微电极电生理监测技术在帕金森病DBS手术中的应用及评价--《2014浙江省神经外科学学术年会论文汇编》2014年
微电极电生理监测技术在帕金森病DBS手术中的应用及评价
【摘要】：目的探讨使用Leadpoint微电极电生理监测技术在帕金森病脑深部电刺激术(Deep Brain Stimulation,DBS)中的临床应用,评估其价值及安全性。方法:回顾性分析我院2010年1月至2014年6月间18例,36侧采用以STN(丘脑底核)为手术靶点的STN-DBS治疗的帕金森氏病病人的临床资料。平均年龄66.3岁,术前诊断原发性帕金森氏病,病程平均74.1个月,美多巴等药物治疗时间平均63.4个月,关期评估Hoehn-Yahr分期2.5期6人,3期11人,4期1人。术前UPDRS评分,左旋多巴冲击试验。常规安装Lecsell立体定向头架,MRI和Framelink手术计划系统进行STN靶点定位,系统计算靶点三维坐标数值,计划手术切口,穿刺入路,系统计算基环角度值及弧弓角度值。术中采用LeadPoint微电极(MER)由高阻抗的钨钢制作,直径0.25μm,微推进器导入,判断功能性靶点,记录在穿刺路径上STN核团电生理变化,判断靶点定位的准确性,电极尖由丘脑或内囊进入STN时,突然增加丛集样高波幅、窄波形神经元电活动,通过连续的高密度波形判断STN核团长轴,评估个体化Medtronic3387电极前端植入点,临时电刺激观察病人症状改善及副反应发生情况。同时不参与手术的第三人比较计算解剖靶点与功能靶点坐标值差异,计算两者误差率。常规术后1月开机,随访6-24个月。结果:左旋多巴冲击试验,UPDRS评分平均改善率37.87%。手术计划系统(Framelink 5.0 System)的应用,术中STN核清晰可见,三维解剖重建解剖靶点X,Y,Z轴坐标值,术中结合微电极技术进行功能靶点定位,解剖靶点与功能靶点两者总误差值20.34%。由神经导航仪上应用Framelink软件可以规划切口和穿刺入路,使得穿刺点在皮层上避开脑沟,减少出血机会。共植入42根电极(左侧22根,右侧20根),其中36根(85.71%)微电极一次成功定位准确。微电生理记录到的STN核团边缘电生理变化,以此为Medtronic3387电极前端最终定位根据。共用MER针道46道,每植入1根电极平均需要1.17针道,针道更换率为16.7%,术后无颅内血肿发生,所有病人术后复查头部MRI,电极位置满意者100%,全部病人手术后症状改善。一例出现IPG周围皮下积液,加压包扎后好转,一例出现穿刺点皮层少量出血,经非手术治疗后转,一例出现头部伤口少许渗液,经治疗后好转,一例出现IPG伤口积脓,取出后抗感染治疗好转。2例出现发音减轻,语言障碍。6例出现服药后运动波动,经IPG程控后好转。结论:微电极技术在靶点的功能定位上可以避免单纯依靠解剖定位的个体差异性和局限性,发挥重要作用。3.0TMRI扫描结合Framelink手术规划解剖靶点定位可减少多针道微电极记录,减少出血等并发症的发生。穿刺道STN电生理描记可以提高深部电极的置入位置的精确性,为术后程控提供更优化的效果。STN-DBS手术中记录的微电生理模式图,黄线所示微电极穿刺路径,电极由丘脑进入STN后,Leadpoint记录的突然出现典型STN高波幅高频密集的特征性电生理改变。穿出STN核后消失,由此可以确定STN的功能靶点并规划Medtronic3387电极前端置入点。3.OTMRI融合CT的Framelink 5.0的应用,术中STN核清晰可见,三维解剖重建解剖靶点X,Y,Z轴坐标值
【作者单位】：
【分类号】：R742.5
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400-819-9993脑深部电刺激治疗精神疾病-脑外科专家 顾建文教授-搜狐博客
博士导师、教授、主任医师
脑深部电刺激治疗精神疾病
