疼痛是大多數疾病常見的并發癥之一,其因機制不明,治療方法一直存在爭議。重復外周磁刺激治療疼痛,具有無創、無痛、靶點明確等優點,但受到頻率、作用部位、線圈類型等多方面因素的影響,其治療疼痛的參數并未統一。該文闡述了臨床上重復外周磁刺激治療急慢性下背痛、肌筋膜痛、偏頭痛、周圍神經痛、神經創傷后痛等多種疼痛的參數、療效等,期望為今后的研究提供一定理論依據。此外,重復外周磁刺激治療疼痛的機制一直未明,該文也進行了簡單的整理及闡述。
引用本文: 劉威, 曲福玲, 徐琳, 劉泰源, 唐宇, 劉忠良. 重復外周磁刺激治療疼痛的研究進展. 華西醫學, 2020, 35(1): 93-97. doi: 10.7507/1002-0179.201910016 復制
疼痛是大多數疾病常見的并發癥之一[1],也是多種疾病的伴隨癥狀,常常影響甚至妨礙人們工作生活,甚至影響心理、精神等方面。目前對于其治療方面的研究也越來越多,以藥物治療(非甾體類抗炎藥、阿片類藥物、激素、抗癲癇類藥物、抗抑郁類藥物)、針灸療法、脊髓電刺激療法等為主[2-5],但藥物治療副作用多且有一定的依賴性,而針灸及脊髓電刺激為侵入性治療方法,經皮電刺激效果甚微且需要直接接觸患者因而有燙傷的風險。因此近些年有學者提出重復外周磁刺激(repetitive peripheral magnetic stimulation,rPMS)這種無創、無痛、靶點明確的治療方法來治療疼痛[6],其因可治療周圍神經、脊髓、肌肉、關節和骨骼等相關疼痛[7]已逐漸成為近年來的研究熱點,但目前多處于臨床試驗探索階段,且受頻率、作用部位、線圈類型等多方面的因素影響,在參數方面并未統一。本文就其在臨床上治療急慢性下背痛、肌筋膜痛、偏頭痛、周圍神經痛、神經創傷后痛等多種疼痛的參數、療效等方面進行闡述,期望為今后的研究提供理論依據。此外,rPMS 治療疼痛的機制一直未明,本文將進行簡單的整理及闡述。
1 概述
磁刺激是指組織暴露于具有足夠強度的由帶電線圈產生的脈沖磁場時,該線圈會引起離子流以形成渦流,進而使運動神經去極化[8]。磁刺激根據作用靶點的不同分為經顱磁刺激和外周磁刺激(peripheral magnetic stimulation,PMS)。當磁刺激儀作用靶點定位于外周神經時,稱為 PMS,當 PMS 為重復、連續刺激時稱為 rPMS[9]。磁刺激作為激活中樞神經系統和周圍神經系統肌肉收縮的一種替代方法,最早是由 Bickford 等[10]于 1965 年報道,1976 年謝菲爾德大學的學者證實了臨床上可以利用磁場脈沖刺激神經[11],1989 年 Lotz 等[12]將 PMS 用于激活周圍神經,此后 PMS 被逐漸應用到臨床研究及基礎研究中。根據刺激頻率的不同,磁刺激可分為高頻(>1 Hz)磁刺激和低頻(≤1 Hz)磁刺激。目前臨床上 rPMS 已被逐漸應用于治療吞咽功能障礙、周圍神經損傷、尿失禁、馬尾神經損傷,以及診斷神經阻滯等[6, 8, 13-18]。近年來,磁刺激對神經病理性疼痛的治療引起了臨床醫生的關注[14]。重復經顱磁刺激應用于治療三叉神經痛、截肢后幻肢痛等已有進展[19-21], rPMS 在疼痛方面的應用也越來越多。
2 rPMS 在疼痛中的臨床應用
2.1 急、慢性下背痛
2.1.1 急性下背痛
