5 Estimulación de la Médula Espinal: Consideraciones Generales
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CAPÍTULO Estimulación de la Médula Espinal: Consideraciones Generales 39 5 Estimulación de la Médula Espinal: Consideraciones Generales Chengyuan Wu, Steven M. Falowksi y Ashwini Sharan R E S U ME N D E L C A P Í T U L O Sinopsis: La estimulación de la médula espinal (EME) es una forma de neuromodulación ajustable, no destructiva, que ofrece dosis terapéuticas de corrientes eléctricas a la médula espinal para el tratamiento del dolor neuropático. La estimulación puede ser proporcionada por los dos electrodos implantados por paddle y electrodos percutáneos. Aunque una gran cantidad de trabajo se ha publicado, el mecanismo exacto de acción de la EME sigue sin estar claro. La estimulación por medio de la EME general, se ha demostrado brinda una mejoría de aproximadamente el 50% en el alivio del dolor, la cual persiste durante años de seguimiento, lo que lo hace superior a muchos otras modalidades invasivas. Importantes Puntos: Es importante recordar que el objetivo de la Neuroestimulación es reducir el dolor en lugar de eliminarlo completamente. Se puede aplicar de forma fiable a los pacientes con síndrome de postlaminectomía/síndrome de cirugía fallida de espalda (FBSS), síndrome de dolor regional complejo (CRPS), isquemia crónica crítica de miembros inferiores (CCLI) y el dolor. Aciertos Clínicos: La experiencia ha venido creciendo con la EME y la mejora del dispositivo disponible, no sólo ha mejorado la confiabilidad de esta modalidad sino que también ha permitido su uso en otros procesos patológicos. Otras aplicaciones de la EME incluyen su uso en pacientes con angina de pecho, síndromes de dolor abdominal / visceral, plexitis braquial / síndrome neurogénico de la salida torácica, dolor del miembro fantasma, dolor intratable secundario a lesión de la médula espinal, dolor mediastinal, neuritis cervical y la neuralgia post-herpética. Dificultades Clínicas: Aunque los resultados son en gran medida beneficiosos, la selección apropiada del paciente es imperativa; la evaluación psicológica es necesaria para detectar los trastornos del estado de ánimo, que pueden alterar el aviso del dolor y la percepción por el paciente. Además, la cobertura del dolor lumbar solo es a menudo difícil y tiene una menor tasa de éxito. Las complicaciones de la EME incluyen la migración del electrodo o roturas, fallos del dispositivo, la infección, hematoma epidural, fuga de líquido cefalorraquídeo y raramente déficit neurológico. Estableciendo el Diagnóstico La estimulación de la médula espinal (EME) es una forma de neuromodulación ajustable, no destructiva, que ofrece dosis terapéuticas de corrientes eléctricas a la médula espinal para el tratamiento del dolor neuropático. Las indicaciones más comunes incluyen el síndrome postlaminectomía, síndrome de dolor regional complejo (CRPS), dolor del miembro isquémico y angina de pecho (Tabla 5-1), pero se ha aplicado a otras causas de dolor intratable. Anatomía El canal espinal contiene varias estructuras neurales y no neurales que pueden ser estimuladas eléctricamente. Las propiedades de los contenidos intraespinales son similares a un conductor no homogéneo. Conocer los diferentes tipos de respuesta y su correlación con el sustrato anatómico subyacente, es extremadamente importante para la implementación de estrategias para la terapia con la EME. La estimulación de las fibras aferentes mielinizadas grandes puede ocurrir en cuatro áreas diferentes: la raíz dorsal, la zona de entrada de la raíz dorsal (ZERD), el asta dorsal o las columnas dorsales (Fig. 5-1). La estimulación eléctrica de estas estructuras resulta en una parestesia con hormigueo ipsilateral, que cambia a malestar y dolor a medida que la estimulación aumenta su intensidad. Particularmente, la activación de las raíces dorsales causa una parestesia radicular particular a nivel del dermatoma, mientras que la estimulación de la columna dorsal provoca parestesias en las zonas del cuerpo que estas caudal al nivel de posicionamiento del electrodo. En la médula cervical y torácica las columnas dorsales son por lo general de 3 a 5 mm de más anchas, más grandes en el plano de la ampliación cervical y más pequeñas en la columna torácica media. El factor más importante en la determinación de los parámetros de estimulación es la amplitud del fluído cerebro espinal (FCE) dorsal en el espacio de la médula espinal (Fig. 5-2). El aumento de espesor de la capa de la columna dorsal FCE (DFCE) conduce a la estimulación temprana de las fibras de la raíz dorsal en lugar de las fibras de la columna dorsal. Esto se debe a que las fibras de las raíces, que están inmersas