帕金森及肌張力障礙患者丘腦底核腦深部電刺激術(shù)中的治療靶點(diǎn)定位

張華，石林，楊岸超，朱冠宇，陳潁川，張建國(首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京天壇醫(yī)院，北京00050；北京市神經(jīng)外科研究所)

帕金森及肌張力障礙患者丘腦底核腦深部電刺激術(shù)中的治療靶點(diǎn)定位

張華1，石林1，楊岸超1，朱冠宇1，陳潁川1，張建國2
(1首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京天壇醫(yī)院，北京100050；2北京市神經(jīng)外科研究所)

目的 探討帕金森及肌張力障礙患者丘腦底核(STN)腦深部電刺激術(shù)(DBS)前用MRI和電生理刺激確定治療靶點(diǎn)的可行性。方法 選擇202例(共382側(cè))接受STN-DBS治療的帕金森及肌張力障礙患者，術(shù)前在MRI上確定STN核團(tuán)位置，作為治療靶點(diǎn)，STN-DBS術(shù)前開顱后行電生理檢測STN電信號，明確靶點(diǎn)定位是否準(zhǔn)確。 結(jié)果 ①術(shù)前MRI上STN核團(tuán)定位清晰288側(cè)、尚可72側(cè)、不清22側(cè)。②382側(cè)開顱后電生理檢測記錄到STN電生理信號，339側(cè)首次穿刺即記錄到STN信號，43側(cè)更換靶點(diǎn)后再次穿刺記錄到STN信號，其中356側(cè)記錄到典型STN電信號，26側(cè)STN電信號不典型。STN信號長度(5.9±1.1)mm。③術(shù)前MRI上STN核團(tuán)定位滿意(清晰或尚可的360側(cè)中，341側(cè)(94.7%)術(shù)前電生理檢測記錄到典型STN電信號；術(shù)前STN核團(tuán)定位不清的22側(cè)中術(shù)中15側(cè)(68.2%)術(shù)前電生理檢測探及典型STN信號。結(jié)論 對于帕金森及肌張力障礙患者，術(shù)前MRI掃描聯(lián)合電生理檢測可精確定位STN-DBS術(shù)的治療靶點(diǎn)。

腦深部電刺激；丘腦底核；帕金森??；肌張力障礙；磁共振成像；電生理檢測

帕金森病是一種常見的神經(jīng)系統(tǒng)變性疾病[1]，其臨床表現(xiàn)主要包括靜止性震顫、運(yùn)動(dòng)遲緩、肌強(qiáng)直和姿勢步態(tài)障礙等[2]。肌張力障礙是一種主動(dòng)肌與拮抗肌收縮不協(xié)調(diào)或過度收縮引起的以肌張力異常的動(dòng)作和姿勢為特征的運(yùn)動(dòng)障礙綜合征[3]。腦深部電刺激術(shù)(DBS)也稱為腦起搏器手術(shù)，是目前治療帕金森病和肌張力障礙的重要方法[4～8]。臨床常用的電刺激靶點(diǎn)有丘腦底核(STN)、丘腦腹中間核(VIM)、腦干腳橋核(PPN)、蒼白球內(nèi)側(cè)部(GPI)等[9～12]。STN-DBS可緩解帕金森病患者的震顫、僵直等運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)癥狀，減少肌張力障礙患者的異常動(dòng)作，已成為治療帕金森病及肌張力障礙等功能神經(jīng)外科疾病的重要方式[13, 14]。目前國內(nèi)進(jìn)行STN-DBS手術(shù)的多家醫(yī)學(xué)中心采用的STN靶點(diǎn)定位方法包括基于影像學(xué)檢查(CT、MRI、超聲)結(jié)果和基于神經(jīng)電生理檢測結(jié)果兩大類，其定位效果均不能令人滿意。2015年1～12月，我們采用STN-DBS術(shù)治療202例帕金森及肌張力障礙患者，均采用術(shù)前MRI靶點(diǎn)定位聯(lián)合電生理檢測的方法行靶點(diǎn)定位，效果滿意?，F(xiàn)報(bào)告如下。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 202例帕金森及肌張力障礙患者，其中男121例，女81例，年齡48～78(58.6±15.3)歲；均符合帕金森及肌張力障礙診斷標(biāo)準(zhǔn)[15, 16]。其中帕金森病181例，肌張力障礙21例；帕金森病程為5～12(8.6±3.4)年。肌張力障礙的病程3～9(5.6±2.4)年。納入標(biāo)準(zhǔn)：帕金森及肌張力障礙診斷明確，存在手術(shù)指征及意愿；排除診斷欠明確、無手術(shù)指征及意愿者。5例帕金森病患者(2.5%)本次手術(shù)前曾進(jìn)行過單側(cè)或雙側(cè)損毀術(shù)，靶點(diǎn)均為GPI。3例帕金森病患(1.5%)曾在我院或外院進(jìn)行STN-DBS手術(shù)但術(shù)后MRI顯示電極位置不佳，故再次在我院行STN-DBS手術(shù)調(diào)整電極位置。202例患者均行STN-DBS術(shù)治療。