急性下背痛是指病程在 6 周以內的下背痛,一般預后較好[22],但約 25% 的急性下背痛患者會反復發作,7%~10% 的患者會發展為慢性下背痛,且疼痛程度較高,視覺模擬量表(Visual Analogue Scale,VAS)平均得分在 6.2 分左右[23]。應用 rPMS 治療急性下背痛可以快速緩解疼痛,且可以有效預防其向慢性下背痛進展。其具體治療方法如下:將圓形線圈的磁刺激儀置于患者疼痛最明顯處,平行于身體疼痛處,頻率為 20 Hz,刺激 5 s,間隔 25 s,共進行 48 個循環,一次治療 20 min,總脈沖數為 4 000 個,在 2 周內共進行 10 次治療;刺激強度由最大輸出強度的 20% 開始增加,每次增加 5%,直到可以引起足夠的椎旁肌收縮為止[16, 24-25]。有研究顯示這種療法每個療程后患者的 VAS 較治療前均有改善,且治療后磁刺激組與假磁刺激組 VAS 差異有統計學意義(P<0.01)[22]。以上說明雖然急性下背痛可自然緩解,但過程較慢,患者比較痛苦,高頻的 rPMS 可以迅速緩解患者疼痛癥狀,為患者減少許多心理及精神上的負擔。
對于 rPMS 治療急性疼痛的機制目前有 2 個,其一是門控理論,即由于 rPMS 可以加速有髓鞘的 Aβ 傳入神經纖維去極化,同時制約 Aδ 神經纖維和 C 神經纖維的去極化,進而阻止疼痛信號傳入大腦皮質[26]。其二可能是 rPMS 激活下行抑制通路,使疼痛信號不能下傳[22]。
2.1.2 慢性下背痛
慢性下背痛多為急性病程遷延不愈逐漸發展所致,久而久之患者會出現心理、精神問題等,嚴重影響其工作及生活。高頻 rPMS 刺激神經根治療慢性下背痛已取得較大進展,且其與運動相結合的方式對緩解疼痛效果更為明顯。有研究指出,用空氣膜冷卻的 8 字形線圈(每翼外徑 7 cm)平行于慢性下背痛患者腰 4/腰 5 水平,在 20 Hz 的頻率下治療 10 s 后間隔 30 s,此為 1 個循環,循環 30 次共 20 min(6 000 個脈沖),其刺激強度為最大輸出強度的 35%~40%,此強度下可看到輕微的腰椎伸展,同時與多裂肌的訓練相結合,治療 1 周后隨訪發現 rPMS 治療后患者的早期及晚期的平均自發性疼痛強度(P=0.005)及平均疼痛強度均有降低(P=0.02)[27]。另一個研究團隊給予慢性下腰痛患者的胸 12/腰 1 上單次應用 rPMS(10 Hz,刺激 20 s,間隔 5 s,循環 5 次,共 1 000 個脈沖,刺激強度為剛好低于任何可見的肌肉收縮),發現可以減輕疼痛,其后效持續至少 4 d[28]。以上研究表明高頻的 rPMS 作用于神經根時可以緩解慢性下背痛。
慢性下背痛由于病程較長,其機制可能與大腦可塑性相關。rPMS 使肌肉周期性收縮/放松,可誘發患者本體感覺的周期性變化,誘導大腦重塑,激活下行止痛通路和脊髓抑制機制來改善疼痛癥狀[14, 16, 27, 29-30],激活下行止痛通路和脊髓抑制機制來改善疼痛癥狀。
2.2 肌筋膜痛
肌筋膜痛在臨床中較為常見,是一種慢性肌肉疼痛,疼痛一般以肌肉上的激痛點(又稱扳機點)為中心,向周圍肌肉擴散[31],肌筋膜痛的源頭在激痛點位置。因此 rPMS 作用于激痛點可緩解其疼痛。有研究將 8 字形及圓形線圈的 rPMS 依次交替作用于肌筋膜痛患者的上斜方肌扳機點,線圈方向與肌肉激痛點平行,頻率為 20 Hz,治療 5 s,間隔 25 s,每次 20 min,每次 4 000 個脈沖,每周進行5 次治療,共治療 2 周。8 字形線圈平均刺激強度為(25.0±5.1)%,圓形線圈則為(20.5±4.4)%。研究者在治療前、治療結束時以及治療結束后 1 周和1 個月分別對患者評估 VAS 和頸部疼痛和殘疾視覺模擬量表(Neck Pain and Disability Visual Analogue Scale,NPDVAS),每個階段與治療前相比患者治療后疼痛均有明顯緩解,其中對于 VAS,P<0.05,對于 NPDVAS,P=0.016,而安慰劑組(刺激岡上肌)治療前后差異無統計學意義。rPMS 治療肌筋膜痛后緩解持續時間可達 1 個月之久[24]。但若靶點發生改變,如刺激肌肉的運動點,其治療效果欠佳[13],說明刺激部位在 rPMS 治療中起了重要作用。