&&& 脑深部电刺激（deep brain stimulation，DBS）是通过立体定位的方法进行精确定位，在脑内特定的靶点植入刺激电极进行电刺激，从而达到治疗目的的一种新方法。因DBS具有微创、可调节、可逆性以及不良反应少等优点，已成为目前运动障碍疾病的主要治疗方法。在治疗这些疾病运动症状的同时，DBS对合并的焦虑、抑郁等精神症状也具有良好的缓解作用。近年来，DBS在精神疾病的手术治疗方面亦获得许多令人振奋的结。
1 DBS的一般作用机制
&&& DBS的作用机制至今尚未完全明确，该部分以帕金森病为例，介绍DBS的一般作用机制，而DBS治疗精神疾病的相关机制将在个论中阐述。早期关于DBS机制的研究提出，高频刺激可抑制神经元并减少刺激部位的电输出。这种抑制作用最初发现于对大鼠丘脑底核（subthalamic nucleus，STN）进行DBS的研究。根据此抑制作用可推测，DBS可将突触前抑制激活并传入到刺激部位。然而，尚有研究记录到DBS后下游核团神经元兴奋。有研究对猴帕金森病模型STN进行DBS，发现内侧和外侧苍白球均记录到兴奋加，且可接收到来自STN的谷氨酸能兴奋传入。除刺激点本身外，其临近区域神经纤维的激活也可能是DBS作用机制之一。Johnson等研究表明，STN DBS可激活黑质&纹状体、苍白球&丘脑、小脑&丘脑和苍白球&黑质的神经纤维，这些都参与DBS的治疗机制。因此，DBS可增加来自刺激核团的信号输出，并激活周围纤维旁路，发挥复杂的兴奋和抑制作用，以调节整个基底节&丘脑&皮层环路。刺激使神经元发放模式规律化，并可抑制整个神经网路中病理性信号的投射，从而减轻疾病症状。
2 DBS在精神疾病中的应用
&&& 强迫症（obsessive compulsive disorder，OCD）
&&& 药物和心理行为治疗是OCD 常规的治疗手段，但仍有部分患者经正规治疗后不能缓解或症状复发。2009 年，美国食品药品管理局（Food and Drug Administration，FDA）正式批准应用DBS治疗难治性OCD。DBS治疗强迫症的主要靶点目前关于DBS治疗OCD研究主要以伏隔核或腹侧内囊/腹侧纹状体（ventral capsule/ventral striatum，VC/VS）为作用靶点。一项研究对2例难治性OCD患者行伏隔核DBS，发现在随访2年后患者强迫症状显著缓解，合并的抑郁症状同样减轻。Denys等对16例OCD患者行伏隔核DBS，初期为8个月的开放治疗期，然后进行2周的交叉随机双盲对照试验，而后进行12个月的维持治疗。结果显示，开放期患者Yale-Brown强迫症量表分数下降46%，9例患者治疗有效；双盲试验中试验组和对照组有显著差异；试验中无明显不良反应。这说明伏隔核DBS可起到治疗OCD的作用。另有研究对6例难治性OCD患者双侧VC/VS行DBS，结果显示，12个月DBS治疗后4例患者治疗有效，且抑郁症状得到改善，无严重不良反应[6]。Tsai等对4例慢性OCD患者VC/VS行DBS，发现治疗15个月后3种评估方法均显示OCD症状显著缓解，且仅有轻微一过性不良反应发生。提示该区域同样可能成为DBS治疗OCD的重要靶点。其他靶点，如STN、内囊前肢等亦有相关研究，但研究相对较少，提示非首选靶点。
&&& DBS治疗强迫症的机制OCD发病过程中，皮层&纹状体&丘脑&皮层环路，包括眶额皮层、前扣带皮层、腹侧纹状体、后正中丘脑等出现异常，形成病理性信号失衡，从而对患者行为产生影响。不同靶点DBS，包括VC/VS、伏隔核、STN等，可能通过激活该环路中的轴索纤维，调节某些重要神经递质的释放，纠正这种病理性失衡，进而改善临床症状。这一机制可以解释DBS治疗OCD需要12个月以上的时间周期，以及为何接受DBS 的OCD 患者更易于
接受行为治疗。由此可见，个案报道和小样本研究均证实，DBS在治疗OCD方面有自己的优势，尤其对于难治性OCD，可以在临床中开展DBS，但仍需进一步大规模研究证实其有效性及安全性。
