神経障害性疼痛の基礎と臨床神経障害性疼痛に対する電気刺激治療 Electrical Nerve Stimulation Treatment for the Neuropathic Pain 藤田保健衛生大学坂文種報徳會病院麻酔･疼痛制御学河西稔 Ⅰ）吉山和代 Ⅱ）湯澤則子 Ⅱ）川瀬守智 Ⅱ）洪淳憲 Ⅲ）電気刺激療法の代表的なものとして脊髄電気刺激療法がある．この治療法は，鎮痛薬，神経ブロック，手術などの鎮痛治療法では満足すべき鎮痛効果が得られない慢性痛患者に保険が適応となっている．この脊髄電気刺激療法は神経障害性疼痛に対して，エビデンスが報告されている治療法の 1 つで，本稿では，この治療法の歴史，エビデンスの紹介とともに，作用メカニズムや手技上の問題点，さらに，その対処法と今後の展望について述べる．神経障害性疼痛は，特定の神経細胞が，通常では考えらはじめにれない刺激で容易に脱分極し，神経線維を通して脊髄に，そして最終的に脳までこの脱分極情報が伝わって，痛み全ての細胞は膜電位を持っている．神経細胞は，このを認知することとなる．1965年，痛みの周辺部位の皮膚膜電位変化を情報伝達手段としているが，神経線維の太をこすると痛みが和らぐという経験的事実を説明する仮さ，有髄か無髄かなどで情報の伝わる速度が変化する．説として，ゲートコントロール説（Gate control theory）が 36 （2260） Feature Articles 藤田保健衛生大学坂文種報徳會病院麻酔･疼痛制御学 Ⅰ）Minoru Kawanishi 教授 Ⅱ）Kazuyo Yoshiyama, Noriko Yuzawa, Morisato Kawase 助教 Ⅲ）Junken Koh 准教授 Electrical Nerve Stimulation Treatment for the Neuropathic Pain 提唱された1）．この仮説の優れた点は，1924年に明らかに臨床使用されるようになった心臓ペースメーカの開発にされた神経線維と神経機能の理解を基に，運動神経にと，それに伴って進歩した長期間体内留置可能な素材の次いで伝達速度が速い触覚を伝える神経（Aβ線維）が研究，微細な通電技術法の開発により，再びSCSが登場刺激されると，伝達速度の遅い，痛覚神経（Aδ，C線することとなった．再登場した治療法は，脊髄そのもの維）からきた情報が，該当する脊髄後角細胞に到達するを直接刺激するのではなく，電極を硬膜外腔に留置して，前に，痛覚情報の入り口であるGateを狭め，痛覚刺激が硬膜を介して脊髄を刺激する方法が採用された．その結脊髄後角細胞に到達しにくくするという神経組織と神経果，より安全で容易な方法として臨床使用されるように機能に焦点をあてたことにあった．当初に発表された内なり，筆者らも，実際に施行してきたが，当初の留置電容は後から修正を必要とされているが，現在でも，鎮痛極は単極であり，電極リード線自体が柔らかかったことメカニズムを，科学的に説明する初めての試みとして高より，頸椎レベルなどに電極を留置すると，首を動かすく評価されている．この仮説から，痛み情報としての電ことによって，手指を刺激するはずが，会陰部が刺激さ気的変化を，別の電気刺激によって変化させる方法が，れてしまうといった予想外の現象を経験した．1990年代治療法として検討されることは当然であり，神経障害性になると，電極は 4 極となり，リード線の硬さも改良さ疼痛に対する電気刺激療法は，このゲートコントロールれて，硬膜外腔に留置したときに簡単に変位しないよう説を出発点として始まっている．本稿では，神経障害性になり，バージャー病などによる難治性の疼痛を伴った疼痛に対する脊髄電気刺激療法を中心に，現在，どのよ下肢の皮膚潰瘍症例などでは，胸椎レベルに刺激電極をうに電気刺激療法が臨床で機能しているか，現状の問題留置したこともあって，電極移動はみられず，潰瘍の治点は何か，また，今後の展望について述べる．癒促進効果と，疼痛軽減効果には目を見張るものがあり，脊髄電気刺激療法の有効性を実感した．