rPMS 減輕肌筋膜疼痛的機制可能為干擾外周神經系統和觸發中樞疼痛調節機制,其外周效應可能是由于大傳入神經纖維(Aδ)和小傳入神經纖維(C)傳導延遲,其中樞效應為 rPMS 通過刺激脊髓背角中的抑制性神經元激活 Aβ 神經纖維,從而抑制 Ⅰ、Ⅱ 和 Ⅴ 層中的神經元,這些神經元通常在有害刺激時反應,并且還可以激活作用于傷害性脊髓神經元的脊髓上抑制系統[25]。此機制與疼痛傳導“閘門控制假說”不謀而合,閘門控制機制主要發生在脊髓后角的膠質區細胞中,感覺神經元的活動和大腦下行的控制神經纖維共同調節閘門的開關過程:疼痛信號經 Aδ 和 C 神經纖維傳導時,神經元釋放興奮性神經遞質 P 物質,使閘門打開,疼痛信號向上傳導;而興奮另一種更粗、傳導更快的 Aβ 神經纖維傳導時,神經元能釋放出抑制性的神經遞質,使閘門關閉,疼痛沖動則不能向上傳導[32]。rPMS 的機制可能為激活了 Aβ 神經纖維后閘門關閉,進而抑制疼痛信號上傳。
2.3 偏頭痛
偏頭痛是由于大腦處于超興奮狀態,這種過度興奮的皮質使抑制皮質擴散的閾值降低,神經細胞膜去極化,激活腦膜傷害感受器并引起先兆偏頭痛[33]。偏頭痛因其原因不同,治療方法也比較復雜,但都多以藥物為主。近年來由于生活習慣不良等多種因素出現了一批偏頭痛伴頸背部疼痛的青少年,而上頸椎(和腦膜)的痛覺神經纖維終止于腦干尾部的三叉神經脊束核,因此三叉神經-頸髓復合體被認為在此類偏頭痛患者中起到明顯的作用[34],而斜方肌是三叉神經-頸髓復合體的一部分[35],所以刺激靶點定為斜方肌處。有研究者將 8 字形線圈平行方向作用于 20 例該類偏頭痛患者的斜方肌扳機點,以 20 Hz 的刺激頻率治療 15 s,間隔 30 s,進行 20 個循環共 15 min(6 000 個脈沖),刺激強度為最大輸出強度的 15% 開始每次增加 5%,直到參與者察覺到局部不適,患者在無偏頭痛癥狀時每周治療 3 次,持續 2 周,分別在治療前后進行偏頭痛殘疾評估,發現治療后患者疼痛平均強度明顯降低(P=0.001)[36]。此研究表明 rPMS 可以通過刺激上斜方肌扳機點緩解偏頭痛。且在偏頭痛治療措施中,rPMS 是一種舒適的治療方法,可以改善局部肌肉疼痛或緊張,且能夠直接和間接增加斜方肌的壓力疼痛閾值[35]。其機制可能是 rPMS 可以通過降低斜方肌肌肉組織的粘連改善肌肉功能并使皮質區域本體感覺改變,進而調節中樞神經系統,激活疼痛下行抑制通路[36]。
2.4 陰部神經痛或坐骨神經痛
陰部神經與坐骨神經均屬于位置較深的周圍神經,各種原因引起的陰部神經痛或坐骨神經痛經常困擾患者。由于陰部神經卡壓而導致的陰部神經痛患者中有 30% 經神經減壓手術后幾乎沒有緩解[37],由于 rPMS 作用部位可深達神經根處,因此可以通過刺激骶神經根來緩解陰部神經痛。有研究用圓形線圈(直徑為 90 mm)平行于 4 例陰部神經痛和 1 例坐骨神經痛患者的骶神經根處(即骶 1/骶 2 間隙)進行 30~50 個脈沖的 rPMS,刺激頻率小于 0.5 Hz,刺激時間為 1~2 min,強度為 75%,治療前后進行自發痛及觸痛的評估,發現治療后患者疼痛可立即緩解(治療前疼痛評分 5~10 分,治療后 0~2 分),緩解持續時間達 30 min 到 56 d 不等[34]。神經卡壓后周圍神經會進行代償,因此低頻治療陰部神經痛或坐骨神經痛的機制可能為抑制外周疼痛信號的傳入。
2.5 周圍神經病變
