帕金森病患者丘脑底核电极植入术中位置判断和调整

　　作者：胡小吾，周晓平，姜秀峰，郝斌，王来兴，曹依群，梁晋川，金爱国 作者单位：200433上海，第二军医大学附属长海医院神经外科

　　【摘要】 目的 探讨帕金森病患者脑深部刺激术(DBS)中丘脑底核(STN)电极植入位置准确性判断和调整。方法 对137例帕金森病(PD)患者进行了丘脑底核DBS治疗，其中单侧68例，双侧69例。采用磁共振扫描，图像直接定位和坐标值定位相结合的方法计算靶点坐标，微电极记录细胞外放电。术中采用微毁损效应,观察刺激效果和副作用，X线透视和带立体定向头架MRI复查。结果 绝大部分患者都能观察到电极植入的微毁损效应、电刺激效果和刺激副作用，术中X线透视和带立体定向头架MRI复查能观察到电极实际位置，并进行必要的调整。结论 通过微毁损效应、电刺激效果和刺激副作用观察以及术中影像学检查能及时纠正电极位置偏差，减少二次手术，从而提高PD患者的DBS疗效。

　　【关键词】 脑深部刺激，帕金森病，丘脑底核

　　Intraoperative verification and adjustment of subthalamic nucleus electrode placement in deep brain stimulation for Parkinson's disease HU Xiaowu, ZHOU Xiaoping, JIANG Xiufeng，et al.Department of Neurosurgery, Changhai Hospital, Second Military Medical University, Shanghai 200433,China

　　Abstract:Objectjve To analyse the methods of verifying subthalamic nucleus target localization accuracy in deep brain stimulation for Parkinson’s disease(PD). Method 137 patients with medically intractable PD underwent unilateral subthalamic (68 cases) or bilateral subthalamic (69 cases) stimulation. The anatomic target coordinates were calculated by a combination of direct and indirect MRI neuroimaging. Microelectrode recording was performed. Subthalamic nucleus target localization accuracy was checked. Results Accuracy of stereotatic electrode placement can be verified by our observation of microablative effects, test stimulationinduced effects and sideeffects, intraoperative Xray or intraoperative MRI while the patient had the stereotactic frame on the head. Conclusions verification of Subthalamic nucleus target localization accuracy by these methods is helpful in getting favorable outcome.

　　Key words: deep brain stimulation; Parkinson's disease; subthalamic nucleus

　　自1993年Pollak [1]首次应用丘脑底核(subthalamic nucleus,STN)脑深部刺激术(deep brain stimulation,DBS)治疗帕金森病(Parkinson’s disease，PD)以来，STN已成为DBS治疗的最主要靶点。STN较小，约为5 mm×7 mm×9 mm，周围有大脑脚、红核等重要结构，因此要取得满意的STN DBS治疗效果，减少二次手术，术中定位准确性判断和电极位置必要调整显得尤为重要。但这方面文章报道不多，各个术者经验也不一致，为此，我们对本组137例患者术中靶点定位验证和调整情况总结如下。

　　1 材料与方法

　　1.1 临床资料 本组男73例，女64例。年龄37～79岁，平均66.2岁。病程3～14年，平均6.5年。既往有一侧苍白球毁损术史12例，一侧丘脑腹中间核毁损术史3例。所有病例符合以下条件：(1)诊断明确的原发性PD，对DBS疗效期望值合理;(2)对多巴胺类药物治疗有效，但随着病情发展，即使增加药物剂量，症状控制仍然不满意者;(3)有异动、运动波动或开关现象等药物毒性症状;(4)药物副作用较大，难以耐受;(5)没有明显痴呆和精神症状，能配合治疗;(6)没有严重出血倾向、难以控制高血压及严重心肺疾病等情况;(7)头颅CT或MRI显示没有严重脑萎缩和占位性病变。

　　1.2 手术方法 患者在局麻下安装CRWFN立体定向头架，用1.5T Siemens MRI扫描。采用图像直接定位和坐标值定位相结合的方法计算靶点坐标，FHC公司微电极记录细胞外放电。植入刺激电极型号为Medtronic 3389。双侧STN 电极植入69例，单侧STN电极植入68例。如术中刺激效果满意，影像学证实电极位置准确，则在全麻下植入单通道Itrel Ⅱ Neurostimulator Model 7428或双通道Kinetra Neurostimulator Model 7424脉冲发生器(一次性手术，87例)。如以姿势、平衡和步态为主要症状，术中无法观察效果，或发现术中刺激效果不理想，则在植入刺激电极3～9d后，开启临时脉冲发生器，刺激4～14d，症状改善，效果明确，再在全麻下把脉冲发生器植入皮下(分次手术，50例)。

　　1.3 靶点定位准确性验证及调整

　　1.3.1 微毁损效应观察 在无抗帕金森病药物作用状态(“关”状态)下，仔细观察微电极记录和刺激电极植入前后临床表现：(1)肢体各部位肌张力;(2)肢体和头面部震颤症状;(3)运动迟缓表现，如肢体活动灵活性、对指动作、轮替动作、肌力、写字及语言等情况。

