立体定向功能神经外科的发展趋势

【摘 要】立体定向神经外科是通过影像学定位，在立体定向仪引导下将手术器械精确导入所定靶点，对功能性疾病和非功能性疾病进行诊断和治疗。功能神 经外科是对神经系统功能性疾病，如癫痢、锥体外系疾病、疼痛和精神性疾病等，用外科手术方法进行治疗和研究。本文针对主要功能神经外科疾病诸如帕金森 病(Parkinson's disease)、顽固性癫痫等进行立体定向神经外科技术发展及趋势的探讨。

【关键词】立体定向技术;功能神经外科;发展趋势

功能神经外科是神经外科的一个重要分支，是以不同的方法改 变与调整神经的功能，达到消除或缓解某些神经系统和内分泌系统 疾病的症状，而非根治疾病。功能神经外科的范畴，包括治疗不自 主运动、疼痛、癫痫、精神病等，同时也用于对神经功能进行生理 学的研究。立体定向技术是神经外科技术的一个组成部分，它与功 能神经外科不是同义语。功能神经外科常依赖立体定向技术作为治 疗手段，但立体定向技术的应用范围不仅仅限于治疗功能性疾病， 还可以治疗一些器质性疾病，并达到根治病变的目的[1]。如近年来 发展起来的立体定向放射神经外科(X 刀、γ刀)、孔洞神经外科、 内窥镜神经外科以及脑手术指挥棒系统等，都与立体定向技术密切 相关。

1 立体定向术概述

立体定向术与常规的神经外科手术不同，是借助立体定向仪， 在X线检查或CT、MRI等配合下，对脑或脊髓内某一结构或病灶精 确定位，而后通过立体定向系统，将手术器送达目标点进行指令性 的处理，或在导向器指引下进行定位直视手术[2]。立体定向术由 Horsley与Clarko所创始，1908 年制成定向仪，过去主要用于研究脑 深部结构的定位及相应的生理功能。1947 年，Spiegel与Wyeis首先 将这一技术用于治疗帕金森病(震颤麻痹)，以后得到推广，立体定 向术应用的范围也逐渐扩大到治疗脑瘤、脑血管病、颅内异物摘除 等方面[3]。一般来说，立体定向手术对脑的侵袭性较小，术后反应 也较轻，是现代神经外科的重要发展方向之一。

2 帕金森病的外科治疗

2.1 探索历程

帕金森病的问题已经困扰了神经科学家和临床医生将近一个世 纪。早期以抗胆碱能制剂类药物治疗，对于缓解进行性震颤、僵直、 运动不能、姿势障碍的作用是非常有限的。PD 的震颤及运动障碍的 外科治疗的历程是一个科技进步、经验积累、意外发现相结合的复 杂过程。1817 年James Parkinson 提出该病，以后有人发现个别PD 发生脑血管意外后对侧肢体震颤消失。1909 年Victor Horsley给病人 施行运动神经根切断术，结果震颤消失，这一点在30 年后由Paul Bucy证实[4]。20 世纪初，RoberHenry、Clarke 和VictorHorsley初步 发展了立体定向技术，直到1947 年，该技术才应用在病人身上， Spiegel 和Wycis 实施了丘脑背内侧核毁损术，这是一项精神外科治 疗，随后斯德哥尔摩的Leksell 和巴黎的Talairach 于1948 年也报告 了立体定向手术。人们发现该技术适用于皮层下病变导致的精神性 疾病以及慢性疼痛等疾病，特别适用于皮层下定向治疗PD引起的运 动障碍和震颤[5]。