周圍神經病變是指由周圍神經系統損傷等原因引起的疾病[38],損傷后可表現為麻木、疼痛等[39]。局部周圍神經長時間損傷后其周圍的神經會代償性再生,由于其再生的無序性,會導致局部神經瘤或者神經卡壓形成。有研究用 8 字形線圈對 5 例周圍神經損傷患者進行 rPMS 治療,刺激部位為神經瘤或神經卡壓處,方向平行于疼痛部位,rPMS 長軸與人體長軸一致,刺激頻率為 0.5 Hz,每次 400 個脈沖,刺激強度為最大輸出強度的 60%~80%,每 6~8 周進行 1 次治療,分別在治療前及治療2 個月后評估自發疼痛得分,發現患者疼痛癥狀明顯減輕(疼痛評分從無痛到最痛為 0~10 分,治療前評分 5~7 分,治療后評分 0~2 分)[40]。對于低頻 rPMS 緩解痛覺過敏的機制,目前認為是周圍神經損傷后,再生的軸突會以無組織的方式遷移到周圍的神經外膜組織,并伴發纖維瘤病,進而形成神經卡壓和神經瘤,表現為異常性疼痛[40]。原因可能是形成神經瘤的軸突或神經末梢興奮,使局部或背根神經節的自發電活動增加,導致疼痛信號向中樞神經系統的傳入增加,進而引起異常性疼痛。而 rPMS 可以治療此類患者的疼痛癥狀,說明低頻 rPMS 可以抑制周圍神經異常再生,進而緩解異常性疼痛。另外也有研究指出高頻 rPMS 對于治療臂叢神經損傷后疼痛有作用[41],而高頻則被認為可以激活周圍神經,促進周圍神經恢復[42]。
2.6 復雜性區域疼痛綜合征 Ⅰ 型(complex regional pain syndrome Ⅰ,CRPS Ⅰ)
對于 CRPS Ⅰ,目前以經顱磁刺激多見[43],另外介入治療如神經阻滯、脊髓電刺激也常常應用[5]。對于 rPMS 是否有效目前研究較少,其中有研究將磁刺激儀圓形線圈作用于 CRPS Ⅰ 患者及正常人的雙側頸 7/頸 8 神經根,以 20 Hz 的頻率刺激 10 s,間隔 50 s,共 10 個循環 2 000 個脈沖,共 10 min,強度為可以引起靜息運動閾值 120% 的強度[44]。靜息運動閾值是指經顱磁刺激運動皮質,10 次刺激中至少 5 次誘發出波幅超過 50 μV 的靶肌(通常為拇展短肌)運動誘發電位所需要的最低刺激強度,主要用于評價皮質束的興奮性,脊髓損傷或腦卒中導致皮質脊髓束受損后運動閾值將明顯升高,低閾值表示皮質脊髓束興奮性高。此研究發現 rPMS 治療后 CRPS Ⅰ 患者運動誘發電位波幅與刺激前相比無明顯變化,皮質靜息期(指對患者長伸肌進行肌電圖檢查時,自運動單位消失至重新出現肉眼可見的肌電活動為止的時間)雖有延長,但不明顯。而正常人運動誘發電位刺激后波幅增高,皮質靜息期明顯延長。此實驗中接受 rPMS 后正常人運動誘發電位波幅明顯增高,而 CRPS Ⅰ 患者無明顯變化,說明 rPMS 對 CRPS Ⅰ 患者運動神經元束興奮性的影響小,即 CRPS Ⅰ 患者對運動皮質系統的傳入效果不如健康受試者。
3 結語
綜上可以得到以下幾點關于參數方面的提示:① 頻率:當疾病與骨骼、肌肉等方面相關時,采用高頻(>1 Hz)對治療疼痛有效;而周圍神經損傷所致的周圍神經異常再生引起的痛覺過敏,采用低頻(<1 Hz)。② 線圈類型:8 字形線圈誘導的刺激更強烈和聚焦,而圓形線圈誘導的刺激不那么強烈,更彌漫[25],因此當刺激靶點范圍較小、位置較深時應用 8 字形線圈,當刺激靶點范圍較大、位置較淺時用圓形線圈。③ 刺激靶點:刺激靶點為產生疼痛原因的部位,骨骼肌疼痛多為疼痛最明顯處,神經源性多為支配該神經的神經根處。④ 療效指標:包括治療前后 VAS 評分、平均自發性疼痛強度、觸痛等。
疼痛機制雖然不明,但無論何種疼痛,均為傷害性刺激經過外周感受器,換能后轉變為神經沖動,通過相應的傳入通路,進入中樞神經系統,經過整合加工后產生的疼痛感覺和疼痛反應[1]。緩解疼痛的機制一直處于探索當中,目前提出的假說主要有特異性學說、強度學說、模式學說和閘門控制學說[45]。根據目前研究,rPMS 緩解疼痛的機制概括如下:① 抑制 Aδ 神經纖維和 C 神經纖維的去極化,進而阻止外周的疼痛信號傳入大腦皮質并迅速激活下行止痛通路和脊髓抑制機制,使疼痛信號不能下傳。② rPMS 使肌肉周期性收縮/放松,可誘發患者本體感覺的周期性變化,誘導大腦重塑,激活下行止痛通路和脊髓抑制機制來改善疼痛癥狀。③ 低頻刺激可以抑制異常周圍神經再生,緩解周圍神經異常再生引起的異常性疼痛等。
