第五届全国心血管麻醉研讨会资料
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  神经电刺激治疗顽固性冠心病心绞痛

  

  心绞痛(angina pectoris)是心肌需氧与供氧失衡时,由于代谢异常产生的腺苷、乳酸、激肽等致痛物质造成了心脏痛觉,可投射到与之相同的脊神经分布的皮肤区域。表现为胸痛,可放射至左肩臂及手指内侧,同时包括心肌缺血引起的其他不适,如极度疲乏、呼吸困难等(39)。上述症状主要的病理基础(约占90%以上)是冠状动脉粥样硬化性心脏病。随着冠心病发病率的增高及其对人类健康的危害与日俱增,寻求更为安全、有效、经济的治疗方法,早已成为热点。目前冠心病的治疗主要包括药物治疗(b受体阻滞剂、钙离子拮抗剂,硝酸酯类〕,经皮冠状动脉扩张术( percutaneous transluminal coronary angioplasty, PTCA)和冠状动脉旁路移植术(coronary artery bypass graft, CABG)。大多数心绞痛均可以被上述几种方法控制(1)(2)。但是部分病人虽经联合使用2-3种抗心绞痛药物直至最大耐受剂量症状亦难以缓解,同时由于心功能差(NYHA III-IV)或其他原因(如:肾功能不全,脑血管病等)无法施行血管重建术。此种情况多见于多支冠脉严重受累的晚期冠心病患者,常合并糖尿病、高脂血症(3)。 患者由于心绞痛无法控制,生活质量大大下降,此时任何一种提高生活质量而不加重病情的治疗措施都是有益的。对于这些病人,神经电刺激已逐渐被证明为安全、有效的措施(4,5) 。目前常用的方法有脊髓电刺激(spinal cord stimulation,SCS)及经皮神经电刺激(transcutaneous electrical nerve stimulation, TENS)。但是由于作用机制不明与技术水平限制,其应用尚未普及。