1.2 STN-DBS術(shù)前靶點(diǎn)定位方法 術(shù)前安裝DBS頭架(瑞典Elekta公司)，后行術(shù)前3D-FLASH T2加權(quán)像進(jìn)行軸位、冠位及矢狀位無間隔連續(xù)掃描及T1加權(quán)序列軸位連續(xù)3.0T MRI掃描，其中軸位掃描方向應(yīng)與丘腦前聯(lián)合-丘腦后聯(lián)合(AC-PC)平面平行，掃描層厚為2 mm、3 mm，掃描范圍包括以AC-PC平面為中心的間腦和中腦全長，即應(yīng)包含AC-PC平面上方至少10 mm及其下方至少30 mm范圍，傳輸MRI圖像至Surgiplan手術(shù)定位系統(tǒng)(瑞典Elekta公司)行術(shù)前STN靶點(diǎn)定位，具體方法如下：首先在T1加權(quán)像上定義AC-PC連線并校正掃描角度，隨后使用SurgiPlan系統(tǒng)在軸位T2加權(quán)像上調(diào)節(jié)圖像對比度及亮度，至STN核團(tuán)的邊界、內(nèi)部結(jié)構(gòu)達(dá)到最清晰狀態(tài)，同時(shí)驗(yàn)證冠位、軸位及矢狀位圖像關(guān)聯(lián)性。在T2加權(quán)像上計(jì)算從頭側(cè)STN開始出現(xiàn)至尾側(cè)大腦腳已完全與間腦分離的層面，則為STN全長。在STN最清晰的層面，將靶點(diǎn)位置放在紅核前緣水平線上STN核團(tuán)中心附近，通常根據(jù)經(jīng)驗(yàn)可稍向內(nèi)側(cè)移動(dòng)0.5 mm。

1.3 STN-DBS及術(shù)中電生理檢測方法 DBS手術(shù)采用經(jīng)典植入方法[7, 17]，使用Leadpoint系統(tǒng)及微電極(Medtronic 公司)記錄STN電生理電信號，插入DBS電極(Medtronic 公司及北京品馳醫(yī)療公司)，使用外掛臨時(shí)電刺激裝置(Medtronic 公司)進(jìn)行術(shù)中臨時(shí)電刺激，臨時(shí)電刺激刺激有效則全麻下安裝脈沖發(fā)生器(Medtronic 公司及北京品馳醫(yī)療公司)。

2 結(jié)果

202例患者中STN最上端與AC-PC平面在同一張圖像上出現(xiàn)者91側(cè)，STN最上端在AC-PC平面下方第一層出現(xiàn)者203側(cè)，在AC-PC平面下方第二層出現(xiàn)者88側(cè)。使用STN頂端出現(xiàn)后第一層進(jìn)行靶點(diǎn)定位者112側(cè)，使用STN頂層面端出現(xiàn)后第二層進(jìn)行靶點(diǎn)定位者186側(cè)，使用STN頂端出現(xiàn)后第3層進(jìn)行靶點(diǎn)定位者84側(cè)。STN核團(tuán)定位清晰288側(cè)、STN核團(tuán)定位一般72側(cè)、STN核團(tuán)定位不清22側(cè)。