　　1.3.2 刺激效果观察 在“关”状态下，采用电压2.0～3.5 V，频率160～180 Hz，脉宽60～90 ms参数，对不同触点进行双极刺激，比较刺激前后临床表现，包括肌张力、震颤及运动迟缓等情况，观察刺激效果。

　　1.3.3 刺激副作用观察 在“关”状态下，用电压1～10 V，频率160～180 Hz，脉宽60～90 ms参数，对不同触点进行双极刺激，观察副作用和耐受情况，包括语言、眼球活动、肌肉强直性收缩、肢体异动情况及其他所有不适症状等。

　　1.3.4 X线透视 在刺激电极固定前、后用C臂机侧方透视，观察电极是否有扭曲，电极尖端是否位于目标位。如有偏差，作适当调整。

　　1.3.5 带立体定向仪MRI复查 在电极固定后，电极另一端埋于皮下，缝合头皮切口，送患者到磁共振室进行带立体定向头架MRI复查。扫描方法和扫描参数同第一次定位扫描。测量电极实际位置坐标，并与目标位坐标比较，排除颅内出血等情况。如有偏差，作适当调整。

　　2 结 果

　　2.1 微毁损效应 “关”状态下，术中表现有肌张力增高者107例，在微电极记录和/或刺激电极植入后有75例(70.0%)肌张力降低，其中6例已完全正常。术中表现有震颤者87例，在微电极记录和/或植入刺激电极后有43例(49.4%)震颤缓解，其中5例震颤完全消失。术中表现有运动迟缓者105例，在微电极记录和/或植入刺激电极后有38例(36.2%)表现运动迟缓改善。这些微毁损效应大部分表现比较轻，有时不是很明显，需要电极植入前后仔细对比。

　　2.2 刺激效果 “关”状态下，刺激电极植入后仍然有肌张力增高表现者101例，在电刺激后均有不同程度的肌张力降低，尤以腕关节活动明显。刺激电极植入后有震颤表现者82例，在电刺激后61例(74.4%)震颤减轻，21例(25.6%)震颤无明显改善。术中表现有运动迟缓者105例，在电刺激后65例(61.9%)症状改善，40例(38.1%)无明显改变。

　　2.3 刺激副作用 1～3.5 V低电压刺激，在开机瞬间多数患者对侧肢体有非常短暂的一过性麻木感觉，21例有远端肢体异动，无其他明显不适症状和体征。3.5～10 V高电压刺激，除15例无任何不适外，其他患者均有较为明显的副作用。表现肢体异动56例，其中4～5 V刺激出现12例，5 V以上刺激出现44例。肢体肌肉强直性收缩90例，其中4～5 V刺激出现10例， 5 V以上刺激出现80例。103例患者有发音障碍，其中4～5 V刺激出现12例，5 V以上出现91例。8例患者在6 V以上电压刺激有眼球同向凝视或复视。有89例在5 V以上刺激有头晕、头昏、恶心、胸闷等不适症状。因引起副作用电压域值过低(4 V)，而调整坐标，重新植入的有3例患者(3根电极)。

　　2.4 X线透视 在16例采用C臂透视的患者中，发现电极位置过深2～3 mm的有4根电极，主要是固定电极时，电极移位所致。予纠正后重新固定，透视确认。

　　2.5 术中MRI扫描 在术中MRI复查的87例患者中，发现有16根电极过深(电极“0”触点目标位与实际位相差2～3 mm)，在患者回手术室后，把电极拔出2～3 mm后再固定。右侧X轴偏内有3根电极(X轴“0”触点与实际位相差分别为2.0 mm～2.5 mm)，术中拔出电极，调整相应X轴后再次穿刺。

　　3 讨 论

　　丘脑底核高频电刺激对PD的震颤、强直和运动迟缓等症状有明显疗效，明显缩短PD的“关”期时间，延长“开”时间，减轻药物副作用引起的运动波动症状，因此是PD中晚期患者的一种较为有效的治疗方法。STN核团较小，其最有效的刺激区域通常位于其背外侧部和其上方的未命名带，周围有运动丘系、内侧丘系和红核等重要结构。尽管目前有高精确度的立体定向仪、MRI、CT成像技术以及微电极记录技术，但由于立体定向仪的系统误差、MRI图像漂移以及术中脑脊液的丢失，刺激电极触点植在有效刺激区域外而影响疗效时有发生[2]。因此，术中判断电极植入的准确性是STN DBS取得良好疗效，避免出现刺激副作用的关键[4]。对此我们认为应注意以下几方面。