その後，（図 1 ）留置電極への通電コントロール法として，皮下に受信機脊髄電気刺激療法の歴史を植え込み，皮膚上に貼付したアンテナから電磁誘導で通電する方法（エクストレルシステム）から，電池内蔵前述のゲートコントロール説が発表された 2 年後のの通電システム（アイトレルシステム）に変更され，そ 1967年に，ヒトの脊髄後索を電気刺激して除痛効果を得して，電極を 2 本入れるシナジーシステムが2006年 6 月たとの報告がなされた（硬膜外脊髄電気刺激療法，Spinal に保険収載され，現在にいたっている． Cord Stimulation：SCS）2）．この報告は，科学的理解のもとに施行した初めての鎮痛治療法で，その効果については熱狂的に迎えられたものの，鎮痛効果が一時的であったこと，長期間体内に留置できる素材の研究が当時は（A）（B）進んでいなかったことなどより，しばらくは臨床の場面から忘れ去られた状況になっていた．神経刺激療法としては，1974年にBurtonらにより，経皮的電気刺激療法（Transcutaneous Electric Nerve Stimulation：TENS）による鎮痛治療の有効性が報告され3），TENSが非侵襲的で簡便な治療法として広く臨床使用がされるようになり，現在では，こうした機器の応用として，神経・筋肉を経皮的に刺激して筋肉痛を軽減する安価な市販用の機器が登場している．TENS以外には，鍼治療法の応用として，鍼を刺入しないで皮膚に当てた先端が鋭い電極から通電して刺激する治療法もSilver Spike Point（SSP）治療法として存在している．しかし，1980年代に世界的図1 バージャー病の難治性皮膚潰瘍例（A）半年続いた皮膚潰瘍（B）SCS 通電開始1週間後 Anesthesia 21 Century Vol.12 No.1-36 2010 （2261） 37 療法であるが，慢性痛には有効であるが，急性痛には無対象疾患効なことなどより，このゲートコントロール説だけでは説明できず，GABAや内因性オピオイドなど液性因子の侵害受容性疼痛や中枢性疼痛には効果が期待でき関与なども想定され6），現状ではメカニズムは明らかとず，複合性局所疼痛症候群（Complex Regional Pain なっていない．実験的，臨床的に作用機序について，多 Syndrome：CRPS）や腰椎術後疼痛症候群（Failed Back くの研究者が報告しているが，特にLinderothらの文献 Surgery Syndrome：FBSS）に有効性があるとされていを参照されたい 7, 8）．実際には，TENSで除痛効果が認める．CRPSに関しては，EBMレベルとともに有効性が報られない症例でも疼痛軽減効果が認められること，神経告されている（表 1 ）．日本でも，札幌医科大学，NTT ブロックが有効な段階でSCSを施行すると有効性が期待東日本関東病院，東京女子医科大学，藤田保健衛生大学できること，前述したようにCRPSやFBSS，循環障害に坂分種報徳會病院，兵庫医科大学，大阪大学，潤和会記対する有効性が期待できること，中枢性疼痛や末梢神経念病院の 7 つの施設にて，CRPSとFBSS，循環障害症例の炎症を起源とする侵害性疼痛には効果が認められにくを対象として多施設臨床治験が行われ，有意差を持っていといった，症例による有効性の検討とともに，手技的 4） 5）有効性が確認された．に硬膜外腔での留置電極の刺激部位が除痛効果に大きく関与していることなどの，様々な情報を振り返って検討することで，作用メカニズム解明の進展が期待される．現在の問題点 2. 通電刺激法の選択 1. 作用メカニズムの解明現在，SCSによる通電は，通電頻度（10〜100Hz），通ゲートコントロール説を出発点として始まった疼痛治電強度（0〜10mV），通電パルス幅といった，3 つの要表 1 CRPSに対するSCSのエビデンスを示す文献（文献 4 より引用・改変）文献研究の分類（エビデンスレベル）サンプルサイズ成果・転帰 Kemlerら（2000） RCT（Level 2） 36症例疼痛の軽減とQOLの向上がみられた．