此外,由于目前關于 rPMS 治療疼痛方面的文獻有限,且缺乏基礎研究,因此本文內容也存在局限性,尚需要進一步深入研究。
疼痛是大多數疾病常見的并發癥之一[1],也是多種疾病的伴隨癥狀,常常影響甚至妨礙人們工作生活,甚至影響心理、精神等方面。目前對于其治療方面的研究也越來越多,以藥物治療(非甾體類抗炎藥、阿片類藥物、激素、抗癲癇類藥物、抗抑郁類藥物)、針灸療法、脊髓電刺激療法等為主[2-5],但藥物治療副作用多且有一定的依賴性,而針灸及脊髓電刺激為侵入性治療方法,經皮電刺激效果甚微且需要直接接觸患者因而有燙傷的風險。因此近些年有學者提出重復外周磁刺激(repetitive peripheral magnetic stimulation,rPMS)這種無創、無痛、靶點明確的治療方法來治療疼痛[6],其因可治療周圍神經、脊髓、肌肉、關節和骨骼等相關疼痛[7]已逐漸成為近年來的研究熱點,但目前多處于臨床試驗探索階段,且受頻率、作用部位、線圈類型等多方面的因素影響,在參數方面并未統一。本文就其在臨床上治療急慢性下背痛、肌筋膜痛、偏頭痛、周圍神經痛、神經創傷后痛等多種疼痛的參數、療效等方面進行闡述,期望為今后的研究提供理論依據。此外,rPMS 治療疼痛的機制一直未明,本文將進行簡單的整理及闡述。
1 概述
磁刺激是指組織暴露于具有足夠強度的由帶電線圈產生的脈沖磁場時,該線圈會引起離子流以形成渦流,進而使運動神經去極化[8]。磁刺激根據作用靶點的不同分為經顱磁刺激和外周磁刺激(peripheral magnetic stimulation,PMS)。當磁刺激儀作用靶點定位于外周神經時,稱為 PMS,當 PMS 為重復、連續刺激時稱為 rPMS[9]。磁刺激作為激活中樞神經系統和周圍神經系統肌肉收縮的一種替代方法,最早是由 Bickford 等[10]于 1965 年報道,1976 年謝菲爾德大學的學者證實了臨床上可以利用磁場脈沖刺激神經[11],1989 年 Lotz 等[12]將 PMS 用于激活周圍神經,此后 PMS 被逐漸應用到臨床研究及基礎研究中。根據刺激頻率的不同,磁刺激可分為高頻(>1 Hz)磁刺激和低頻(≤1 Hz)磁刺激。目前臨床上 rPMS 已被逐漸應用于治療吞咽功能障礙、周圍神經損傷、尿失禁、馬尾神經損傷,以及診斷神經阻滯等[6, 8, 13-18]。近年來,磁刺激對神經病理性疼痛的治療引起了臨床醫生的關注[14]。重復經顱磁刺激應用于治療三叉神經痛、截肢后幻肢痛等已有進展[19-21], rPMS 在疼痛方面的應用也越來越多。
2 rPMS 在疼痛中的臨床應用
2.1 急、慢性下背痛
2.1.1 急性下背痛
急性下背痛是指病程在 6 周以內的下背痛,一般預后較好[22],但約 25% 的急性下背痛患者會反復發作,7%~10% 的患者會發展為慢性下背痛,且疼痛程度較高,視覺模擬量表(Visual Analogue Scale,VAS)平均得分在 6.2 分左右[23]。應用 rPMS 治療急性下背痛可以快速緩解疼痛,且可以有效預防其向慢性下背痛進展。其具體治療方法如下:將圓形線圈的磁刺激儀置于患者疼痛最明顯處,平行于身體疼痛處,頻率為 20 Hz,刺激 5 s,間隔 25 s,共進行 48 個循環,一次治療 20 min,總脈沖數為 4 000 個,在 2 周內共進行 10 次治療;刺激強度由最大輸出強度的 20% 開始增加,每次增加 5%,直到可以引起足夠的椎旁肌收縮為止[16, 24-25]。有研究顯示這種療法每個療程后患者的 VAS 較治療前均有改善,且治療后磁刺激組與假磁刺激組 VAS 差異有統計學意義(P<0.01)[22]。以上說明雖然急性下背痛可自然緩解,但過程較慢,患者比較痛苦,高頻的 rPMS 可以迅速緩解患者疼痛癥狀,為患者減少許多心理及精神上的負擔。
