Электростимуляции спинного мозга (аналитический обзор)

Известно, что модуляция боли происходит на различных уровнях - от периферических рецепторов до коры головного мозга, в том числе и на уровне спинного мозга в области его задних рогов: в этом участвуют локальные спинальные процессы, а также нейрогуморальное воздействие со стороны высших уровней ЦНС (например, через нисходящие блокирующие пути из ствола мозга). Большинство авторов, исследовавших электростимуляцию спинного мозга, признают, что основой для развития данного направления стало создание в 1965 г. теории ворот R. Melzack и P. Wall [1].

Хронические болевые синдромы

Первая система электростимуляции спинного мозга была имплантирована С. Shealy в 1967 г. [6]. В 1970 г. он сообщил о первых 6 успешно вылеченных пациентах с хроническими болевыми синдромами и доказал тем самым возможность лечения при помощи данного метода [7]. В то время электроды имплантировались субдурально посредством одно- или двухуровневой ламинэктомий. Речь шла о двух- или однополюсных пластинчатых электродах, которые соединялись с подкожным приемником. Внешний стимулятор посредством индукции подкожно мог проводить импульсы к приемнику. На сегодняшний день многие аспекты стимуляции изменились: стимуляция происходит исключительно эпидурально, тем самым была устранена проблема образования ликворной фистулы. Развитие электроники изменило дизайн электродов, приемники и передатчики. В конце концов после разработки соответствующих высококонденсированных. батарей (в большинстве случаев литиевые соединения) на рынок смогли выйти имплантируемые импульсные датчики.

Как правило, тактически использование электростимуляции спинного мозга состоит из нескольких этапов: на первом этапе устанавливаются эпидуральные тестовые электроды, далее в течение 10-14 дней производится тестовая стимуляция для выявления возможного эффекта, при положительном ответе устанавливаются постоянные электроды, в дальнейшем происходит постепенный подбор модулирующего сигнала от нейростимулятора с целью достижения максимального эффекта.

В последние 20 лет эпидуральная стимуляция спинного мозга - самый распространенный хирургический метод лечения пациентов с хроническими болями различного генеза. Современный рынок нейростимуляции оценивается в 313 млн долларов США и ежегодно растет на 25-30% в год. Около 67% рынка составляют цельные имплантаты, а 19% - радиочастотные системы. 61% используется при лечении пациентов с хроническими болями, в то время как, например, стимуляция мочевого пузыря при недержании мочи составляет лишь 8%. В прошлом десятилетии было имплантировано только 60 000 систем стимуляции спинного мозга [8].

Другая форма преимущественно ноцицептивных болей, например, при облитерирующем эндартериите, диабетической васкулопатии или вазоспастических заболеваниях [11-13], также может успешно излечиваться при помощи эпидуральной стимуляции спинного мозга. Наиболее выраженный результат эпидуральной стимуляции спинного мозга выявляется при не поддающейся лечению стенокардии [14, 15], при этом не только снижается выраженность болевых синдромов, но и улучшается локальное кровоснабжение, а также другие параметры претерпевают положительные изменения [17, 18]. В этих случая ишемическую боль и стенокардию скорее следует рассматривать как ноцицептивные боли. Механизм воздействия SCS в этом случае отличается от механизма воздействия при невропатических болях. Снижение болевых ощущений у пациентов с нарушениями кровоснабжения сопровождается одновременным улучшением кровоснабжения. Болевая симптоматика в одном органе, как правило, развивается при дисбалансе между потребностью в кислороде и его потреблением, например, при физической деятельности или стрессе. По-видимому, при низкой интенсивности стимуляции начинает работать механизм воздействия на основе подавления симпатического контроля вазотонуса [26]. В конечном итоге пока до конца не ясно, вызывает ли стимуляция купирование боли, обусловленной ишемией, реперфузией конечности или органа [27, 28] или же вначале происходит блокирование ноцицепции. Характерно, что эффект стимулирования кровоснабжения начинается довольно быстро, в то время как уменьшение интенсивности боли, как правило, требует больше времени, в отличие от уменьшения невропатических болей. Пациенты с вазоспастическими болевыми синдромами получают хороший результат раньше, чем пациенты с нарушениями кровоснабжения.

