增加。慢性下肢缺血性疾病导致的长期、持续、重度的肢体疼痛，严重影响患者生活质量和引起相关心脑血管并发症发生。有研究指出，SCS可以缓解肢体缺血疼痛，改善缺血肢体血供 。但其治疗的确切作用机制尚不十分清楚。本文拟整理SCS的发展沿革、机理研究和技术进步，综述SCS在慢性下肢缺血性疾病中的应用进展。

    1965年，Melzack和Wall提出疼痛的门控理论是SCS的重要理论基础。该理论的核心观点为在脊髓-大脑痛觉传导通路中有一类似闸门的特殊结构（脊髓后角SG细胞），其作用是选择性控制通往大脑的讯息，疼痛刺激必须经由脊髓闸门结构而后传入大脑；闸门也可随时关闭，以阻止某些由躯体神经系统传导来的讯息进入大脑。其中，外周感觉粗纤维（A-β纤维）的冲动通过兴奋SG细胞而使初级传入末梢去极化，产生T细胞的突触前抑制，使闸门关闭；而细纤维的冲动则通过抑制SG细胞而使传入末梢超极化，产生T细胞的突触前易化，使闸门开放。因此，通过对脊髓后柱、脊神经后根部或脊髓其他部位的A-β纤维进行电刺激可逆行抑制被刺激的脊髓节段细纤维痛觉信息接收，产生电刺激抑制痛觉的现象。在此理论基础上，1967年美国Shealy等首次利用对脊髓后索施加电刺激治疗晚期慢性癌痛并获得成功，从而正式开启了SCS在临床疼痛治疗中的应用。随着研究的深入，除了基于疼痛门控理论的脊髓SG细胞兴奋和T细胞突触前抑制机制外，研究人员还发现SCS发挥镇痛和扩血管作用的其他神经内分泌机理。交感神经抑制可以扩张肢体末梢血管，有研究发现SCS可以舒张大鼠后肢皮肤血管，但此作用可以被交感神经切除术、神经节阻滞剂或烟碱乙酰胆碱受体拮抗剂阻断，提示SCS的舒血管作用与抑制交感神经传出活动相关，可能是干扰了交感神经节的烟碱传递和抑制了节后α-1肾上腺素受体。也有研究指出，SCS逆向激活感觉神经纤维，使神经末梢去极化释放降钙素基因相关肽、一氧化氮等舒血管信号分子；另外，SCS也可以刺激交感神经节前神经元释放γ-氨基丁酸（GABA），激活脊髓背角神经元内的细胞外信号调节激酶（ERK）和蛋白激酶B（AKT）的信号传导通路，下游的辣椒素受体1（TRPV1）活化，同样会引起舒血管信号分子的水平升高。

    随着研究结果对于治疗效果的肯定，以及手术微创化和器材小型化、智能化的发展，SCS治疗的适应证也在不断扩大。最开始Shealy等使用SCS治疗慢性癌痛，后来SCS对于腰椎术后疼痛综合征和复杂区域疼痛综合征治疗效果得到随机对照试验等高等级临床数据的支持，并成为SCS的首要适应证。目前，随着SCS在外周血管病、难治性心绞痛、糖尿病周围神经病变、雷诺综合征等方面的研究逐渐增多，相关治疗指南也对SCS作出不同程度的推荐或建议。

    各种原因的肢体血管闭塞可以引起包括静息痛、组织溃疡坏疽等严重缺血症状。慢性严重肢体缺血治疗的首要目的是保全肢体，而最终目的则是行走功能的保持和良好的疼痛控制。但需要注意的是，不同于急性严重肢体缺血，慢性严重肢体缺血患者截肢的风险不仅仅取决于肢体缺血的严重程度，其疾病的预后转归与足部伤口的情况、是否合并感染等密切相关。此外，良好的疼痛控制能极大地提高患者生活质量，改善患者全身情况，是促进伤口愈合以及功能康复的重要前提。

    对于所有慢性严重下肢缺血患者，止疼、危险因素管理、伤口护理以及必要的抗感染和感染灶引流是治疗的基石，推荐使用于所有患者。血管重建则可以帮助解剖条件合适的患者尽快实现肢体组织的再血管化，提高了严重缺血患者的保肢率和溃疡愈合率，并有助于生活质量的提高。但是，相当一部分患者，或因动脉病变过于广泛、解剖条件不允许，或因存在手术禁忌、无法手术耐受，或因再血管化失败等，面临严峻的截肢风险。对于这一部分患者，如果药物控制不佳，SCS有望改善甚至缓解患者的静息痛症状，避免或延迟截肢发生，提高患者生活质量，可以作为不可手术缺血患者治疗方法的二线选择。