對于 rPMS 治療急性疼痛的機制目前有 2 個,其一是門控理論,即由于 rPMS 可以加速有髓鞘的 Aβ 傳入神經纖維去極化,同時制約 Aδ 神經纖維和 C 神經纖維的去極化,進而阻止疼痛信號傳入大腦皮質[26]。其二可能是 rPMS 激活下行抑制通路,使疼痛信號不能下傳[22]。
2.1.2 慢性下背痛
慢性下背痛多為急性病程遷延不愈逐漸發展所致,久而久之患者會出現心理、精神問題等,嚴重影響其工作及生活。高頻 rPMS 刺激神經根治療慢性下背痛已取得較大進展,且其與運動相結合的方式對緩解疼痛效果更為明顯。有研究指出,用空氣膜冷卻的 8 字形線圈(每翼外徑 7 cm)平行于慢性下背痛患者腰 4/腰 5 水平,在 20 Hz 的頻率下治療 10 s 后間隔 30 s,此為 1 個循環,循環 30 次共 20 min(6 000 個脈沖),其刺激強度為最大輸出強度的 35%~40%,此強度下可看到輕微的腰椎伸展,同時與多裂肌的訓練相結合,治療 1 周后隨訪發現 rPMS 治療后患者的早期及晚期的平均自發性疼痛強度(P=0.005)及平均疼痛強度均有降低(P=0.02)[27]。另一個研究團隊給予慢性下腰痛患者的胸 12/腰 1 上單次應用 rPMS(10 Hz,刺激 20 s,間隔 5 s,循環 5 次,共 1 000 個脈沖,刺激強度為剛好低于任何可見的肌肉收縮),發現可以減輕疼痛,其后效持續至少 4 d[28]。以上研究表明高頻的 rPMS 作用于神經根時可以緩解慢性下背痛。
慢性下背痛由于病程較長,其機制可能與大腦可塑性相關。rPMS 使肌肉周期性收縮/放松,可誘發患者本體感覺的周期性變化,誘導大腦重塑,激活下行止痛通路和脊髓抑制機制來改善疼痛癥狀[14, 16, 27, 29-30],激活下行止痛通路和脊髓抑制機制來改善疼痛癥狀。
2.2 肌筋膜痛
肌筋膜痛在臨床中較為常見,是一種慢性肌肉疼痛,疼痛一般以肌肉上的激痛點(又稱扳機點)為中心,向周圍肌肉擴散[31],肌筋膜痛的源頭在激痛點位置。因此 rPMS 作用于激痛點可緩解其疼痛。有研究將 8 字形及圓形線圈的 rPMS 依次交替作用于肌筋膜痛患者的上斜方肌扳機點,線圈方向與肌肉激痛點平行,頻率為 20 Hz,治療 5 s,間隔 25 s,每次 20 min,每次 4 000 個脈沖,每周進行5 次治療,共治療 2 周。8 字形線圈平均刺激強度為(25.0±5.1)%,圓形線圈則為(20.5±4.4)%。研究者在治療前、治療結束時以及治療結束后 1 周和1 個月分別對患者評估 VAS 和頸部疼痛和殘疾視覺模擬量表(Neck Pain and Disability Visual Analogue Scale,NPDVAS),每個階段與治療前相比患者治療后疼痛均有明顯緩解,其中對于 VAS,P<0.05,對于 NPDVAS,P=0.016,而安慰劑組(刺激岡上肌)治療前后差異無統計學意義。rPMS 治療肌筋膜痛后緩解持續時間可達 1 個月之久[24]。但若靶點發生改變,如刺激肌肉的運動點,其治療效果欠佳[13],說明刺激部位在 rPMS 治療中起了重要作用。