Воздействие SCS, улучшающего кровоснабжение, осуществляется как путем устранения вазоконстрикторных влияний, так и непосредственного расширяющего воздействия на самом сосуде обусловленного CGRP или N0. Прежние представления о симпатических и парасимпатических нейрональных структурах сердца были дополнены подтверждением наличия афферентных и постганглионарных симпатических волокон в области сердечной мышцы [29, 30]. Эти внутренние нейроны регулируют сердечную функцию, активируются при сердечной ишемии и способны вызывать аритмию [31]. SCS понижает повышенную активность этих внутренних сердечных нейронов во время коронарной ишемии и реперфузии в организме подопытных животных, но без изменений кардиоваскулярных параметров [32]. Таким образом объясняется воздействие на приступы стенокардии, возможно, здесь также имеет значение антидромная CGRP-сообщенная вазодилатация.

Использование SCS у пациентов со спастическими поражениями

Точный механизм действия спинальной электростимуляции на спастические явления также неизвестен. Предполагается, что воздействие электрического тока изменяет активность спинальных гамма-стволовых рефлексов, а также оказывает тормозящие влияния на спинальные миотатические рефлексы [22]. Торможение миотатических рефлексов на фоне спинальной электростимуляции подтверждается данными физиологических исследований, демонстрирующих снижение амплитуды Н-рефлекса и Н/М-соотношения [21]. Согласно данным J. Dostrovsky и A. Lozano, существуют 2 основных механизма действия электростимуляции:

1) развитие деполяризационного блока проведения потенциалов действия на мембране нейрона;

2) усиление выработки ГАМК.

При SCS электрическое воздействие распространяется в проекции задних столбов и структур заднего рога, т.е. в области локализации интернейронов, включенных в дуги спинальных миотатических рефлексов. Развитие функционального блока проведения на мембране 1 A-волокон, а также усиление тормозящих ГАМКергических пресинаптических влияний со стороны интернейронов может лежать в основе подавления гиперактивных миотатических рефлексов [25].

Использование спинальной эпидуральной стимуляции у пациентов с повреждениями спинного мозга

Результаты SCS при лечении болей из-за повреждения спинного мозга разочаровывают, если эта методика вообще показана пациентам с неполным сенсорным повреждением спинного мозга или корешковыми болями на уровне поражения. В некоторых исследованиях говорится, что лишь у 20% пациентов достигнуты удовлетворительные результаты [33, 34]. Другие исследования не смогли подтвердить эти результаты. Часто тестовая стимуляция прерывалась [35]. Это подтверждается результатами исследования локального очага повреждения спинного мозга у 6 пациентов, прошедших лечение SCS, с неполным повреждением спинного мозга и болями под местом поражения. Ни один из пациентов не получил помощь от стимуляции. Напротив, из-за отсутствующей чувствительности зачастую начиналась эрозия кожи, обусловленная системой стимуляции и инфекции. R. North [36] в 90% случаев сразу после применения SCS устанавливал улучшение симптоматики после корешковых болей на уровне поражения. Однако и этот эффект значительно ослабевал через несколько месяцев. R. Taylor [37] описал у пациентов с повреждением спинного мозга 3 вида болей: во-первых, постоянную жгучую боль (steady pain), во-вторых, кинжальные простреливающие боли и, в-третьих, боли, вызванные прикосновением или движением. SCS в 36% случаев влияла на постоянную боль. На кинжальные боли не оказывалось никакого воздействия, а боль, вызванную прикосновением или движением, можно было уменьшить лишь в 16% случаев. M. Sindou [38] сообщил о прогнозируемом показателе времени центрального проведения соматосенсорных потенциалов для длительного успеха терапии.

Значительно лучше результаты получены при использовании нейростимуляции для нормализации функции адекватной иннервации различных органов у пациентов с повреждениями спинного мозга: так, R. Rasmussen [39] при проведение ретроспективного анализа лечения 277 пациентов со спинномозговой травмой и периодом наблюдения до 25 лет показал высокую эффективность этого метода лечения для нормализации у них функции тазовых органов. Еще в 1980-х гг. в клиниках профессоров Г.С. Юмашева и А.В. Лившица [41, 42] разработали технологию стимуляции тазовых расстройств с травматическими поражениями спинного мозга, электроды устанавливали субдурально: в большинстве наблюдений авторам удавалось добиться выработки автоматизма мочевого пузыря, однако несовершенство электродов и аппаратуры не позволило широко распространить методики.