2.2 治疗现状

2.2.1 射频毁损术在射频热凝毁损法之前人们经历了直流电破 坏法，许多19世纪的工作证明了直流电可造成神经组织的毁损作用。 Beaunis(1868)、Fournie(1873)和其他的人利用双极电极在动物身上制 造了第一个电解脑损害模型。他们认为正极毁损更优越，因为产生 气体更少。1947 年，Spiegel 和Wyas 报道了第一个实体直流电脑破 坏实验。6 年后，Sweet 和Mark 证明了直流电破坏的缺点。他们提 出直流电损害可依电极的几何形状、毁损电流、毁损时间以及混合 因素而变动。最早发现射频与组织相互作用，始于早期无线电工作 人员碰到射频电流与发报机的不适当的部分而产生的烧灼现象[6]。 20 世纪20 年代，Harveglashing和Bovie 详细研究了射频能量的电切 和电凝作用。随后Sweet和Mark的工作证明，高频电流可用于更便 于控制的神经系统的毁损。在20世纪50年代早期，Aranow和Cosman 利用射频制成了第一个实用的、商品化的射频发生器。通过控制电 流和能量水平而使脑部毁损有一个光滑的边界，这与以往的直流电 毁损相比有了重大的改进[7]。不久，Riechart和Mundinger 强调了监 测电极顶端温度的重要性以保证毁损范围的恒定。此后，射频毁损 在神经外科有了最重要的进展，就是通过立体定向技术使用特殊电 极对脑内靶目标进行毁损。此后，使用特殊电极通过立体定向技术 对脑内靶目标进行的射频毁损术成为神经外科最主要的发展。随着 临床经验的积累，人们认识到，脑立体定向毁损术的疗效对震颤效 果最好，对僵直次之，对运动减少效果最差[8]。目前认为，毁损丘 脑腹外核的后部(Vim)对震颤是最有效的，而毁损前部对僵直最好。 有证据表明[9]，干涉苍白球丘脑连接对僵直和运动减少是最适宜的。

2.2.2 脑深部电刺激术脑深部电刺激术(DBS) 发展于20 世纪 70 年代，最早用于疼痛的治疗。1987 年法国Benabid 教授首次采用 DBS刺激丘脑腹外侧核治疗帕金森病震颤取得了成功。1993年DBS 通过了欧洲CE 标准，1997 年美国FDA 批准进入美国市场，1998 年 该手术开始在我国开展。术中医生将电极插入脑内异常放电区域(也 就是产生静电干扰的区域)，通过电极释放特殊的抑制电流，可减弱 或抵消静电干扰的影响，从而改善帕金森病的症状。DBS 术常用的 靶点是丘脑腹中间核(Vim)、苍白球腹后内侧部(Gpi)和丘脑底核 (STN)。实践证明[10]，DBS 疗效满意，不存在复发问题;不造成 毁损性脑损伤，避免了损伤邻近重要结构引起的永久性并发症;可 行双侧手术，改善双侧症状，对中线症状改善也较理想;术后左旋 多巴类药物的用量可明显减少;电刺激的各项参数(电压、波宽、 频率及电极连接方式)可随时调整，做到因人而异以发挥最佳效应。

2.2.3 移植外科移植外科是将能产生多巴胺的神经元移植入患 者的纹状体内，尝试重建患者脑内多巴胺水平，将患者的“帕金森 病时钟”拨回到疾病的较早阶段。正常情况下多巴胺能神经元主要 位于黑质内，但是黑质体积比纹状体小并且难以到达，因此细胞移 植入纹状体内较为容易和安全[11]。但是由于这些外来细胞未被移植 入黑质内，因此它们并不能像黑质多巴胺能神经元那样接受、交换、 分析、处理和演绎来自脑内其他区域的信息。同毁损术或DBS 术不 同的是，细胞移植的疗效在术后数月内并不明显，这是因为移植的 细胞需要一定的时间将自身整合入患者的脑内才能发挥功能。大多数(但不是全部)接受移植手术的患者需要使用免疫抑制剂以防止 脑组织排斥移植的细胞。目前不同学者对于使用免疫抑制剂的必要 性仍存在不同意见。