rPMS 減輕肌筋膜疼痛的機制可能為干擾外周神經系統和觸發中樞疼痛調節機制,其外周效應可能是由于大傳入神經纖維(Aδ)和小傳入神經纖維(C)傳導延遲,其中樞效應為 rPMS 通過刺激脊髓背角中的抑制性神經元激活 Aβ 神經纖維,從而抑制 Ⅰ、Ⅱ 和 Ⅴ 層中的神經元,這些神經元通常在有害刺激時反應,并且還可以激活作用于傷害性脊髓神經元的脊髓上抑制系統[25]。此機制與疼痛傳導“閘門控制假說”不謀而合,閘門控制機制主要發生在脊髓后角的膠質區細胞中,感覺神經元的活動和大腦下行的控制神經纖維共同調節閘門的開關過程:疼痛信號經 Aδ 和 C 神經纖維傳導時,神經元釋放興奮性神經遞質 P 物質,使閘門打開,疼痛信號向上傳導;而興奮另一種更粗、傳導更快的 Aβ 神經纖維傳導時,神經元能釋放出抑制性的神經遞質,使閘門關閉,疼痛沖動則不能向上傳導[32]。rPMS 的機制可能為激活了 Aβ 神經纖維后閘門關閉,進而抑制疼痛信號上傳。
2.3 偏頭痛
偏頭痛是由于大腦處于超興奮狀態,這種過度興奮的皮質使抑制皮質擴散的閾值降低,神經細胞膜去極化,激活腦膜傷害感受器并引起先兆偏頭痛[33]。偏頭痛因其原因不同,治療方法也比較復雜,但都多以藥物為主。近年來由于生活習慣不良等多種因素出現了一批偏頭痛伴頸背部疼痛的青少年,而上頸椎(和腦膜)的痛覺神經纖維終止于腦干尾部的三叉神經脊束核,因此三叉神經-頸髓復合體被認為在此類偏頭痛患者中起到明顯的作用[34],而斜方肌是三叉神經-頸髓復合體的一部分[35],所以刺激靶點定為斜方肌處。有研究者將 8 字形線圈平行方向作用于 20 例該類偏頭痛患者的斜方肌扳機點,以 20 Hz 的刺激頻率治療 15 s,間隔 30 s,進行 20 個循環共 15 min(6 000 個脈沖),刺激強度為最大輸出強度的 15% 開始每次增加 5%,直到參與者察覺到局部不適,患者在無偏頭痛癥狀時每周治療 3 次,持續 2 周,分別在治療前后進行偏頭痛殘疾評估,發現治療后患者疼痛平均強度明顯降低(P=0.001)[36]。此研究表明 rPMS 可以通過刺激上斜方肌扳機點緩解偏頭痛。且在偏頭痛治療措施中,rPMS 是一種舒適的治療方法,可以改善局部肌肉疼痛或緊張,且能夠直接和間接增加斜方肌的壓力疼痛閾值[35]。其機制可能是 rPMS 可以通過降低斜方肌肌肉組織的粘連改善肌肉功能并使皮質區域本體感覺改變,進而調節中樞神經系統,激活疼痛下行抑制通路[36]。
2.4 陰部神經痛或坐骨神經痛
陰部神經與坐骨神經均屬于位置較深的周圍神經,各種原因引起的陰部神經痛或坐骨神經痛經常困擾患者。由于陰部神經卡壓而導致的陰部神經痛患者中有 30% 經神經減壓手術后幾乎沒有緩解[37],由于 rPMS 作用部位可深達神經根處,因此可以通過刺激骶神經根來緩解陰部神經痛。有研究用圓形線圈(直徑為 90 mm)平行于 4 例陰部神經痛和 1 例坐骨神經痛患者的骶神經根處(即骶 1/骶 2 間隙)進行 30~50 個脈沖的 rPMS,刺激頻率小于 0.5 Hz,刺激時間為 1~2 min,強度為 75%,治療前后進行自發痛及觸痛的評估,發現治療后患者疼痛可立即緩解(治療前疼痛評分 5~10 分,治療后 0~2 分),緩解持續時間達 30 min 到 56 d 不等[34]。神經卡壓后周圍神經會進行代償,因此低頻治療陰部神經痛或坐骨神經痛的機制可能為抑制外周疼痛信號的傳入。
2.5 周圍神經病變
周圍神經病變是指由周圍神經系統損傷等原因引起的疾病[38],損傷后可表現為麻木、疼痛等[39]。局部周圍神經長時間損傷后其周圍的神經會代償性再生,由于其再生的無序性,會導致局部神經瘤或者神經卡壓形成。有研究用 8 字形線圈對 5 例周圍神經損傷患者進行 rPMS 治療,刺激部位為神經瘤或神經卡壓處,方向平行于疼痛部位,rPMS 長軸與人體長軸一致,刺激頻率為 0.5 Hz,每次 400 個脈沖,刺激強度為最大輸出強度的 60%~80%,每 6~8 周進行 1 次治療,分別在治療前及治療2 個月后評估自發疼痛得分,發現患者疼痛癥狀明顯減輕(疼痛評分從無痛到最痛為 0~10 分,治療前評分 5~7 分,治療后評分 0~2 分)[40]。