&&& 抑郁症
&&& 抑郁症的主要治疗方法为药物治疗和心理干预。然而，这些治疗对近30%的患者无效，称为难治性抑郁症（treatment-resistant depression，TRD）。DBS 可能是TRD较为有效的治疗方法。DBS治疗抑郁症的主要靶点一项研究以胼胝体膝下扣带回（subgenual cingulate gyrus，SCG）为靶点给予20例抑郁症患者为期1年的DBS，并进行3~6年随访，发现前3年的有效率分别为62.5%、46.2%和75%，随访终点平均有效率为64.3%，这些患者仅有一过性轻度不良反应，提示SCG DBS 对于TRD 可能长期有效。Puigdemont 等对8例TRD患者进行12个月的随访，发现SCG DBS治疗的第1周，患者抑郁症状明显减轻，其中4例达到缓解，尽管疗效可随时间出现波动，但随访终点平均有效率为62.5%，与前一项研究相似。Schlaepfer等对3例TRD患者双侧伏隔核进行DBS，发现所有患者临床症状均显著好转，同时额叶&纹状体环路脑代谢增加，且无持久性不良反应。另外一项对10例TRD 患者伏隔核进行DBS 的研究显示，12 个月的DBS 治疗可显著减轻患者抑郁及焦虑症状，同时可减少SCG及前额区脑代谢。这些研究均提示，伏隔核同样是DBS治疗TRD的重要刺激区域。另外，Malone 等在TRD 患者VC/VS 行双侧DBS，并对其进行6个月至4年的随访，发现不同评价方法均显示DBS可缓解抑郁相关症状，随访终点有效率可达53.3%，提示该区域也是DBS治疗TRD的重要靶点。DBS 治疗抑郁症的机制SGC 在抑郁症的发病中起重要作用。DBS可以减少SGC代谢，改善皮层&边缘系统及皮层&丘脑的功能，从而减轻抑郁相关症状。同时，VC/VS在解剖及生理学上均与抑郁症有着密切关系。抑郁症患者VS 区对阳性刺激的反应显著减低，VC/VS DBS可增加其反应性，并降低SCG高反应性。伏隔核是负责奖赏及成瘾机制的重要脑区，抑郁症患者伏隔核功能失调，参与该病的发病机制。DBS可以调节伏隔核功能，进而增加快感，改善抑郁症的症状。
一些动物实验从神经递质角度提出DBS治疗抑郁症相关机制。研究表明，DBS可使5-羟色胺（5-hydroxy trypt?amine，5-HT）水平升高，在5-HT 耗竭后DBS 的抗抑郁效应难以发挥。同时，在抑郁症模型中，DBS 可降低酪氨酸羟化酶表达，下调多巴胺及去甲肾上腺素水平。这提示这些神经递质水平改变参与DBS治疗抑郁症的机制。从治疗机制及现有临床研究来看，DBS可能对TRD的治疗有一定的价值。但仍需大规模严格临床试验来验证其有效性，同时可对DBS不同靶点治疗特定临床症状进行研究，以实现安全的个体化治疗。
&&& 神经性厌食症（anorexia nervosa，AN）
&&& 目前对AN 的治疗方法主要有药物治疗、营养支持及心理治疗。然而，现有方法的疗效波动性较大，且复发率较高。近年来，越来越多的研究显示，DBS可能是治疗AN的有效方法。Lacan等在猴双侧下丘脑腹内侧核放置电极行DBS术，发现动物总摄食量增加，且没有明显的行为学副作用。提示DBS可能有促进摄食的作用。而后出现一些个案报道，研究对象为因合并其他疾病而接受DBS的AN患者。如Israel等报道1例合并抑郁症的慢性AN患者经过多年治疗，症状多次复发，该患者接受双侧SCG DBS治疗后，AN症状迅速缓解，且疗效可长时间持续。另有研究对合并强迫症的AN患者腹侧VC/VS区域行DBS，发现AN症状得到显著改善。最近Lipsman 等开展关于DBS 治疗AN 的1 期临床试验，以评估DBS用于调节脑内边缘系统环路活性的安全性。该试验纳入6例慢性重度难治性AN患者，于SCG行DBS，共随访9个月。其中有一半患者的体质指数较前明显升高，并且情感和强迫症状也得到改善；4例患者改善心境、焦虑及AN相关性强迫；3例患者改善生活质量。同时DBS可纠正扣带回前、岛叶及颞叶的异常糖代谢。这项研究提示SCG DBS可能是难治性慢性AN安全有效的治疗方法，可为极度致命型厌食症患者带来希望。可见，DBS是治疗AN的新兴方法，但在临床应用中起步较晚，还需要较大规模临床试验进行深入研究。