    目前认为，不宜手术再血管化的慢性严重下肢缺血是SCS治疗的手术适应证。其中，慢性严重下肢缺血的定义是指外周血管疾病导致的、以静息痛和组织溃疡为主要临床表现的下肢缺血状态。不宜手术再血管化的判断依赖于外科医生，一般来说血管造影上小腿无胫前动脉、胫后动脉或腓动脉显影，无合适血管作为动脉搭桥远端流出道，没有合适的自体静脉作为桥血管，或者患者全身情况无法耐受手术治疗的，患者的手术再血管化成功机会小，失败率高，不宜勉强尝试再血管化动脉重建。此外，拟接受永久电刺激装置植入前，一般会对下肢缺血患者进行试验性电刺激装置植入，以观察电刺激治疗对于患者缺血疼痛的治疗效果。手术效果的评价包括两个方面：主观评价主要是临床症状的改善，包括疼痛的缓解，溃疡的愈合，生活质量的提高；客观评价包括肢体末梢经皮氧分压测定，下肢动脉血流速率等。有研究认为，植入测试电极后，经皮氧分压绝对值提高>10mmHg，或者相对值提高>20%，或者血流速率峰值>10mm/s，预示永久SCS植入能较好地改善下肢缺血患者预后。

    《柳叶刀》杂志发表的一项多中心前瞻性随机对照研究（ESES-trial），研究共纳入了120例不适合外科手术的慢性下肢严重缺血患者，一半接受标准药物非手术治疗（包括镇痛药物，抗血栓药物如阿司匹林或华法林，血管舒张药物如己酮可可碱、丁咯地尔和酮舍林，局部伤口处理和抗感染），另一半行SCS手术；两组患者平均随访时间为20个月，亚组分析显示，两组患者在接受治疗后的1-3个月内，疼痛程度均明显减轻，但SCS组需要的镇痛药物数量明显少于药物治疗组。Reig等总结了该中心20年来收治的260例施行SCS的患者的临床资料，最常见的病因即为周围血管疾病，占总手术患者的37.7%，这部分周围血管疾病患者SCS术后有87.75%均能获得良好的疼痛缓解效果。Liu等研究发现，疼痛的改善伴随着患者行走距离和行走时间的增加，睡眠时间的延长，从而大大改善了患者的生活质量；在SCS手术组患者中没有需要轮椅辅助行走（0/37），而非手术组中有超过20%的患者需要轮椅辅助行走（10/41）。因此，SCS治疗慢性下肢缺血性疾病的关键之一在于有效的镇痛。

    SCS的治疗原理不仅是对疼痛有明显缓解，对血管外科而言，更重要的是能通过抑制交感神经，使所刺激的躯体节段的血管扩张，对于主干血管闭塞的患者，侧支循环的广泛开放有利于远侧缺血症状的缓解；与交感神经切除术不同，SCS是非毁损性地、可逆地抑制交感神经。Spincemaille等研究发现SCS与药物治疗对于缓解重症肢体缺血患者的疼痛症状效果相当，2年保肢率SCS组为52%，药物治疗组为46%。liu等使用放射性同位素铊-201观察到在植入SCS仪后患者下肢微循环血运明显增加。Pedrini等荟萃分析提示SCS能明显增加患者缺血区域的血流，其疗效对于不合并糖尿病、或者糖尿病早期不合并糖尿病足的患者优于已发生肢体坏疽的患者；而且，对比药物治疗，其缓解疼痛的作用更加持久。另外，不同于疼痛科对脊髓刺激仪的使用，血管外科用于治疗下肢缺血患者时，脊髓刺激仪覆盖节段应当包括近段供血区域——也就是血管主干中断以上的部分区域，以确保扩张的侧枝血管有效供血。

    而对于以保肢为目的而言，目前的研究也肯定了SCS治疗慢性严重下肢缺血与传统药物治疗相比具有优势。Gersbach等报道了一个关于SCS治疗严重下肢缺血的队列研究的长期随访结果，发现1、2和3年的保肢率分别为84%、78%和75%，而且在部分长达7年的患者随访中，保肢率保持稳定，提示SCS改善血运、保存肢体的长期效果显著。制约SCS在更大范围患者中应用的一个重要因素是成本-效益问题。Klomp等分析了ESES-trial纳入的120例患者的疗效及经济费用，发现虽然SCS组与药物组两者生存率及保肢率相当，但是2年内SCS组患者平均的治疗费用为36600欧元，而药物治疗组患者的平均费用为28700欧元，SCS组费用较药物治疗组高28%。考虑到SCS治疗花费不菲，而慢性下肢缺血性疾病患者对于SCS的个体化反应不一，因此，术前预测SCS治疗效果，从而筛选合适的SCS手术人群显得尤为重要。目前主要依赖植入试验电极后，观察机体反应作为决定是否植入长期电极的依据；有的研究主要根据患者的主观感觉评判SCS试验效果，包括疼痛的感觉、行走功能、睡眠质量等；也有研究以试验电极植入后经皮氧分压的提高程度作为主要评判标准。但目前对于确定的适合SCS长期植入的标准仍不清楚。

    SCS是基于疼痛门控调控出现解决难治性疼痛的外科治疗手段。随着对神经-内分泌机理研究的深入，SCS逐渐展现其扩张血管、改善微循环的前景。随后开展的临床研究大多肯定了SCS治疗慢性下肢缺血性疾病患者具有缓解疼痛、保肢和提高生活质量的作用。但是，由于患者的个体化因素，以及SCS相对高昂的费用，制约SCS更广泛临床应用的关键问题是如何预测慢性下肢缺血性疾病患者对SCS的反应。目前限于有限的研究病例，对于SCS手术的最佳适应人群尚无定论，其疗效预测还需要大量的临床研究证实。