黨圓圓 夏小雨 楊藝 劉楠 單桐輝 杜少鵬 張志強(qiáng) 何江弘
丘腦底核-腦深部電刺激(subthalamic nucleus deep brain stimulation,STN-DBS)手術(shù)已作為中晚期帕金森?。≒arkinson’s disease,PD)的重要治療方法被廣泛應(yīng)用。在經(jīng)典的手術(shù)流程中,腦深部刺激(deep brain stimulation,DBS)電極在局麻下植入,通過術(shù)中微電極記錄(microelectrode recording,MER)及術(shù)中臨床測試驗(yàn)證植入位置及效果。其代價(jià)是患者需要在藥物關(guān)期狀態(tài)下采用固定體位忍受耗時(shí)較長的手術(shù),這可能限制部分耐受性差的患者通過手術(shù)獲益。近年來,影像學(xué)的進(jìn)步讓核團(tuán)定位精度增加,這使國內(nèi)外開展單純依賴影像定位的全麻手術(shù)呈增多趨勢。但是,隨之而來的是圍繞其優(yōu)勢及效果的各種爭議[1,2]。鑒于此,不少大的中心仍堅(jiān)持采用局麻下神經(jīng)生理驗(yàn)證(術(shù)中臨床測試加MER)或全麻下MER 等驗(yàn)證方法以保證電極植入效果。本中心近年來采用了全麻下DBS 電極植入,輔以術(shù)中CT驗(yàn)證的手術(shù)流程。現(xiàn)將上述病例與傳統(tǒng)的局麻下電極植入加術(shù)中神經(jīng)生理驗(yàn)證的手術(shù)病例進(jìn)行比較,觀察其手術(shù)時(shí)間、植入準(zhǔn)確性及術(shù)后效果,現(xiàn)報(bào)道如下。
回顧分析2017 年6 月至2019 年1 月在解放軍總醫(yī)院第七醫(yī)學(xué)中心功能神經(jīng)外科接受雙側(cè)STNDBS 手術(shù)的PD 患者,共21 例。其中2017 年6 月至2018 年2 月的8 例患者采用局麻植入顱內(nèi)電極(局麻組),2018 年3 月至2019 年1 月的13 例患者采用全麻植入顱內(nèi)電極(全麻組)。全部患者均依據(jù)國際運(yùn)動障礙協(xié)會2015 年版標(biāo)準(zhǔn)診斷為PD。納入標(biāo)準(zhǔn):(1)病程4 年以上,H-Y 分期Ⅱ~Ⅲ期;(2)左旋多巴沖擊試驗(yàn)統(tǒng)一帕金森病評定量表第三部分(unified Parkinson’s disease rating scale Ⅲ,UPDRS-Ⅲ)評分改善率40%以上;(3)有癥狀波動、“開關(guān)現(xiàn)象”或異動癥等藥物不良反應(yīng);(4)無其他明顯手術(shù)禁忌證。排除標(biāo)準(zhǔn):(1)中重度認(rèn)知功能障礙;(2)嚴(yán)重的情感障礙及精神疾?。唬?)明顯影響患者生存期的共存疾病。研究獲得解放軍總醫(yī)院第七醫(yī)學(xué)中心倫理委員會批準(zhǔn)(審批號:XJS2018-11),患者及家屬均知情同意并簽署知情同意書。
患者入院后行UPDRS-Ⅲ評分,記錄服藥的每日左旋多巴等效計(jì)量(levodopa equivalent daily dose,LEDD)、漢密爾頓抑郁量表(Hamilton depression scale,HAMD)、日常生活能力量表(activity of daily living scale,ADL)、帕金森病患者生活質(zhì)量量表簡化版本(Theshort-form8-itemParkinson’sdiseasequestionnaire,PDQ-8)等基線資料[3]。
