经皮神经电刺激治疗慢性炎症痛的适宜参数探讨之二:不同强度的疗效比较
△刘红香 刘 承 罗 非 韩济生
(北京医科大学神经科学研究所,北京100083)
摘 要 通过比较观察不同强度的经皮神经电刺激(TENS)对慢性单发性关节炎症痛的疗效,借以寻找较适宜的TENS治疗强度。结果:刺激强度可影响多次TENS治疗慢性痛的效果。在每周1次和每周2次治疗的安排下,对3种刺激强度的疗效进行比较,发现:多次TENS治疗慢性炎症痛时,较弱刺激的疗效较好。
主题词 经皮神经电刺激(TENS) 炎症/针灸疗法 疼痛/针灸疗法 剂量效应关系,针灸电针强度与镇痛效应的关系及其机制研究已有不少报道[1～4],这些研究多在正常动物身上进行,结果表明弱刺激可兴奋粗纤维通过脊髓水平的节段性抑制实现镇痛,而强刺激除此之外还可兴奋C纤维通过激活脑干下行性抑制而实现更强更持久的镇痛效应。
为了给多次100HzTENS治疗慢性痛的参数选择提供依据,在正常大鼠上比较观察了3种强度(1-1-2mA、1-2-3mA、2-3-4mA)的TENS的即时镇痛效应。发现:较强TENS的即时镇痛效应较好。而使用在正常动物无即时镇痛效应的TENS强度,多次治疗可具有良好的缓解慢性痛的效应。提示多次针刺对病理痛的改善与针刺正常动物的即时镇痛效应间没有必然的联系。多次TENS治疗慢性炎症痛时,刺激强度与疗效之间的关系如何?选择多大的强度比较合适?此问题需要进一步验证。
本实验的目的是在建立一种可靠的慢性炎症痛动物模型的基础上,用不同强度的TENS给予长时期的治疗,对其疗效进行比较观察,找出较适宜的治疗参数。
1 材料和方法
1.1 实验动物实验用88只Wistar健康雌性大鼠,体重150～200g,由北京医科大学实验动物中心提供。每笼4～6只群养,笼底铺以锯末,给以自然照明,自由饮水和饮食。
1.2 方法采用右踝关节腔内完全弗氏佐剂(CFA)注射造成单发性关节炎作为慢性痛动物模型[5]。之后将大鼠随机分组。TENS治疗从致炎24小时开始持续9周。TENS方法参见文献[6]。所用治疗频度有2种:每周1次和每周2次。每种频度的治疗均分4组,即对照组和3种强度的TNES治疗组,3种刺激强度分别是:1-1-2mA(弱)、1-2-3mA(中)、2-3-4mA(强)。每周1次治疗的4组动物例数分别为10,11,12,11只,共治疗9次;每周2次时每组动物分别为11,10,11,12只,共治疗18次。1次刺激过程中每级刺激强度持续10min,每次治疗持续时间30min,刺激波宽0.3ms,频率100Hz。
对照组动物脱毛处理后只固定电极不通电,与治疗组同步进行。
观察指标有:体重、踝周长、跖、背屈关节疼痛试验评分[6]。指标的测定均在动物踝关节致炎后每一周的TENS前进行,时间固定在上午8:00～12:00。实验时室温保持于20±1℃。1.3 数据处理和统计学检验实验结果以均值±标准误(x±sx)表示。数据的比较采用两因素方差分析(ANOVA)检验;以P<0.05作为存在统计学差异的界限。
2 结果
2.1 每周1次测定结果如表1所示。(1)动物的体重增长速度:各组间比较差异无显著性意义。(2)踝周长:1-2-3mATENS治疗组较对照组明显减小(P<0.05);1-1-2mA、2-3-4mA组无明显变化。(3)炎侧踝关节的跖屈关节疼痛试验评分:3种强度TENS治疗组均较对照组显著下降,且各治疗组间差异均有显著性意义(P<0.01)。作用强弱依次为:1-1-2mA>1-2-3mA>2-3-4mA组。(4)炎侧踝关节的背屈关节疼痛试验评分:3种强度TENS治疗组均较对照组显著下降;各治疗组之间相比,1-1-2mA引起的评分降低较1-2-3mA和2-3-4mA组更为显著。
2.2 每周2次结果如表2所示。(1)动物的体重增长速度:弱(1-1-2mA)TENS治疗组较对照组有所减慢,其余两组与对照组比较差异无显著性意义。(2)踝周长:1-1-2mA和2-3-4mA组较对照组明显减小(P<0.01);1-2-3mATENS治疗组无显著性变化。(3)炎侧踝关节跖、背屈关节疼痛试验评分:3种强度TENS治疗组均较对照组显著下降,各治疗组间差异无显著性意义。