es buen conductor de FCE, tienen una alta conductividad en la ZERD. Por lo tanto, el umbral de estimulación para los rangos del sistema segmentario es de 0,1 V a 0,5 V, mientras que la activación de las columnas dorsales se produce en un umbral de al menos más de 0,5 V a 1 V. La diferenciación entre la estimulación de la raíz dorsal, ZERD, o asta dorsal puede ser excesivamente difícil. Uno puede esperar que la estimulación de la raíz dorsal con electrodos colocados lateralmente; así como la estimulación de los ZERD cuernos dorsales más probable si el electrodo se coloca cerca de la línea media. En el último grupo la estimulación conduce a parestesias segmentarias que son rápidamente seguidas de la activación de las columnas dorsales con un incremento pequeño de tensión. Curiosamente, los cambios pequeños en la posición mediolateral del electrodo han demostrado llevar el movimiento de las parestesias con un patrón en W bidimensional1 como se muestra en la Fig. 5-3. Si la estimulación eléctrica alcanza la médula ventral, las estructuras motoras se verán afectadas y por lo tanto las contracciones musculares se harán notorias. Al igual que la estimulación de la médula dorsal, la activación de la raíz ventral o las neuronas motoras producen contracciones musculares en una distribución miotomal, mientras que la activación de las vías descendientes como la corticoespinal resulta en contracciones musculares difusas a nivel caudal del electrodo. En la gran mayoría de los pacientes la estimulación 39 40 Estimulación de la Médula Espinal Tabla 5-1: Indicaciones para la Estimulación de la Médula Espinal y Probabilidad de Exito Indicaciones Probabilidad de Éxito Síndrome postlaminectomia/síndrome de cirugía fallida de espalda (FBSS) 50%-60% con >50% alivio del dolor Síndrome de dolor regional complejo (SDRC) 67%-84% Isquemia crónica crítica de las extremidades (ICCE) y dolor 70%-80% con >75% alivio del dolor Angina Síndromes de dolor abdominal/visceral Braquioplexitis/síndrome de salida torácica neuropática Dolor de miembro fantasma Dolor intratable secundario a injuria de la medula espinal Dolor mediastinal Neuritis cervical Neuralgia post terapéutica sin datos disponibles Fig. 5-1 Anatomía del canal espinal. En T9 las fibras torácicas inferiores están situadas lateralmente dentro de las columnas dorsales. Algunas de estas fibras están en estrecha proximidad a las zonas de entrada de la raíz dorsal. Las fibras de la raíz dorsal son más grandes, con mayor curvatura y se activan más fácilmente que las fibras de la columna dorsal. Dentro de la columna dorsal inferior, la capa de líquido cefalorraquídeo dorsal de alta conductividad (DFCE) es más gruesa que en la médula espinal que es donde se colocan los cables de estimulación normalmente, para la terapia de dolor de espalda. El DFCE puede difundirse al campo de estimulación, aumentando la probabilidad de que las raíces dorsales se estimulen de manera inadvertida. Fig. 5-2 Relación entre el nivel espinal y el umbral de percepción/ el espesor dorsal del líquido cefalorraquídeo. Fig. 5-3 Migración de las parestesias con ajuste mediolateral de la estimulación. Modificado de Oakley JC et al: Transversal tripolar estimulación de la médula espinal: resultados de un estudio multicéntrico internacional, Neuromodulación 9 (3):192-203, 2006. Estimulación de la Médula Espinal: Consideraciones Generales sobre las columnas dorsales no se complica por la activación simultánea del sistema motor a menos de que un voltaje significativamente más alto se implemente. Sin embargo, ha habido casos en los que la activación de las estructuras motoras se activa con el mismo umbral que el sistema sensorial, por lo tanto la estimulación selectiva de la columna dorsal no puede ser mantenida con éxito.2 Entender la somatotopía de la médula espinal es de suma importancia para conocer los aspectos técnicos de la implantación. Un principio básico de la EME es crear un área de parestesia que se superpone con la región la cual el paciente correlaciona con el dolor.3 Entonces tanto la somatotopía como el nivel de la médula espinal son necesarios. Barolat y colegas4 han publicado numerosos trabajos sobre la cartografía de las estructuras de la columna vertebral, lo que llevó a una base de datos de la correlación de las áreas de respuesta sensorial a los niveles de la EME dorsales.4 Altas regiones cervicales como C2 pueden cubrir las regiones del occipucio posterior y ocasionalmente, la mandíbula inferior. La estimulación en C2-C4 proporciona cobertura del cuello, hombro y las extremidades superiores, así como la cara como resultado de la participación del núcleo descendente del nervio trigémino. A medida que uno se desplaza hacia la región