共計(jì)完成STN-DBS手術(shù)382側(cè)，其中接受雙側(cè)STN-DBS植入手術(shù)者為182例(90.1%)，接受單側(cè)STN-DBS植入手術(shù)者為20例(9.9%)。9例患者(4.5%)分為2步完成手術(shù)，即首先在手術(shù)室完成STN-DBS電極植入，然后回病房測試STN-DBS效果，效果滿意者繼續(xù)完成脈沖發(fā)生器植入，不滿意者繼續(xù)手術(shù)調(diào)整電極位置。手術(shù)中所有患者的STN電生理信號記錄過程均使用Metronic公司的LeadPoint系統(tǒng)完成，微電極平均電阻為(958.0±500.7)Ω。電生理記錄全程電信號特點(diǎn)與王學(xué)廉等[18]研究結(jié)果無明顯差異。典型STN電生理信號具有高頻、高幅及背景噪聲高的特點(diǎn)，有時(shí)可見不規(guī)則單細(xì)胞放電及震顫細(xì)胞。382側(cè)STN-DBS術(shù)中均記錄到電生理STN信號，339側(cè)首次穿刺即記錄到STN信號，43側(cè)更換靶點(diǎn)后再次穿刺記錄到STN信號，其中356側(cè)記錄到典型STN電信號，26側(cè)STN電信號不典型。STN信號長度(5.9±1.1)mm。在術(shù)前STN靶點(diǎn)定位滿意(核團(tuán)定位清晰+一般)的360側(cè)中，341側(cè)STN-DBS術(shù)中記錄到典型STN電信號；術(shù)前STN核團(tuán)定位不清的22側(cè)中術(shù)中15側(cè)探及典型STN信號。

3 討論

帕金森病和肌張力障礙的傳統(tǒng)治療方法主要是藥物治療，但臨床效果一般，藥物不良反應(yīng)大[4]。STN[13, 14]又稱Luys體，是位于中腦和間腦之間的一個(gè)重要核團(tuán)，在腦冠狀面上呈雙凸透鏡形結(jié)構(gòu)。STN的三維解剖結(jié)構(gòu)形態(tài)十分復(fù)雜，在軸位切面自前內(nèi)走向后外、冠位切面自外上延伸至內(nèi)下、矢狀位切面上由前上走向后下，其長軸與冠狀面呈40°～45°角，與矢狀面呈50°～60°角[19]，其在空間亦具有復(fù)雜的三維形態(tài)解剖特點(diǎn)，在軸位切面呈正“八”字形、冠位切面呈倒“八”字形、矢狀位切面上呈雨滴形。故STN-DBS術(shù)時(shí)精準(zhǔn)定位治療靶點(diǎn)是手術(shù)成功的基礎(chǔ)。立體定向手術(shù)是應(yīng)用立體幾何學(xué)坐標(biāo)原理，建立腦坐標(biāo)系和在顱骨上安裝定向儀，建立坐標(biāo)系，對腦部靶結(jié)構(gòu)進(jìn)行定位，將手術(shù)操作器(如微電極、活檢針、毀損針等)導(dǎo)入靶點(diǎn)進(jìn)行操作，手術(shù)方式誤差在0.1 mm以下[20]，已廣泛應(yīng)用于運(yùn)動(dòng)障礙性疾病的治療。目前國際上進(jìn)行STN-DBS手術(shù)的各醫(yī)學(xué)中心使用的術(shù)前靶點(diǎn)定位策略各有不同，總體而言可分為直接定位法、間接定位法和混合定位法三種方式[9, 21～24]。直接定位法根據(jù)解剖圖譜計(jì)算STN相對于AC-PC連線中點(diǎn)的坐標(biāo)，此方法簡便，但精確度較低，目前已很少使用。間接定位法多數(shù)以紅核前緣作為定位標(biāo)志物，將靶點(diǎn)放在紅核前緣水平STN核團(tuán)中心位置，此方法是目前使用較多的靶點(diǎn)定位策略?；旌隙ㄎ环ńY(jié)合使用直接、間接定位法確定靶點(diǎn)位置。本組患者采用的治療靶點(diǎn)定位方法是一種基于直接及間接定位法的混合方法。具體定位方法：選取患者腦部T2WI圖像中經(jīng)下丘腦乳頭體結(jié)構(gòu)的軸位圖像，首先明確其上紅核和STN顯影清晰程度，然后通過調(diào)整白平衡和對比度，突出顯示STN核團(tuán)，其靶點(diǎn)位置應(yīng)在紅核前緣水平，靶點(diǎn)位于該線上STN重心位置，取得滿意治療效果。