3 顽固性癫痫的外科治疗

3.1 探索历程

早在1940 年Erickon 就曾描述过猴的动物实验，一例大脑半球 的癫痫放电可扩散至对侧半球，并认为这种扩散主要是通过胼胝体。 与此同时，Van Wagenea 和Herren 也发现癫痫病人在患肼胝体肿榴或 梗塞之后，其癫痫发作自然缓解，于是他们便开始作大脑连合切开 术冶疗癫痫。后经许多学者研究[12、13]，有相当证据说明癫痫放电 的传播是通过大脑连合纤维。切断大脑连合将癫痫放电限制在异常 的大脑半球.因而可使全身性发作转为局限性发作。

20 世纪40 年代， 随着电生理技术的发展，癫痫手术由于Penfield 和Bailey教授的大量 临床实践，带动当时多家医院都开始了癫痫的外科治疗。我国现代 癫痫外科治疗始于20 世纪50 年代，并于1991 年召开了全国癫痫外 科治疗学术研讨会，当时报告的手术病例已达1846 例，还成立了全 国癫痫外科协会，对发展我国癫痫外科治疗起到了促进作用。

3.2 治疗现状

3.2.1 选择性颞叶、海马、杏仁核切除术目前研究显示[14]，一 半以上的癫痫病人起源于颞叶，其发病机制复杂，发作时表现形式 多样，涉及精神活动、情绪体验、意识、认知、运动和自主神经等 活动。从病理学角度看，杏仁核、海马病变与颞叶癫痫之间存在着 相关性。在确诊为颞叶癫痫的病例中，65%发现病变在杏仁核、海 马，其余的为颞叶其他部位。另外一侧前颞叶、杏仁核、海马的切 除一般不会引起严重的功能缺失，因此该手术方式近年来得到很大 的发展[15]。

3.2.2 颞叶外皮质切除术主要针对有明确病变、范围局限的皮质。额叶癫痫常见，且与局部病灶有关。但因常常涉及功能区皮质， 手术受到一定限制[16]。

3.2.3 多软脑膜下横纤维切断术一般认为，癫痫灶放电通过三种 方式传播：①皮质局部区域内的突触环内传播;②通过皮质的树突 纤维或皮质下U 形纤维传播;③神经元膜电位呈过度去极化或反跳 式过度去极化状态。癫痫同步化的放电就是经皮质细胞间互相连接 的细胞水平树突传导，软膜下横切是通过手术将皮质下的横向树突 纤维切断，而保留其纵向纤维联系，常用于功能区致痫灶，以避免 产生严重的功能损害[17]。

3.2.4 伽玛刀治疗伽玛刀已成为现代治疗脑部肿瘤和血管畸形 的主要手段之一，但对难治性癫痫的治疗仍属于新兴领域。放射外 科治疗癫痫的机制目前尚不十分清楚[18]。随着近年来影像学技术的 飞速发展及解剖理论的深入，癫痫疾病脑组织定位越来越准确，并 在诊断和治疗方面向着微创、立体化等方向发展，同时应用放射外 科治疗技术的条件也日趋成熟[19]。伽马刀的治疗最初是在治疗肿瘤 或血管畸形的过程中发现癫痫病灶并实施相关治疗，随着现代医学 检查手段及影像学技术的飞速发展，应用伽玛刀对癫痫病灶的治疗 也开始逐渐重点化和清晰化，越来越多的伽马刀治疗癫痫的病例出 现在临床，成为与迷走神经电刺激术、深部电刺激术等共同成为临 床治疗顽固性癫痫的核心技术。与传统的脑叶切除手术相比，伽玛 刀治疗具有更大的优势，且具有损伤轻微、术后并发症少、恢复快 速等优点[20]。但由于理论不充足，伽马刀治疗癫痫的具体方法和剂 量还有待商榷，最终治疗方法及规范的评估仍需要进行大量的临床 实践来确定。

4 结语

随着现代医学理论及解剖组织学深入了解、计算机及影像学引 导技术的飞速发展，毫无疑问会推动立体定向功能神经外科的前进， 使功能神经外科疾病的外科治疗手术定位更加准确、并发症显著减 少，对改善患者预后起到重要价值。

参考文献

[1] 李世绰，周树舜，程学铭.中国六城市居民癫痫的流行病学 调查.中华神经精神科杂志[J]，1986，19(3)：193.