cervical inferior, C5-C6, la estimulación afecta a toda la mano. Para cubrir la pared anterior del tórax o la axila, es necesario colocar un electrodo hacia C7-T1. Más comúnmente un implantador busca cobertura de las extremidades inferiores. Colocación lateral en T11-T12 cubre la cara anterior del muslo, mientras que la colocación en T11-L1 puede cubrir la parte posterior del muslo. Aunque la cobertura de los pies en su conjunto se puede lograr mediante la estimulación de estas mismas áreas, es difícil cubrir la planta del pie, lo que puede requerir la inserción de las raíces nerviosas lumbares L5 o S1. El dolor lumbar es muy difícil de cubrir debido a la estimulación torácica media que también puede afectar a la pared torácica y abdominal. En general, colocar el electrodo en la línea media, T8-T10, parece proporcionar los mejores resultados. Recientemente, este paradigma ha sido cuestionado por una serie de casos que demuestran el éxito de parestesias en cuatro extremidades en los pacientes que recibieron sólo la estimulación cervical.5 En general, este efecto se consigue con la estimulación con amplitudes más largas y frecuencias más bajas. Aunque el mecanismo no está todavía bien entendido, algunos han planteado la hipótesis de que un espesor más fino de FCE dorsal de la columna vertebral cervical puede permitir la estimulación de las fibras más profundas medial y la línea media que corresponden a las extremidades inferiores. Ciencia Básica El entusiasmo con la tecnología de la EME inició con la introducción de la teoría de la puerta control del dolor de Melzack y Wall6 en 1965. Se observó que la estimulación de las grandes fibras mielinizadas de los nervios periféricos resultaba en parestesias y se bloqueaba la actividad de las pequeñas proyecciones nociceptivas. En otras palabras, la estimulación apropiada de una señal de competencia aferente puede bloquear efectivamente una señal de dolor existente. Aunque una gran cantidad de trabajo se ha publicado, el mecanismo exacto de acción de la EME sigue sin estar claro. El trabajo de modelos computarizados de Coburn,7,8 Coburn y Sin,9 Holsheimer y asociados10 y Holsheimer Strujik11 y Holsheimer y Wesselink12 han arrojado algo de luz, al menos en teoría, sobre la distribución de los campos eléctricos dentro de las estructuras de la columna vertebral. Está claro que la estimulación en la cara dorsal del espacio epidural crea campos eléctricos complejos que afectan a un gran número de estructuras, incluyendo las fibras aferentes del nervio periférico, columnas dorsales, o vías supralemniscal. Los mecanismos a distintos niveles del sistema nervioso central, aparte de la médula espinal se cree que contribuyen a los efectos de la EME. Tales mecanismos incluyen los potenciales de acción que pasan de manera antidrómica caudalmente en las columnas dorsales para activar los mecanismos 41 espinales segmentarios en las astas dorsales y los potenciales de acción de las columnas dorsales ascendentes activando las células en el tronco cerebral, que a su vez podrían conducir a una inhibición descendente. Un trabajo reciente de Schlaier y Asociados13 demostraron que los cambios en la excitabilidad cortical con la EME, que se cree que es N-metil-D-aspartato (NMDA)- está relacionado con la neuroplasticidad a nivel supraespinal. A nivel químico, los estudios en animales sugieren que, la EME provoca la liberación de serotonina, sustancia P y γ-aminobutírico (GABA) en el asta dorsal.14-16 Indicaciones/Contraindicaciones Como se ha mencionado anteriormente, la EME se ha usado para una variedad de condiciones de dolor y está particularmente indicada para el dolor de origen neuropático y no para el dolor nociceptivo. Es importante darse cuenta de que la neuroestimulación es una opción de tratamiento a lo largo del continuo control del dolor. Otra consideración importante es la necesidad de un cuidadoso análisis psicológico en la selección de candidatos para el procedimiento de la EME.17-24 Esto se vuelve particularmente importante porque los trastornos del estado de ánimo pueden alterar el aviso del dolor y la percepción del mismo por el paciente. Los pacientes que tienen trastornos psiquiátricos francos, depresión excesiva, enojo o expectativas poco realistas pueden ser inapropiados para la terapia EME, sin embargo, algunos de estos pacientes pueden ser candidatos favorables para la EME después del tratamiento psiquiátrico adecuado. Las indicaciones más comunes para la EME se exponen a continuación. Síndrome Postlaminectomía/Síndrome de Cirugía Fallida de Espalda El Síndrome postlaminectomía esta vagamente definido. El término se ha incluido en el dolor localizado en el centro de la zona lumbar baja, dolor en las