對于低頻 rPMS 緩解痛覺過敏的機制,目前認為是周圍神經損傷后,再生的軸突會以無組織的方式遷移到周圍的神經外膜組織,并伴發纖維瘤病,進而形成神經卡壓和神經瘤,表現為異常性疼痛[40]。原因可能是形成神經瘤的軸突或神經末梢興奮,使局部或背根神經節的自發電活動增加,導致疼痛信號向中樞神經系統的傳入增加,進而引起異常性疼痛。而 rPMS 可以治療此類患者的疼痛癥狀,說明低頻 rPMS 可以抑制周圍神經異常再生,進而緩解異常性疼痛。另外也有研究指出高頻 rPMS 對于治療臂叢神經損傷后疼痛有作用[41],而高頻則被認為可以激活周圍神經,促進周圍神經恢復[42]。
2.6 復雜性區域疼痛綜合征 Ⅰ 型(complex regional pain syndrome Ⅰ,CRPS Ⅰ)
對于 CRPS Ⅰ,目前以經顱磁刺激多見[43],另外介入治療如神經阻滯、脊髓電刺激也常常應用[5]。對于 rPMS 是否有效目前研究較少,其中有研究將磁刺激儀圓形線圈作用于 CRPS Ⅰ 患者及正常人的雙側頸 7/頸 8 神經根,以 20 Hz 的頻率刺激 10 s,間隔 50 s,共 10 個循環 2 000 個脈沖,共 10 min,強度為可以引起靜息運動閾值 120% 的強度[44]。靜息運動閾值是指經顱磁刺激運動皮質,10 次刺激中至少 5 次誘發出波幅超過 50 μV 的靶肌(通常為拇展短肌)運動誘發電位所需要的最低刺激強度,主要用于評價皮質束的興奮性,脊髓損傷或腦卒中導致皮質脊髓束受損后運動閾值將明顯升高,低閾值表示皮質脊髓束興奮性高。此研究發現 rPMS 治療后 CRPS Ⅰ 患者運動誘發電位波幅與刺激前相比無明顯變化,皮質靜息期(指對患者長伸肌進行肌電圖檢查時,自運動單位消失至重新出現肉眼可見的肌電活動為止的時間)雖有延長,但不明顯。而正常人運動誘發電位刺激后波幅增高,皮質靜息期明顯延長。此實驗中接受 rPMS 后正常人運動誘發電位波幅明顯增高,而 CRPS Ⅰ 患者無明顯變化,說明 rPMS 對 CRPS Ⅰ 患者運動神經元束興奮性的影響小,即 CRPS Ⅰ 患者對運動皮質系統的傳入效果不如健康受試者。
3 結語
綜上可以得到以下幾點關于參數方面的提示:① 頻率:當疾病與骨骼、肌肉等方面相關時,采用高頻(>1 Hz)對治療疼痛有效;而周圍神經損傷所致的周圍神經異常再生引起的痛覺過敏,采用低頻(<1 Hz)。② 線圈類型:8 字形線圈誘導的刺激更強烈和聚焦,而圓形線圈誘導的刺激不那么強烈,更彌漫[25],因此當刺激靶點范圍較小、位置較深時應用 8 字形線圈,當刺激靶點范圍較大、位置較淺時用圓形線圈。③ 刺激靶點:刺激靶點為產生疼痛原因的部位,骨骼肌疼痛多為疼痛最明顯處,神經源性多為支配該神經的神經根處。④ 療效指標:包括治療前后 VAS 評分、平均自發性疼痛強度、觸痛等。
疼痛機制雖然不明,但無論何種疼痛,均為傷害性刺激經過外周感受器,換能后轉變為神經沖動,通過相應的傳入通路,進入中樞神經系統,經過整合加工后產生的疼痛感覺和疼痛反應[1]。緩解疼痛的機制一直處于探索當中,目前提出的假說主要有特異性學說、強度學說、模式學說和閘門控制學說[45]。根據目前研究,rPMS 緩解疼痛的機制概括如下:① 抑制 Aδ 神經纖維和 C 神經纖維的去極化,進而阻止外周的疼痛信號傳入大腦皮質并迅速激活下行止痛通路和脊髓抑制機制,使疼痛信號不能下傳。② rPMS 使肌肉周期性收縮/放松,可誘發患者本體感覺的周期性變化,誘導大腦重塑,激活下行止痛通路和脊髓抑制機制來改善疼痛癥狀。③ 低頻刺激可以抑制異常周圍神經再生,緩解周圍神經異常再生引起的異常性疼痛等。
此外,由于目前關于 rPMS 治療疼痛方面的文獻有限,且缺乏基礎研究,因此本文內容也存在局限性,尚需要進一步深入研究。