  一 电刺激镇痛及治疗心绞痛的机制
  早在古埃及就曾有人使用带电的Jelly鱼治疗各种痛症。1965年Melzack & Wall提出了痛觉闸门控制学说(Gate Control Theory)(6),即在脊髓背角胶质内存在具有闸门作用的SG细胞。当粗纤维兴奋时,SG细胞被活化,从而抑制背角投射神经元(T细胞)接受细纤维投射的过程。由此部分解释了电刺激镇痛的机制。此后的研究中逐渐发现电刺激镇痛尚与内源性阿片肽、五羟色胺及乙酰胆碱等神经化学物质有关。
电刺激归根到底是通过降低心肌耗氧量(血压、心率下降),改善心肌供血(冠脉血流增加,左室舒张末压下降,冠脉血流重新分布)等多方面因素来达到缓解心绞痛的目的。Mannheimer(1990)及Norrsell(1997)在研究中发现TENS及SCS发挥其镇痛作用的同时,伴有血浆中儿茶酚胺浓度的降低(7,35) Mannheimer(1991年)等在研究中发现,行神经电刺激时,心脏内源性内啡肽、脑啡肽增加,同时对抗心脏局部的肾上腺素能活性,使心率、血压下降,达到减低心肌耗氧量的作用。Meglio等(1986年)还直接观察到了SCS所致的功能性去交感神经作用。在另一项研究中Mannheimer等还发现SCS 在缓解心绞痛的同时,心肌乳酸生成减少,从另一个侧面表明了SCS是通过减低心肌耗氧量来改善心肌缺血的(8)。王维庭(1990)用TENS刺激至阳穴治疗时证实,TENS可以通过改善左室收缩与舒张功能、增加心肌供氧量、减少心肌耗氧等途径恢复心肌对氧的供需平衡,从而缓解心绞痛。
在对周围血管疾病的治疗研究中发现,SCS可使周围血管扩张 (12)。为了证实电刺激可增加心肌供血,Chauhan等对34例X综合征、15例典型冠心病、10例心脏移植者行TENS 5分钟后,以Juldking Doppler测量冠脉血流速度,发现前两组患者的血流速度显著增加,同时血浆肾上腺素水平显著减低。而缺乏神经支配的心脏移植者无显著改变。由此推断TENS 是通过神经机制来改善冠脉血流的(9)。另有人发现电刺激对安静时的血压、心率几乎无影响,甚至48小时心电监测亦未发现心率变异性的变化。因此推测电刺激发挥疗效与b受体无关,可能是通过a对受体的抑制,使冠脉小血管扩张及心肌血流重新分布,从而改善心肌供血(9)。使用正电子发射断层扫描显象(poistion emission tomography ,PET)发现了SCS使顽固性心绞痛患者的冠脉血流重新分布,缺血区供血增加(10)。然而Lendsheere使用同样方法得出的结论是,SCS中及SCS后24小时内顽固性心绞痛患者的心肌供血无改变,不过疼痛与心电图心肌缺血征却有所缓解(11)。上述矛盾之处可能与病历的选择、研究方法、PET的质量以及读片者的主观误差有关。晚近颜红兵等人在冠造时用TENS刺激至阳穴时证实TENS的确可以扩张冠状动脉(40)。上述研究提示冠脉血流增加及血流重新分配可能是电刺激缓解心绞痛的重要途径(13)。
刺激去脑或正常猫的脊髓背角时,此处5-OH及P物质释放增加,推测与电刺激镇痛有关(14)。除腺苷外缓激肽是另一种具有致痛性的重要物质(15)。有研究表明,二者对于心绞痛的影响可能与心脏腺苷及缓激肽的受体密度有关(16)。该研究采用问卷调查来判断心绞痛的程度,同时与用CABG时取下的心肌组织原位杂交获得的缓激肽与腺苷的受体mRNA 浓度进行比较。结果发现腺苷受体mRNA的浓度越大则疼痛的程度越轻。作者由此推断SCS对心绞痛的作用通过与腺苷受体的相互作用来实现。这一推测被Marchand以后的研究证实(17)。还有一些关于SCS对自主神经系统影响的动物实验。研究人员将电极置于大鼠硬膜外T1水平,SCS后观察脑内原癌基因c-fos表达,结果发现c-fos在边缘部及自主系统(如:脑水管周灰质,背侧迷走神经运动核及疑核)表达增强。由此推断SCS的作用与上述部位有关。尚未发现SCS对中枢神经系统的损伤作用(18)。在一项使用PET的研究中发现,当多巴酚丁胺诱发典型的心绞痛时,下丘脑、脑水管周围灰质、丘脑两侧、双侧额叶、尾状叶及扣带回前下部血流增加;而梭状回、扣带回中后部及左侧颞叶血流下降(31)。但SCS后,上述区域的血流变化减弱(30)。 迄今为止,在SCS的作用过程中是否有更高位的中枢参与尚不明确。但中央导水管周围灰质(PAG)可能与之有关。在动物实验中发现,刺激PAG 的某些部位可使股动脉、颈动脉、冠状动脉的血流增加(19)。上述研究更深层次地揭示了电刺激治疗心绞痛的机制。
  二.研究对象及电刺激方法的选择
  如前所述大多数心绞痛患者的症状均可被药物或血管重建术控制。因此已发表的有关电刺激对心绞痛的研究报告中,研究对象大多为难治性的心绞痛。研究中选择的患者均符合如下的特征:有纽约心脏病学会(New York Heart Association,NYHA)心绞痛分级之 III-IV级心绞痛、近期(一般为六个月内)冠脉造影提示有明确的冠脉病变、曾服用足量抗心绞痛药物无效或疗效差、由于血管病变严重或个人一般状况差(如:肝肾功能不全)不宜行CABG或PTCA(10,20,22)。为了便于观察疗效,有的研究还要求入选病人的心肌缺血必须由运动实验证明是可逆的(10,20)。但是年龄过大(75岁以上)、限制性或阻塞性肺疾患、间歇性跛行、合并心脏瓣膜病变以及6个月内曾有心肌梗死者不包括在研究范围之内(20,26)。TENS研究一般使用便携式直流电刺激装置(36),刺激电极置于患者疼痛最明显的部位(9),这种设计在一定程度上使患者的活动受限,而且长期使用可使皮肤易激惹并使之作用减弱。SCS的刺激电极应在X光监视下经T6-7水平穿刺置于T1至T3水平,电脉冲发生器埋藏于左侧肋弓缘下腹部皮下(24),SCS由于直接刺激脊髓背侧效果较好,而被较多地使用。但SCS需在腹部皮下植入电刺激装置,其价格也较为昂贵。判断TENS与SCS刺激电极位置正确与否的标志为:电刺激时产生的异常感觉应覆盖整个或大部分的疼痛区域(9,24)。一般均采用每日刺激1小时(分三次进行),刺激强度为病人可耐受而无痛苦的最大电流(10,22,36)。研究证实,使用可耐受最大强度电流刺激的疗效果优于仅可感觉到的电流强度(32)。       Jessurm(1996)在疼痛发生时增加刺激也取得了较好的效果。关于电刺激的频率,目前多采用70-85Hz(10,22),偶有使用150Hz者(9)。广泛采用高频电刺激可能是因为低频电刺激即时效果差需要较长刺激时间,而长时间刺激可使部分患者的体动脉压降低(Kaada,1982)。韩济生实验室的研究表明:高频电刺激(100Hz)所产生的镇痛效应呈节段性,而低频刺激(<10Hz)的效应却是广泛的(38)。该实验室还发现高频(100Hz)刺激促进强啡肽释放,而低频刺激 (2Hz)促进脑啡肽及内啡肽的释放(20)。强啡肽有抑制交感神经、扩张血管之功效,至少可部分解释高频刺激疗效较好的现象。有趣的是,当高、低频交替刺激时,三种阿片肽同时释放可产生更强烈的镇痛作用(38)。据此原理设计的变频刺激器用于治疗其它急慢性疼痛已被证实有良效。理论上这一思路用于心绞痛治疗可能同样有更好的疗效。