　　微毁损效应观察是判断靶点定位和植入准确性的一个重要指标，但往往被忽视。本组在微电极记录和/或刺激电极植入后分别有70.0%肌张力增高、49.4%震颤和36.2%运动迟缓患者观察到微毁损效应。这些微毁损效应表现比较轻，不如刺激效果明显，电极植入前后需要仔细对比。因为在电极植入后进行刺激测试，有部分患者在刺激电极植入后肌张力增高症状和震颤症状完全缓解，因此这时主要依靠微毁损效应判断定位准确性。

　　术中刺激效果被认为是判断电极植入准确性的“金标准”。电极植入预定目标靶点后用临时刺激器在低电压下刺激，如果患者震颤缓解，肌张力降低，肢体活动灵活性好转，提示靶点定位和植入准确[4]。但是刺激后震颤、肌张力和肢体活动灵活性改变并不一致。在临床中，往往把观察指标重点选择在震颤症状，认为刺激后震颤缓解，说明定位准确，但震颤受患者情绪、心理状态等主观因素影响较多，术中刺激震颤效果不佳，不等于术后震颤控制不好。本组所有患者术后通过单极刺激或双极刺激(用临时刺激器测试时，只能用双极刺激)震颤均有明显效果，但25.6%患者术中刺激震颤无明显效果。我们认为刺激后肌张力降低是定位准确、治疗有效的一个最为客观指标。本组肌张力增高的患者术中刺激均有肌张力降低，因此对肌张力增高患者，术中测试比较简单。与震颤类似，肌张力增高通常在刺激器开启后数秒或1～2 min内缓解，在刺激器关闭后震颤即刻复发，但肌张力增高症状控制会持续数分钟。运动迟缓也是比较客观的指标，但刺激前后要仔细比较，多做一些动作才能发现。与肌张力增高表现类似，在刺激器开启后数秒或1～2 min内运动迟缓症状缓解，刺激器关闭后有数分钟滞后效应。

　　刺激副作用比较多见，表现也很丰富，但我们认为可分成三种类型:(1)刺激到STN内神经元，表现异动。(2)刺激到STN周边结构引起的，根据不同表现我们可以大致判断电极位置。如出现麻木症状，电极偏后或偏内;如出现发音障碍，电极偏外;如出现强直性收缩，电极偏前外;如出现复视，电极偏前内。(3)一些非特异症状，如头晕、头昏、恶心、胸闷等不适症状。因此，副作用观察非但可以预测术后刺激副作用，也可以帮助我们判断电极位置。本组术中低电压(1～3.5 V)刺激除了部分患者有一过性的对侧肢体麻木症状和异动外，无其他副作用，说明定位的准确性比较好。高电压引起的副作用比较多，但绝大多数电压域值在5～6 V以上，也有少数患者刺激电压到10 V，没有任何症状和体征。

　　术中除了观察到效果和低电压刺激无明显副作用外，还要对电极位置进行影像学验证。在本组有34例术中未进行影像学验证，术后有2例患者因刺激副作用大和效果不佳，复查MRI发现是电极过深所致，重新入院手术。在采用C臂透视和MRI复查的103例患者中没有一例因电极位置偏差而再次手术，因此术中影像学复查至关重要。术中通常用C臂透视观察电极位置，我们在早期，有16例患者采用了C臂透视，发现在固定时电极容易往深部移位。但C臂透视是二维的，只能在Y轴和Z轴上观察电极位置是否位于设定的靶点，而无法观察X轴位置。最近也有报道通过术中带立体定向头架CT复查[5] 。近来我们采用的是术中带立体定向仪MRI复查，共87例。MRI复查尽管延长了手术时间，但能使STN靶点可视，并且显示电极尖端空间位置，能够比较电极目标位置与实际位置的差异。如果发现有明显差异可在术中重新调整，避免盲目调整电极，减少脑出血并发症，对提高疗效，降低副作用，避免再次手术等有重要意义。另外术中MRI复查，也可以排除脑内出血等并发症。

　　【参考文献】

　　[1] Pollak P,benabid AL,Gross C, et al. Effects of stimulation of the subthalamic nucleus in Parkinson's disease[J].Rev Neurol,1993:175.

　　[2] Starr PA, Christine CW,Theodosopoulos PV,et al. Implantation of deep brain stimulators into the subthalamic nucleus:technical approach and magnetic resonance imagingverified lead locations[J]. J Neurosurg, 2002,97:370.

　　[3]Koike Y, Shima F, Nakamizo A .Direct localization of subthalamic nucleus supplemented by singletrack electrophysiological guidance in deep brain stimulation lead implantation: techniques and clinical results[J].Stereotact Funct Neurosurg，2008,86:173.

　　[4] JourneeHL,Postma AA,Staal MJ.Intraoperative neurophysiological assessment of disabling symptoms in DBS surgery[J].Neurophysiol Clin，2007,37:467.

　　[5]Fiegele T,Feuchtner G,Sohm F,et al.Accuracy of stereotactic electrode placement in deep brain stimulation by intraoperative computed tomography[ON]. Parkinsonism Relat Disord， 2008, 5.