56%の症例で成功． Kemlerら（1999）レトロスペクティブ（Level 3） 23症例 57%の症例で成功． Kemlerら（2004） RCT（Level 2） 36症例 63%の症例で成功，Kemlarら（2000）の2年間フォローアップ． Bennettら（1999）レトロスペクティブ（Level 3） 101症例 70%の患者が1電極で，91%の患者で2 電極で満足が得られた． Kumarら（1997）非 RCT（Level 3） 12症例 4 症例で良好な除痛，8 症例で優良な除痛が得られた． Barolatら（1989）非 RCT（Level 3） 18症例 6 症例で良好な除痛，5 症例で中等度の除痛が得られた． Grabowら（2003）メタアナリシス（Level 1） 15症例 SCSはCRPS管理に効果がある． RCT：無作為化比較試験，SCS：硬膜外脊髄電気刺激療法，CRPS：複合性局所疼痛症候群エビデンスレベルは次の通り． 1a：ランダム化比較試験のメタアナリシス 1b：少なくとも 1 つのランダム化比較試験 2a：ランダム割付を伴わない同時コントロールを伴うコホート研究（前向き研究，prospective study，concurrent cohort studyなど） 2b：ランダム割付を伴わない過去のコントロールを伴うコホート研究（historical cohort study，retrospective cohort studyなど） 3 ：ケース・コントロール研究（後ろ向き研究） 4 ：処置前後の比較などの前後比較，対照群を伴わない研究 5 ：症例報告，ケースシリーズ 6 ：専門家個人の意見（専門家委員会報告を含む） 38 （2262） Feature Articles Electrical Nerve Stimulation Treatment for the Neuropathic Pain 素の選択の組み合わせで刺激が行われている．こうしたに対する手術操作が行われると，硬膜外腔内の血管刺激法の選択について，近年，CRPSには高頻度刺激が損傷や骨を削った際に骨髄からの出血によって，大 9）有効ではないかとの報告もあるが，個人差があり，実なり小なりの癒着形成が認められ，電極を留置する際には患者の感覚に依存していることより，作用機序の際に大きな問題となる．また，再留置する場合には，解明と関連して，検討課題と考えられる．以前に留置していた電極の周辺に癒着が形成されていることが多く，セット内に用意されているマンド 3. 手技の問題リンを使用して癒着をはがす操作が必要となる．しかし，このマンドリンは電極よりも細いため，マン硬膜外腔へ電極を留置するときの手技上の問題としては，表 2 にあげた様々な点が問題となる．ドリンが挿入できても思った部位に電極を留置する（1）硬膜外腔内の癒着：椎間板ヘルニアなどの硬膜外腔ことが困難な場合がある．（2）至適部位への留置部位の決定：疼痛部位へ 80%以上表 2 電気刺激療法の手技に伴う問題点通電されることが，除痛効果を得るための条件と考えられているが，留置部位決定が困難なことがある．（1）硬膜外腔内の癒着この操作に30分以上の時間をかけると，患者自身の（2）至適部位への留置部位の決定訴えが曖昧となったり，術者の根気が続かなくなる．（3）感染防止この点では，われわれがこれまで報告している部位（4）電極の固定法（表 3 ）を参考にして，留置部位決定の時間短縮を図（5）電極の断線る必要がある10）．電極留置時の体位が腹臥位である（6）電池内蔵装置の留置法ことより，術後に仰臥位になった場合に，思った場所と異なる部位に通電刺激が感じ表 3 SCSにおける電極留置部位（自験症例およびクリーブランドクリニックのMekhail NA, MD., PhD の考えを統合した予測至適電極留置部位）疼痛部位硬膜外針刺入レベル電極先端レベルられるとの訴えも経験するので，絶対的な部位決定は困難であると術前に患者へ説明しておく必要がある．80%程度のカバーが頸部 T1〜T2 C1〜C3 適当といわれている理由と思わ外耳周辺 T1〜T2 C1〜C3 れる．肩 T1〜T2 C2〜C4 前腕，手 T1〜T3 C4〜C6 指 T2〜T4 C7〜T1 能性としては，創部出血による胸壁該当レベルの 2 ，3 椎間下疼痛レベル留置部位の凝血塊の存在，患者（3）感染防止：施行症例の約10%に術後感染の可能性があると考えられている．この感染発生の可（前胸部痛の場合外側，側の易感染性などが考えられる．