综合以上结果,可以看出,从抗炎消肿和镇痛两方面的效果考虑,每周1次TENS时,1-2-3mA效果较好;每周2次治疗时,1-1-2mA即足以发挥作用。单纯考虑镇痛效果,1-1-2mA较好。
3 讨论朱丽霞等人[5]在神经损伤和关节炎模型上对强、弱电针的镇痛效应进行了比较观察,发现弱电针即可获得较好的治疗作用,强电针的治疗作用并没有更好。我们在建立一种可靠的单发性关节炎慢性炎症痛动物模型[7]的基础上,用3种强度的100HzTENS在单发佐剂性关节炎相当长的时期(1～9周)内进行治疗,对其累加治疗效应进行了比较观察,发现3种强度的TENS均有镇痛效果,但较弱强度的TENS其治疗慢性痛的效果较好。提示TENS强度也是获取好的镇痛作用的重要因素;较强的单次刺激对正常动物的即时镇痛效应较好;而多次TENS治疗慢性炎症痛时,弱刺激效果较好。这与朱丽霞等人的结果虽相似,但又有不同。
为什么在病痛模型上较弱的电刺激就能起到治疗作用甚至优于强电针的作用?这可能与多种原因有关。王友京等人[8]以大鼠热刺激甩尾反应潜伏期作为痛阈指标,比较了不同强度和频率电针的镇痛效应。结果表明:电针的即时镇痛效应,低频优于高频,强刺激优于弱刺激;而镇痛的后效应,高频优于低频,弱刺激优于强刺激。多次电针或TENS治疗病理痛的效果可能与其后效应关系更为密切。另外,赵飞跃等[9]发现相同的强度在关节炎模型上的针刺镇痛效应较在正常动物上的效应要好,这提示外周组织炎症使神经系统发生了改变。近来的研究表明,损伤和炎症时神经系统会出现一系列的可塑性变化。如朱丽霞等人[5]在关节炎痛模型上研究针刺镇痛的原理时,观察到感受器、传入纤维和脊髓背角伤害感受神经元对伤害性刺激的兴奋阈均降低,即出现了明显的痛觉过敏。不少人也观察到了类似的中枢神经敏感化现象,如外周组织炎症引起脊髓或其它中枢神经系统伤害感受性神经元反应性的增高[10];慢性坐骨神经损伤引起脊髓、脊丘束神经元和丘脑神经元的自发放电增多[11]。这种外周和中枢的敏感化在引起痛觉过敏时,也可能会有利于电针信息的传入。因此在病痛引起神经系统发生可塑性变化的基础上弱电针就可取得较好的治疗作用。
4 参考文献
1 吕国蔚.穴位传入纤维支配加强在针刺镇痛中的作用.针刺研究,1987;12:1
2 陈隆顺,唐敬师,樊小力,等.针刺镇痛传入纤维的分析.见张香桐主编.针刺麻醉研究.1986:348
3 朱丽霞,黎春元,莫孝荣,等.针刺镇痛选穴原则的探讨.中国针灸,1985;5:24
4 朱丽霞,黎春元,杨兵,等.新生鼠辣椒素处理对电针镇痛的影响.针刺研究,1990;15:285
5 朱丽霞,李文武,吉长福,等.不同强度电针对痛觉异常治疗作用的比较.中国疼痛医学杂志,1996;2:26
6 刘红香,蒋玉辉,熊亮,等.经皮神经电刺激治疗慢性炎症痛的适宜参数探讨之一:不同频度的疗效比较.中国针灸,2000;20(1):41
7 刘红香,许伟,罗非,等.改进的大鼠单发佐剂性关节炎模型的建立和实验观察.中国疼痛医学杂志,1996;2:223
8 王友京,王双坤.不同强度和频率电针的镇痛效应.针刺研究,1993;18:44
9 赵飞跃,朱丽霞.不同穴位电针对急性实验性关节炎大鼠背角神经元诱发发电的影响.针刺研究,1988;(增刊):162
10 TreedeRD,MagerlW.ModernConceptsofPainandHyperalgesiaBeyondthePolymodalCNociceptor.TIPS,1995;16:217
11 LairdJMA,BennettGJ.AnElectrophysiologicalStudyofDorsalHornNeuronsintheSpinalCordofRatswithanExperimentalPeripheralNeuropathy.JNeurophysiol,1993;69:2071(收稿日期:1998-11-22,齐淑兰发稿)