&&& 精神分裂症
&&& 在精神分裂症早期，海马呈高反应性，过度激活可导致多巴胺释放增多，并加重阳性症状。在精神分裂症模型中，抑制海马激活可减少因多巴胺过度释放引起的异常行为，而DBS 即可抑制这种过度激活。所以，推测对海马进行慢性DBS可缓解精神分裂症的阳性症状。此外，伏隔核也是DBS治疗精神分裂症的重要潜在靶点。中脑在海马激活后可释放多巴胺，伏隔核在此过程起重要作用。因此，伏隔核DBS可能可阻断此通路，从而起到和刺激海马相似的作用。伏隔核刺激与稳定多巴胺释放相关，这种稳定机制可能对治疗精神分裂症起到一定作用。这些研究表明，刺激海马或伏隔核可能对控制精神疾病患者多巴胺能系统有作用。最近有学者在动物模型方面对DBS在精神分裂症中效应做了相应研究。Klein等通过两种方法建立大鼠精神分裂症样行为模型，并选择不同脑区给予DBS，发现在内侧前额叶皮质和背内侧丘脑给予高频刺激可改善相关症状。另有研究显示，在精神分裂症大鼠腹侧海马给予高频DBS可改善由精神分裂症诱发的位于边缘下皮层及背内侧丘脑的异常听觉诱发电位，提示DBS可能对精神分裂症具有潜在治疗作用。因此，从治疗机制及动物实验来看，DBS可能在精神分裂症的治疗中有一定作用。但目前DBS尚未应用于精神分裂症的治疗，需进一步临床试验以验证其确切作用。
&&& 近年来，对DBS治疗难治性精神疾病，如OCD、TRD、AN及精神分裂症的研究取得一定进展，提示DBS在该领域有着广阔的应用前景。并且DBS治疗具有可逆性，可根据患者的病程及症状的改善程度合理调整刺激电流，使手术更加可靠有效。然而，目前相关研究大部分是个案报道或小样本研究，获得的临床资料有限，也难以对其治疗效果做出确定的评价。所以，仍需较大规模随机对照试验来评估其有效性及安全性，同时探索合适的治疗靶点和电刺激参数，以期达到最佳效果的同时尽可能减少术后的并发症及不良反应。
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&脑深部电刺激（DBS）手术后程控你了解多少
脑深部电刺激（DBS）手术后程控你了解多少
　　程控从字面意义理解，其实就是手术植入DBS设备后，随着疾病的发展调整刺激器的参数来保持电刺激疗效控制症状的方法，参数包括电压、频率、脉宽及刺激位点。　　那程控仅是DBS参数调整吗？其实不然，DBS参数调整仅是传统狭义上的程控。现阶段，越来越多的专家意识到，病一些非运动症状在DBS术后也需要纳入程控的范畴。所以，程控的定义除前述参数调整外，还应包括用药方案的调整，精神心理的干预及康复锻炼。　　综上所述，DBS术后程控是一个系统化、个体化的治疗过程，应该依据每个患者的手术情况正确的起搏器参数，配合合理的用药方案、正确的心理疏导治疗及适当的康复训练，这才是真正意义上完整的程控。　　也正因为如此，DBS手术治疗过程中，为达到最佳的程控效果，将治疗效果发挥到最大，就需要“多学科结合，全程管理”的医疗服务。比如：神经内科和神经外科需要密切配合，调整刺激参数和药物用量，在两者之间寻求一个平衡点，以达到最好的症状控制，最小的副作用；还需要配合精神心理科的心理干预，解决病患者的认知和等负面情绪，同时结合运动疗法，以保持最佳生活心理状态和良好的运功功能。　　由于病情会因为众多因素不断变化，导致很多术后的患者会遇到程控的一些问题，下面就其中的一些问题做出解答：　　1、何时开始程控？　　通常在手术后1个月开始，目的是排除由于电极植入对核团的机械性毁损所导致的“微毁损效应”；　　2、程控前需要哪些准备？　　