背部痛の場合正中側）われわれも術後感染を経験し，最終的にはシステム抜去を余儀背部 T12〜L2 T6〜T10（正中側）下肢痛股関節 L1〜L3 T9〜T12（正中）大腿部前面 L1〜L3 T10〜T12（外側）留置時に創部を1,000mLの生食大腿部後面 L2〜L3 T11〜L1（正中側）水で洗浄して，凝血塊を除去す足 L2〜L3 T11〜L1（正中側）ることで，感染防止効果の向上会陰部 L2〜L3 T11〜L1（正中）なくされたことから，最近は，抗生薬の予防投与とともに，電極を試みている．また，ナイロン糸で皮下縫合をしていた症例で， Anesthesia 21 Century Vol.12 No.1-36 2010 （2263） 39 皮膚からナイロン糸が露出して患者が手指で触っているうちに感染症を生じた経験から，近年は，吸収今後の発展糸で皮下縫合するようにしている．（4）電極の固定法：電極の位置移動の可能性も10%ほどメカニズムの解明と対象疾患，刺激法，刺激部位の選あると報告されており，われわれも，患者が転倒や択が問題であるが，こうした点とは別に臨床使用におい衝突，その他，体を伸ばした際に位置移動を起こしては，表 4 に示すような応用の拡大がみられており，今た症例を経験している．電極の固定法の検討は，移後もさらに大きな発展の可能性がある．動発生頻度の点より大きな問題と思われる．われわ（1）深部脳刺激：神経障害性疼痛症例ではないが，パーれは，アンカーの留置の工夫とともに，留置電極のキンソン病での保険適応が認められており，中枢痛遊びの重要性を念頭に対処している．患者への応用が期待される．（5）電極の断線：長期間留置しているうちに電極の断線が認められ，電極交換を余儀なくされることがある．（2）脳運動野刺激：脊髄電気刺激で除痛無効症例に有効なことがある．断線の原因ははっきりしないことが多いが，マッサー（3）末梢神経刺激，前根刺激：頑強な後頭部痛，顔面痛ジを受けた後に発生した症例もあり，われわれは電などに対して，皮下に電極を留置して通電すること極リード線の皮下トンネル部位へのマッサージは避により除痛効果が得られるとの報告がある．また，けるように指導している．硬膜外腔であるが，L5〜S1レベルの神経根に通電刺（6）電池内蔵装置の留置法：電池内蔵装置の一部が皮膚激をして除痛効果が期待できるとの報告がある．まから脱出してしまった症例を経験している（図 2 ）．た，頸椎レベルの硬膜外腔が癒着で脊髄後索刺激がこうした症例は他にも経験しているが，数カ月経過できない場合，電極を硬膜外腔の腹側に留置して前した場合には，装置は皮下ポケット内で被膜に包ま根刺激をしても除痛効果が得られることを経験してれており，全身感染とならない場合が多いと思われいる．これらは脊髄刺激というより，末梢神経刺激る．露出した症例を検討すると，もともと体重が少による除痛効果と判断され，こうした電気刺激によない症例や急に体重が減少して皮膚と装置との接触る除痛刺激メカニズム解明の糸口となることが期待が強くなったものに限定される．痩せていても露出される．してこない症例もあるので，個人的な皮膚自体の脆（4）脊髄刺激電極の多極化：通電刺激部位の重要性と電弱性，留置ポケットの作製法などの検討とともに，極の位置移動の可能性，電極の断線の可能性，癒着装置の小型化が望まれる．した場合の再留置困難性を考えると留置電極の多極化は 1 つの解決策と考えられる．すでに米国では 8 極の電極が使用可能となっており，近い将来，日本への導入が期待されている．（5）充電可能な電池内蔵装置の開発：電池切れの際には表 4 電気刺激療法の今後の発展（1）深部脳刺激（2）脳運動野刺激（3）末梢神経刺激（4）脊髄刺激電極の多極化（5）充電可能な電池内蔵装置の開発（6）システムの小型化（7）硬膜外腔癒着剥離システムの構築図2 40 電池内蔵装置の皮膚露出例（2264） Feature Articles Electrical Nerve Stimulation Treatment for the Neuropathic Pain 電池内蔵装置の再留置が必要となる．