[2] Porter RJ.Epilepsy：Prevalence，classification，diagnosis， and prognosis.in：Apuzzo MLJ，ed. Neurological Aspects of Epilepsy.Park Ridge. luinois：AANS Publications，1992：17-26.

[3] 林恒州，蔡晓东，立体定向功能神经外科CT 和MR扫描基 线——鼻翼耳廓软骨下缘线[J]，立体定向和功能性神经外科杂志， 2011,24(2)：91-93.

[4] 林志国，王跃华，1.5T MRI对立体定向功能神经外科靶点定 位影响的研究[J]，中国临床神经外科杂志，2007,12(4)：199-200.

[5] 宋秋霞，张晓莺，帕金森病相关致病基因的基因表型特点研 究进展[J]，中国临床神经科学，2013,13(1)：109-110.

[6] 赵钢勇，张平，移植脑源性神经生长因子修饰骨髓间充质干 细胞对帕金森病大鼠模型治疗作用的实验研究[J]，重庆医科大学学 报，2013,38(1)：38-42.

[7] 蓝建中，帕金森电刺激疗法治疗机制[J]，共产党员：下半月， 2013,15(2)：56-58

[8] 陈婉珊，张艳波，帕金森病治疗的进展[J]，现代中医药， 2013,23(1):14-17.

[9] 凌至培，许百男，术中核磁共振引导下DBS 植入治疗帕金 森病[J]，军医进修学院学报，2012,33(8)：803-805

[10] 葛鑫，帕金森病患者脑脊液同型半胱氨酸水平与认知功能 障碍相关性研究[J]，重庆医科大学学报，2012,37(12)：1072-1073.

[11] 张丽，张连峰，α-synuclein 致病机制和转基因帕金森疾病 模型研究进展[J]，中国比较医学杂志，2012,22(11)：63-67.

[12] 许尚臣，赵光宇，Sturge—Weber 综合征合并顽固性癫痫的 外科治疗(一例报告并文献复习)[J]，中华神经外科杂志，2012,28 (12)：1261-1263.

[13] 魏洪涛，刘育贤，大脑半球切除术治疗顽固性癫痫1 例报 告并文献复习[J]，世界最新医学信息文摘，2012,12(3)：53-54.

[14] 刘诤，刘海滨，功能性大脑半球切除术治疗婴儿性偏瘫伴 顽固性癫痫(附3 例分析)[J]，宁夏医科大学学报，2012,34(2)： 180-183.

[15] 梁英魁，赵文锐，18F—FDGPET/CT 在顽固性癫痫病灶 定位和治疗决策中的影响[J]，临床荟萃，2012,27(14)：1201-1202.

[16] 王俊伟，吴南，V—EEG 与SPECT 联合应用在顽固性癫痫 术前致痫灶定位中的价值[J]，癫痫与神经电生理学杂志，2012,21(2)： 75-76.

[17] 吴朝晖，田增民，痫样放电偶极子对颞叶内侧型顽固性癫 痫的定位价值[J]，癫痫与神经电生理学杂志，2012,21(2)：83-85.

[18] 卢旺盛，田增民，机器人辅助无框架立体定向手术治疗顽 固性癫痫(附41 例报告)[J]，解剖与临床，2011,16(6)：474-478.

[19] 王代旭，陈金华，颅骨成形结合脑皮质电凝热灼术治疗颅 骨缺损并发顽固性癫痫[J]，中国医师进修杂志，2011,34(35)：62-63.

[20] 高进喜，魏梁锋，颅脑外伤后迟发性顽固性癫痫的病理与 手术方式探讨[J]，解放军医学杂志，2011,36(7)：773-775. 作者简介：谭卫(1960--)，男，广西桂林人,现为广西桂林市人民 医院神经外科副主任医师，研究方向为神经外科微创治疗及显微治 疗。