尽可能约患者在早上来医院进行程控，并且在前天晚上或更长的时间停用抗药物；　　程控前检查患者的手术伤口；　　根据患者的手术靶点和主要症状（震颤、步态紊乱等）进行初次程控;　　在第一次程控时，检查并记录设备的电阻值；　　程控应从病情重的一侧开始，再次之轻的一侧;　　2、程控周期是多长？　　排除首次开机失败需要的反复调试外，一般周期在6-12个月，具体情况视病的进展速度而定。　　3、什么情况下需要程控？　　减药后10-15天，症状加重；自己感觉症状加重，开期缩短；新增其它不适症状，且在用药开期可缓解；突发症状加重，自行开关无效；必须行磁共振检查时。　　4、程控以外的控制病情重要因素　　脑深部电刺激术虽然可有效控制患者的症状，提高患者生活质量，但手术及程控以外的很多因素对控制病情同样重要：　　稳定的情绪心理；平稳的对症用药；合理的预期目标；持续的康复锻炼。
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神经外科好评科室
神经外科分类问答内地首例全麻电生理监测下DBS植入手术 大大减轻帕金森手术痛苦
核心提示：4月27日，中山大学附属第一医院神经外科成功开展中国大陆首例帕金森病全麻电生理监测下双侧丘脑底核（STN）脑深部电刺激（DBS）手术。病人电极位置准确，术后症状得到明显改善，现已痊愈出院。专家指出，这一手术的成功标着国内DBS手术开始迈入全麻时代。
　　帕金森病，是一种缓慢进展的疾病，静止性震颤、肌肉僵直、运动迟缓、姿势平衡障碍等问题深深困扰着帕金森病人。尤其对于病情比较重的病人，手术成为唯一的治疗手段。 　　可惜，目前国内流行的DBS手术电极植入部分需要在局部麻醉下完成，病人十分痛苦，甚至有部分病人要求中断手术。但全身麻醉下手术，很难保证手术效果。　　令人可喜的是，4月27日，中山大学附属第一医院神经外科成功开展中国大陆首例帕金森病全麻电生理监测下双侧丘脑底核（STN）脑深部电刺激（DBS）手术。病人电极位置准确，术后症状得到明显改善，现已痊愈出院。　　专家指出，这一手术的成功标着国内DBS手术开始迈入全麻时代。　　黑质退化，是导致帕金森症状的“罪魁祸首”，而STN-DBS是为了刺激丘脑底核这个靶点，改善病人的症状。为了正确判断靶点的位置、保证疗效，目前国内流行的DBS手术都需要在局麻下植入电极，然后又在全麻下完成剩余手术。　　中山一院神经外科刘教授指出，病人在手术当天早上只吃少量药物或停用抗帕金森药物，在局麻的手术过程中，患者就要忍受减少药量带来身体上的痛苦，甚至出现药物戒断效应和要求中断手术。局麻病人手术中容易紧张，出现血压升高难以控制，不但延长手术时间，还增加了出血的风险。另外，病人除了要忍受一定的身体痛苦外，术中要忍受心理上的折磨，特别对于容易合并焦虑或者轻度抑郁的帕金森患者，心理会受到更大的影响。　　但是，全麻把握不好的情况下，电极信号很弱，医生无法判断准确位置。　　为此，刘金龙教授与麻醉科江楠副教授、神经内科陈玲教授、神经外科杨超副教授及手术麻醉团队，经过参观学习、多学科讨论，设计了一个全麻情况下&DBS手术方式。　　4月27日，该团队成功的为65岁的陈老伯（化名）进行了全麻下电生理记录。虽然常规全麻会降低微电极记录（MER）生物电的波幅和背景噪音，但通过特殊技术手段处理，依然录得和局麻手术一样质量的电生理记录，为准确的DBS手术电极植入提供了保障。
　　此外，由于手术在全麻下进行，病人在手术期间没有痛苦，麻醉醒来后，手术操作已经结束，对手术过程没有记忆，就像舒舒服服的睡了一觉一样，避免了手术中的心理创伤可能。　　陈老伯成为了大陆接受全麻电生理监测下DBS手术第一人，他说：“手术时有针刺的感觉，其他都非常好，我现在四肢都不僵硬了。”（通讯员：李绍斌 彭福祥）
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