しかし，再度皮膚切開を要すること，新しい装置植え込みには装おわりに置を包み込む皮下組織内に形成された被膜を一部切開拡大する必要があり，患者に与える侵襲軽減の観点から，充電可能な装置の開発が望まれる．体内に金属製の異物を植え込むことに対しては，多くの人が抵抗感を覚え，適用を考慮するうえで障害となっ（6）システムの小型化：シナジーシステムでは 2 本の電ている．また，金属を体内に植え込むことで金属探知器極に通電するため，電池容量増加を伴い装置自体がに反応する，火葬の際には取り出す必要がある，MRIが大きくなっている．痩せた人に植え込む場合，装置撮れないといった適応に際して患者が躊躇する場面があが突出して皮膚を圧迫して局所疼痛を引き起こすこり，今後さらに解決に向けて検討すべき問題がある．しとがあり，やむなく装置除去となってしまったことかし，疼痛で苦しんでいる患者が，本治療で社会復帰しを経験している．たり，家庭での存在感を取り戻したりしている姿をみる（7）硬膜外腔癒着剥離システムの構築：細い電極を留置と，米国で 1 年間 5 万人以上の慢性疼痛患者にSCSが植する時，硬膜外腔に堅い癒着があると電極留置が不え込まれている現状に，日本はどうしたら近づけるか，可能なことがある．冠状動脈の動脈硬化病変部位を課題として考えていく必要があると思われる．削るシステムが利用可能であることを考えると，SCS システムでも，こうした手技の開発・導入が期待される． ■ 参考文献 1）Melzack R, Wall PD：Pain mechanism. A new theory. Science 150：971 - 979, 1965 2）Shealy CN, Mortimer JT, Reswick JB：Electrical inhibition of pain by stimulation of the dorsal columns： Preliminary clinical report. Anesth Analg 46：489 - 491, 1967 3）Burton C, Maurer DD：Pain suppression by transcutaneous electronic stimulation. IEEE Trans Biomed Eng 21：81- 88, 1974 4）Lubenow TR, Buvanendran A, Stanton-Hicks M：Implanted Therapies. CRPS：Current Diagnosis and Therapy Progress in Pain Research and Management 32：235 - 253, 2005 5）投稿準備中（兵庫医科大学ペインクリニック科より） 7）Linderoth B, Foreman RD：Physiology of spinal cord stimulation：Review and update. Neuromodulation 2：150 164, 1999 8）Meyerson BA, Linderoth B：Mechanisms of spinal cord stimulation in neuropathic pain. Neurol Res 22：285 - 292, 2000 9）Kemler MA, De Vet HCW, Barendse GAM, et al.：The effect of spinal cord stimulation in patients with chronic reflex sympathetic dystrophy：Two years' follow-up of the randomized controlled trial. Ann Neurol 55：13 - 18, 2004 10）河西稔：硬膜外電気刺激, ニューロパシックペインの今. 麻酔科診療プラクティス 6：206 - 210, 2002 6）Oakley JC, Prager JP：Spinal cord stimulation mechanisms of action. Spine 27：2574 - 2583, 2002 Anesthesia 21 Century Vol.12 No.1-36 2010 （2265） 41