nalgas, dolor radicular persistente, o dolor difuso de las extremidades inferiores. Aracnoiditis, fibrosis epidural, radiculitis, microinestabilidad, hernias de disco recurrentes y las infecciones, se han perpetrado en la etiología de este síndrome. Aunque la EME es aceptada en el tratamiento del dolor en la pierna, su uso generalizado para el alivio del dolor en la zona lumbar inferior todavía queda por definir. Síndrome de Dolor Regional Complejo El SDRC se caracteriza por presencia de empeoramiento gradual del dolor que se torna a severo, hinchazón y cambios en la piel de las manos, los pies, los codos o las rodillas. Puede ser secundario a una lesión (SDRC tipo II) o puede no tener una etiología clara (SDRC tipo I). La aplicación de la EME en estos pacientes puede ser más difícil que con cualquier otro grupo de pacientes, en parte debido a la naturaleza mal definida de del dolor. Además, hay una mayor posibilidad de agravar el dolor original o causar un dolor nuevo o alodinia en el sitio de implantación del dispositivo. Por otra parte, el dolor también puede extenderse a otras partes del cuerpo, con lo que la cobertura a largo plazo es extremadamente difícil. Isquemia Crónica Crítica de Extremidades y Dolor En 1973 Cook y Weinstein25 fueron los primeros en sugerir que las indicaciones para la EME podrían extenderse más allá del control del dolor intratable. Se observó a un grupo de pacientes con esclerosis múltiple que se sometieron a la EME para tratar el dolor crónico. Inesperadamente los pacientes no solamente experimentaron alivio del dolor, sino también, una mejoría en la movilidad y la función sensorial y la vejiga. Se encontró casualmente una mejoría evidente en el bajo flujo sanguíneo del miembro y posteriormente se utilizó la EME en pacientes cuyo principal problema era la enfermedad vascular periférica (EVP).26 Estos pacientes se encontró tenían un alivio del dolor en reposo, aumento de temperatura de piel, mejoría en el flujo sanguíneo pletismográfico y curación de pequeñas úlceras cutáneas. De manera similar, se cree que la terapia con la EME es beneficiosa para los pacientes con dolor secundario al fenómeno de Raynaud27 y con neuropatía diabética. 42 Estimulación de la Médula Espinal Angina El papel de la EME en el tratamiento de la angina de pecho refractaria parece ser muy prometedora. Hay informes bien documentados en la literatura que revelan resultados uniformemente buenos en el alivio del dolor de la angina de pecho.29-33 Además, los resultados se han mantenido a largo plazo después del seguimiento y han sido confirmados por una reducción en la ingesta de nitratos. Curiosamente, otros hallazgos han apoyado la evidencia de que la EME tiene efectos que van más allá del alivio del dolor. Las observaciones de que hay menos depresión del segmento ST y que la capacidad de ejercicio, el tiempo para la angina de pecho y el tiempo de recuperación todo mejora con la estimulación y puede sugerir que hay una reducción en la isquemia. En un estudio de tomografía de emisión de positrones, una redistribución del flujo del miocardio en favor de sus partes isquémicas se ha demostrado como un efecto a largo plazo de la EME, tanto en reposo como después de la inducción de estrés farmacológico.34 Además, dado que la relación entre el dolor y la isquemia miocárdica no ha sido completamente aclarado, no sabemos si el alivio del dolor es causado por la depresión directa de señales nociceptivas en la médula espinal o si existe ganancia secundaria de una reducción de la isquemia.35,36 Por un lado, una cantidad significativa de trabajo por Foreman14 ha demostrado que la estimulación de la columna dorsal inhibe la actividad de las células del tracto espinotalámico, que normalmente se activan por aferentes simpáticos cardíacos o bradiquinina intracardíaca. Por otro lado, los efectos de la estimulación podrían ser equivalentes a los de una simpatectomía que inhibe un sistema simpático hiperactivo. Este último mecanismo ha sido demostrado experimentalmente en la rata por Linderoth y asociados.37 Plexitis Braquial/Síndrome de la Salida Torácica Neurogénica La EME también se ha descrito como útil para el dolor secundario a cualquiera plexitis braquial o síndrome de salida torácica neurogénica. La mayoría de estos pacientes se quejan de dolor que afecta a la extremidad superior, el hombro, el trapecio, la axila y/o la pared anterior del pecho superior. Por desgracia, la literatura es relativamente carente para esta indicación. Otras Indicaciones Los primeros estudios en la década de 1980 demostraron los beneficios de la EME para la incontinencia urinaria, con el consiguiente incremento de la continencia y la reducción sustancial del volumen de orina residual.38-42 