(北京医科大学神经科学研究所,北京100083)
摘 要 通过比较观察不同强度的经皮神经电刺激(TENS)对慢性单发性关节炎症痛的疗效,借以寻找较适宜的TENS治疗强度。结果:刺激强度可影响多次TENS治疗慢性痛的效果。在每周1次和每周2次治疗的安排下,对3种刺激强度的疗效进行比较,发现:多次TENS治疗慢性炎症痛时,较弱刺激的疗效较好。
主题词 经皮神经电刺激(TENS) 炎症/针灸疗法 疼痛/针灸疗法 剂量效应关系,针灸电针强度与镇痛效应的关系及其机制研究已有不少报道[1～4],这些研究多在正常动物身上进行,结果表明弱刺激可兴奋粗纤维通过脊髓水平的节段性抑制实现镇痛,而强刺激除此之外还可兴奋C纤维通过激活脑干下行性抑制而实现更强更持久的镇痛效应。
为了给多次100HzTENS治疗慢性痛的参数选择提供依据,在正常大鼠上比较观察了3种强度(1-1-2mA、1-2-3mA、2-3-4mA)的TENS的即时镇痛效应。发现:较强TENS的即时镇痛效应较好。而使用在正常动物无即时镇痛效应的TENS强度,多次治疗可具有良好的缓解慢性痛的效应。提示多次针刺对病理痛的改善与针刺正常动物的即时镇痛效应间没有必然的联系。多次TENS治疗慢性炎症痛时,刺激强度与疗效之间的关系如何?选择多大的强度比较合适?此问题需要进一步验证。
本实验的目的是在建立一种可靠的慢性炎症痛动物模型的基础上,用不同强度的TENS给予长时期的治疗,对其疗效进行比较观察,找出较适宜的治疗参数。
1 材料和方法
1.1 实验动物实验用88只Wistar健康雌性大鼠,体重150～200g,由北京医科大学实验动物中心提供。每笼4～6只群养,笼底铺以锯末,给以自然照明,自由饮水和饮食。
1.2 方法采用右踝关节腔内完全弗氏佐剂(CFA)注射造成单发性关节炎作为慢性痛动物模型[5]。之后将大鼠随机分组。TENS治疗从致炎24小时开始持续9周。TENS方法参见文献[6]。所用治疗频度有2种:每周1次和每周2次。每种频度的治疗均分4组,即对照组和3种强度的TNES治疗组,3种刺激强度分别是:1-1-2mA(弱)、1-2-3mA(中)、2-3-4mA(强)。每周1次治疗的4组动物例数分别为10,11,12,11只,共治疗9次;每周2次时每组动物分别为11,10,11,12只,共治疗18次。1次刺激过程中每级刺激强度持续10min,每次治疗持续时间30min,刺激波宽0.3ms,频率100Hz。
对照组动物脱毛处理后只固定电极不通电,与治疗组同步进行。
观察指标有:体重、踝周长、跖、背屈关节疼痛试验评分[6]。指标的测定均在动物踝关节致炎后每一周的TENS前进行,时间固定在上午8:00～12:00。实验时室温保持于20±1℃。1.3 数据处理和统计学检验实验结果以均值±标准误(x±sx)表示。数据的比较采用两因素方差分析(ANOVA)检验;以P<0.05作为存在统计学差异的界限。
2 结果
2.1 每周1次测定结果如表1所示。(1)动物的体重增长速度:各组间比较差异无显著性意义。(2)踝周长:1-2-3mATENS治疗组较对照组明显减小(P<0.05);1-1-2mA、2-3-4mA组无明显变化。(3)炎侧踝关节的跖屈关节疼痛试验评分:3种强度TENS治疗组均较对照组显著下降,且各治疗组间差异均有显著性意义(P<0.01)。作用强弱依次为:1-1-2mA>1-2-3mA>2-3-4mA组。(4)炎侧踝关节的背屈关节疼痛试验评分:3种强度TENS治疗组均较对照组显著下降;各治疗组之间相比,1-1-2mA引起的评分降低较1-2-3mA和2-3-4mA组更为显著。
2.2 每周2次结果如表2所示。(1)动物的体重增长速度:弱(1-1-2mA)TENS治疗组较对照组有所减慢,其余两组与对照组比较差异无显著性意义。(2)踝周长:1-1-2mA和2-3-4mA组较对照组明显减小(P<0.01);1-2-3mATENS治疗组无显著性变化。(3)炎侧踝关节跖、背屈关节疼痛试验评分:3种强度TENS治疗组均较对照组显著下降,各治疗组间差异无显著性意义。