術(shù)中電生理記錄通過微電極記錄單細(xì)胞放電，可明確微電極尖端所在位置的電生理信號特點(diǎn)，是驗(yàn)證手術(shù)靶點(diǎn)選擇是否準(zhǔn)確的重要方法。通過術(shù)前MRI或CT定位確定的靶點(diǎn)，精確度受到定向儀機(jī)械屬性、影像學(xué)掃描層厚、影像漂移、靶點(diǎn)的不完全可視、腦移位等影響，使電極實(shí)際位置可出現(xiàn)1～3 mm左右誤差[18, 20]，因此通過電生理學(xué)手段對解剖靶點(diǎn)進(jìn)行調(diào)整并確定最終理想靶點(diǎn)十分重要的。我們的經(jīng)驗(yàn)為，電生理記錄中首次穿刺即記錄到典型STN信號者339側(cè)(88.7%)，更換靶點(diǎn)后再次穿刺記錄到典型STN信號者43側(cè)(11.3%)，未見穿刺超過3次以上的患者。此外，STN信號長度(5.9±1.1)mm，STN電信號典型者356側(cè)(93.1%)，欠典型者26側(cè)(6.9%)，在術(shù)前STN靶點(diǎn)定位滿意的360側(cè)中(定位清晰+定位一般)，術(shù)中341側(cè)電生理記錄到典型STN電信號；在術(shù)前定位不清的22側(cè)中術(shù)中15側(cè)探及典型STN信號。結(jié)果顯示術(shù)前STN靶點(diǎn)定位滿意者與定位不清晰者相比，術(shù)中?？赏ㄟ^電生理記錄到典型STN電信號。通常術(shù)中記錄到典型STN電信號，意味著沿該靶點(diǎn)植入DBS電極將具有較好效果，本組患者術(shù)后隨訪結(jié)果與上述規(guī)律相符，亦與國內(nèi)外的STN-DBS手術(shù)經(jīng)驗(yàn)相符[18, 25]。

綜上所述，帕金森及肌張力障礙患者術(shù)前MRI掃描聯(lián)合術(shù)中電生理檢測可精確定位STN-DBS術(shù)中治療靶點(diǎn)位置。

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Subthalamic nuclei targeting in deep brain stimulation surgeries in patients with Parkinson's disease and dystonia

ZHANGHua1,SHILin,YANGAnchao,ZHUGuanyu,CHENYingchuan,ZHANGJianguo

(1BeijingTiantanHospital,CapitalMedicalUniversity,Beijing100050,China)

Objective To explore the feasibility of subthalamic nuclei (STN) targeting by magnetic resonance imaging (MRI ) and intraoperative microelectrode recording before deep brain stimulation (DBS) in patients with Parkinson's disease and dystonia. Methods We selected 202 patients (382 sides) undergoing STN-DBS for Parkinson's and dystonia. STN sites targeted by MRI were testified by intraoperative microelectrode recording after opening cranium before DBS. Results ① STN targeted by MRI were clearly manifested in 288 of 382 sides, were ordinarily manifested in 72 sides and blurred in 22 sides. ② The STN signals harvested in all 382 sides. The number of trajectories required to obtain sufficient STN activity was one in 339 sides, two in 43 sides. The STN signals were typical in 356 in 382 sides (93.1%) and untypical in 26 sides (6.9%). The mean STN length was (5.9±1.1) mm. ③ 341 sides (94.7%) received typical STN signals in 360 satisfactory STN-targeting sides (clearly and ordinarily), as 15 sides (68.2%) received typical STN signals in 22 unsatisfactory STN-targeting sides before DBS.Conclusion MRI and intraoperative microelectrode recording can target subthalamic nuclei (STN) accurately before DBS in patients with Parkinson's disease and dystonia.

deep brain stimulation; subthalamic nuclei; Parkinson's disease; dystonia; magnetic resonance imaging; microelectrode recording

國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(81301183);北京市醫(yī)管局臨床醫(yī)學(xué)發(fā)展專項(xiàng)基金(ZYLX201305)。

張華(1979-)，男，碩士，研究方向?yàn)榱Ⅲw定向及功能神經(jīng)外科疾病。E-mail: zhanghua3579@hotmail.com

張建國(1965-)，男，博士，研究方向?yàn)榱Ⅲw定向及功能神經(jīng)外科疾病。E-mail：zjguo73@126.com

10.3969/j.issn.1002-266X.2017.11.003

R742.5

A

1002-266X(2017)11-0007-04

2017-01-28)