  三.治疗效果及安全性
  大量的临床研究表明,应用神经电刺激治疗冠心病心绞痛可以降低心绞痛的发作次数、减少硝酸酯类药物的用量、提高运动耐量及降低运动时ST段下移的程度,进而提高生活质量(4)(20)(21)(22)。但是由于研究中盲法设置较为困难,不少研究结果难以令人信服。原因之一是电刺激可能造成心电图的假象。此外电刺激使患者产生异常感觉,而类似感觉在对照组中缺如,其安慰剂作用受到怀疑(23)。
  Mannheimer在研究中选择了104例行CABG高危的病人随机的分为SCS组及CABG组。分别比较治疗前与治疗六个月后的心绞痛发作次数、短效硝酸酯类用量,疼痛缓解程度及死亡率。结果表明SCS的总体疗效不及CABG,但死亡率显著低于CABG,因此对行CABG危险性较高的患者而言,SCS完全可以替代CABG(24)。我国王维庭采用中西医结合方法,用TENS刺激心绞痛病人至阳穴(约背部T7,8间隙处),病人症状明显缓解,服药量也 显著减少(41)。此外还有人发现PTCA时约有90%的患者有心绞痛,而此时行TENS 可有效缓解疼痛;接受TENS 的病人还可以较好地耐受长时间的球囊扩张,并可提高PTCA 的近期疗效(25)。
  临床资料及基础研究表明,神经电刺激治疗心绞痛不仅仅是单纯的镇痛作用,而且改善了心肌缺血。因此不存在掩盖疼痛症状的问题(26,27)。有人用神经电刺激治疗顽固性心绞痛长达5年仍有效(4),因此可以排除安慰剂效应。Greco 对23例接受SCS的病人的随访2年研究未见任何不良影响(28)。

  四.神经电刺激疗法的并发症
  TENS 可以导致局部的皮肤刺激症状,还可以干扰起博器信号。经过调整起博器或加大刺激电极与脉冲发生器的距离 (34) 或使用多极刺激电极可以缩小其对起搏器的影响(37)。此外罕有TENS导致肋间肌痉挛而使呼吸暂停的报道(33)。Hammend(1999)的研究表明:SCS最常见的并发症是局部感染,发生率约为3%,拔除刺激装置后感染可得到控制。硬膜外血肿和脑脊液漏的发生极为罕见。Dejongste 等的研究也得到了类似的结论(29)。
  五.小结
  随着急性心梗溶栓术、PTCA及CABG技术的不断普及,冠脉严重病变的患者的存活率不断增加。然而不幸的是药物无法控制的心绞痛患者有增无减。其中部分病人由于冠脉病变特点或严重合并症而无法接受血管重建术(PTCA或CABG),此时心脏学家常陷入困境。在冠心病发病率较高的瑞典、荷兰及丹麦的专家们用神经心脏病学手段(星状神经结阻滞、硬膜外阻滞、经皮电刺激及脊髓电刺激等)治疗这类病人进行了大量有益的探索,并获得了令?quot;鼓舞"或"吃惊"的效果。近年来,德国及美国的医生们也加入了这一行列。值得注意的是,英国的心脏病学家与疼痛学家敏锐地洞察到顽固性心绞痛已不仅仅是冠心病学、同时也属于慢性疼痛的范畴,并与1998年10月来自两个不同学科的医生成立了"顽固性心绞痛兴趣组",并共同制定了"顽固性心绞痛治疗指南"。我国王维庭等用中西医结合办法在本领域苦苦钻研了20多个春秋,但由于缺乏现代理论指导和技术支持,其工作受到局限。建议我国心脏与疼痛科医生加强合作,并吸收传统医学的精华,作出有中国特色的神经心脏病学成绩贡献于人类。
  总之,对于顽固性心绞痛的病人,医生应更倾向于使用安全、有效、廉价的电刺激疗法,而不是体外反搏、交感神经切除、长期间断试用尿激酶、心肌打孔血运重建术等并不成熟且具有一定危险性的方法。相信神经电刺激疗法将会在顽固性心绞痛的治疗领域中占有一席之地。

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