综合以上结果,可以看出,从抗炎消肿和镇痛两方面的效果考虑,每周1次TENS时,1-2-3mA效果较好;每周2次治疗时,1-1-2mA即足以发挥作用。单纯考虑镇痛效果,1-1-2mA较好。
3 讨论朱丽霞等人[5]在神经损伤和关节炎模型上对强、弱电针的镇痛效应进行了比较观察,发现弱电针即可获得较好的治疗作用,强电针的治疗作用并没有更好。我们在建立一种可靠的单发性关节炎慢性炎症痛动物模型[7]的基础上,用3种强度的100HzTENS在单发佐剂性关节炎相当长的时期(1～9周)内进行治疗,对其累加治疗效应进行了比较观察,发现3种强度的TENS均有镇痛效果,但较弱强度的TENS其治疗慢性痛的效果较好。提示TENS强度也是获取好的镇痛作用的重要因素;较强的单次刺激对正常动物的即时镇痛效应较好;而多次TENS治疗慢性炎症痛时,弱刺激效果较好。这与朱丽霞等人的结果虽相似,但又有不同。
为什么在病痛模型上较弱的电刺激就能起到治疗作用甚至优于强电针的作用?这可能与多种原因有关。王友京等人[8]以大鼠热刺激甩尾反应潜伏期作为痛阈指标,比较了不同强度和频率电针的镇痛效应。结果表明:电针的即时镇痛效应,低频优于高频,强刺激优于弱刺激;而镇痛的后效应,高频优于低频,弱刺激优于强刺激。多次电针或TENS治疗病理痛的效果可能与其后效应关系更为密切。另外,赵飞跃等[9]发现相同的强度在关节炎模型上的针刺镇痛效应较在正常动物上的效应要好,这提示外周组织炎症使神经系统发生了改变。近来的研究表明,损伤和炎症时神经系统会出现一系列的可塑性变化。如朱丽霞等人[5]在关节炎痛模型上研究针刺镇痛的原理时,观察到感受器、传入纤维和脊髓背角伤害感受神经元对伤害性刺激的兴奋阈均降低,即出现了明显的痛觉过敏。不少人也观察到了类似的中枢神经敏感化现象,如外周组织炎症引起脊髓或其它中枢神经系统伤害感受性神经元反应性的增高[10];慢性坐骨神经损伤引起脊髓、脊丘束神经元和丘脑神经元的自发放电增多[11]。这种外周和中枢的敏感化在引起痛觉过敏时,也可能会有利于电针信息的传入。因此在病痛引起神经系统发生可塑性变化的基础上弱电针就可取得较好的治疗作用。
4 参考文献
1 吕国蔚.穴位传入纤维支配加强在针刺镇痛中的作用.针刺研究,1987;12:1
2 陈隆顺,唐敬师,樊小力,等.针刺镇痛传入纤维的分析.见张香桐主编.针刺麻醉研究.1986:348
3 朱丽霞,黎春元,莫孝荣,等.针刺镇痛选穴原则的探讨.中国针灸,1985;5:24
4 朱丽霞,黎春元,杨兵,等.新生鼠辣椒素处理对电针镇痛的影响.针刺研究,1990;15:285
5 朱丽霞,李文武,吉长福,等.不同强度电针对痛觉异常治疗作用的比较.中国疼痛医学杂志,1996;2:26
6 刘红香,蒋玉辉,熊亮,等.经皮神经电刺激治疗慢性炎症痛的适宜参数探讨之一:不同频度的疗效比较.中国针灸,2000;20(1):41
7 刘红香,许伟,罗非,等.改进的大鼠单发佐剂性关节炎模型的建立和实验观察.中国疼痛医学杂志,1996;2:223
8 王友京,王双坤.不同强度和频率电针的镇痛效应.针刺研究,1993;18:44
9 赵飞跃,朱丽霞.不同穴位电针对急性实验性关节炎大鼠背角神经元诱发发电的影响.针刺研究,1988;(增刊):162
10 TreedeRD,MagerlW.ModernConceptsofPainandHyperalgesiaBeyondthePolymodalCNociceptor.TIPS,1995;16:217
11 LairdJMA,BennettGJ.AnElectrophysiologicalStudyofDorsalHornNeuronsintheSpinalCordofRatswithanExperimentalPeripheralNeuropathy.JNeurophysiol,1993;69:2071(收稿日期:1998-11-22,齐淑兰发稿)