Estos efectos se encontraron con la estimulación de las raíces sacras ventrales, un método que también se ha demostrado que mejora la función intestinal en pacientes con lesión de la médula espinal.43 Los ensayos en la década de 1970 reportaron beneficios iniciales con esta modalidad para mejoría del dolor del miembro fantasma, pero pocos de estos pacientes experimentaron resultados duraderos en el seguimiento a largo plazo.44 También existen informes dispersos que demuestran el beneficio de la EME en el tratamiento del dolor intratable secundario a una lesión de la médula espinal, dolor mediastinal, neuritis cervical y neuralgia postherpética. Electrodos Percutáneos Los electrodos percutáneos, también conocidos como electrodos de alambre, son particularmente atractivos debido a que se pueden insertar sin realizar una disección y son más apropiados para llevar a cabo un ensayo para evaluar la candidatura para un implante permanente. Durante el implante de estos electrodos se puede avanzar sobre varios segmentos en el espacio epidural, permitiendo probar varios niveles de la columna vertebral para evaluar la posición óptima de los electrodos. Después del período de prueba los electrodos pueden ser fácilmente retirados en el consultorio del médico. Los electrodos percutáneos contemporáneos son delgados (es decir, sólo unos pocos milímetros de diámetro) y contienen cuatro (cuadripolar) u ocho (octipolar) contactos con diferentes separaciones. Estos electrodos percutáneos también vienen en distintas longitudes, que se diferencian por el fabricante. Por último, los cables de extensión son ocasionalmente necesarios para salvar la distancia desde el punto de entrada de la columna vertebral para el bolsillo en el que la batería residirá. La elección del electrodo depende generalmente de cómo muchos segmentos de la médula espinal deben ser cubiertos. A pesar de que los electrodos con mayor espacio permiten una cobertura más amplia, el espaciamiento más de cerca permite un mejor manejo y configuración del campo eléctrico. La tendencia general es utilizar uno o dos electrodos cuadripolares para el dolor de miembros y uno o dos electrodos octipolar para el dolor axial. Incluso la inserción de tres electrodos se está estudiando para una mejor dirección de la corriente.46 Una desventaja importante de los electrodos percutáneos es su tendencia a migrar, secundario a su flexibilidad inherente, lo que es necesario para su inserción a través de una aguja de Tuohy y su forma cilíndrica. Estos factores pueden conducir a la migración hasta meses después de la implantación. Como resultado, los pacientes con derivaciones percutáneas han informado de una mayor variación posicional en su parestesia. Para solucionar este problema, algunos electrodos percutáneos se han introducido con estilete de refuerzo. Otra desventaja es que los electrodos percutáneos son menos eficientes energéticamente que los electrodos de placa. La corriente eléctrica se distribuye circunferencialmente alrededor del electrodo y por consiguiente los resultados en mayor derivación de corriente. Recientemente ANS (Una compañía de St. Jude, Plano, Tex) ha introducido un tipo de electrodo de placa de línea delgada que puede ser insertado vía percutánea. La base del electrodo proporciona una superficie más amplia en donde la fibrosis puede disminuir el riesgo de migración del electrodo hacia caudal. El perfil más delgado del electrodo también puede tener ventajas en la columna cervical donde la compresión de la médula espinal puede ser un problema. Finalmente, el diseño brinda una ventaja de miniplaca puesto que los contactos están en un lado mientras el otro lado está aislado, dando lugar a un sistema de energía más eficiente (Fig. 5-4). Equipo La estimulación eléctrica consiste en pulsos rectangulares entregados al espacio epidural a través de un electrodo implantado a través de una fuente de alimentación. Los electrodos fueron inicialmente todos unipolares en naturaleza, pero posteriormente se desarrollaron de tipo bipolar y tripolar. La primera energía de radiofrecuencia (RF)-impulsados por receptores pasivos han dado paso a los generadores de impulsos implantables (GII), que se introdujeron por primera vez en la década de 1970. En 1980, el primer electrodo tetrapolar percutáneo que fue producido, podía ser reprogramado de manera no invasiva a través de un transmisor externo.45 Posteriormente los GII que pueden ser programados por vía transcutánea se han desarrollado. Este avance más reciente es ahora líder de un interés renovado en la posibilidad de utilizar matrices de electrodos especiales en el suministro de estimulación eléctrica a la médula espinal. Fig. 5-4 Electrodos línea delgada.