所有患者術(shù)前1 周內(nèi)行MRI(3.0T,GE)掃描,包括3D-T1、軸位及冠狀位T2 加權(quán)像及磁敏感加權(quán)成像(susceptibility weighted imaging,SWI)。掃描參數(shù):260×260 矩陣;3D-T1 為1 mm 層距,T2 像為2 mm,SWI 為2 mm,均為連續(xù)成像。由1 名手術(shù)醫(yī)生在Leksell 手術(shù)計(jì)劃系統(tǒng)[Leksell SurgiPlan,醫(yī)科達(dá)(北京)醫(yī)療器械有限公司]確立STN 背外側(cè)區(qū)底部為手術(shù)靶點(diǎn),同時(shí)設(shè)計(jì)好穿刺路徑。
手術(shù)當(dāng)日全部患者局麻在手術(shù)室安裝Leksell立體定向頭架[醫(yī)科達(dá)(北京)醫(yī)療器械有限公司]后行MR 掃描。局麻組患者完成MRI 掃描后,將掃描圖像融合至術(shù)前計(jì)劃,確定靶點(diǎn)框架坐標(biāo),實(shí)施手術(shù)。電極植入順序?yàn)橄扔液笞?。采用雙額直切口,顱骨鉆孔后安裝電極鎖外環(huán),切開硬膜,在電極套管進(jìn)入硬膜后立即在硬膜破口外注入適量豬源纖維蛋白粘合劑(倍繡膠) 以防止腦脊液流失并控制創(chuàng)面滲血。術(shù)中在患者清醒狀態(tài)下使用MER 系統(tǒng)(Leadpoint)記錄神經(jīng)電生理信號,并行刺激試驗(yàn)進(jìn)行生理定位,丘腦底核感覺運(yùn)動區(qū)電生理信號應(yīng)>4 mm,并有明確的感覺運(yùn)動誘發(fā),否則應(yīng)考慮調(diào)整穿刺位置,直至電生理信號長度滿意。確定電極最終穿刺針道后,植入DBS 電極(品馳L301 型,北京品馳醫(yī)療設(shè)備有限公司)至丘腦底核感覺運(yùn)動區(qū)底端。通過宏電極刺激做術(shù)中臨床測試,包括語言、四肢運(yùn)動障礙改善效果及不良反應(yīng)。雙側(cè)電極植入后縫合頭部切口,轉(zhuǎn)為全麻,植入脈沖發(fā)生器(品馳G102R 或G102,北京品馳醫(yī)療設(shè)備有限公司)。
全麻組患者完成MRI 掃描后即實(shí)施全麻,將掃描數(shù)據(jù)與術(shù)前計(jì)劃融合后實(shí)施手術(shù),手術(shù)基本操作與局麻組相同,術(shù)中不做MER 及宏電極刺激臨床測試,電極植入后使用國產(chǎn)16 排移動CT(江蘇摩科特醫(yī)療科技有限公司)行術(shù)中掃描(層厚1.1 mm),數(shù)據(jù)導(dǎo)入手術(shù)計(jì)劃系統(tǒng),與術(shù)前MRI 3D-T1 像融合,計(jì)算計(jì)劃靶點(diǎn)與實(shí)際植入的偏差。絕對誤差為最低觸點(diǎn)與設(shè)計(jì)靶點(diǎn)的直線距離,徑向誤差指最低觸點(diǎn)與設(shè)計(jì)路徑的最短距離。如植入位置與計(jì)劃位置徑向誤差>2 mm 則需調(diào)整穿刺位置(需再次行術(shù)中CT 確認(rèn)植入位置)或深度,確認(rèn)電極位置滿意后縫合頭部切口,繼續(xù)完成脈沖發(fā)生器一期植入。2 組的手術(shù)時(shí)間均定義為患者在手術(shù)室逗留的總時(shí)間。
全部患者術(shù)后行1.5T MRI 檢查,結(jié)果導(dǎo)入lead DBS 系統(tǒng)及手術(shù)計(jì)劃系統(tǒng),比較2 組電極最終的絕對誤差及徑向誤差。術(shù)后1 個(gè)月內(nèi)試開機(jī),由1 名程控醫(yī)生根據(jù)術(shù)后重建的電極與核團(tuán)的相對位置選擇程控觸點(diǎn),隨后確定最佳初始刺激參數(shù)。出院后定期隨訪程控。記錄2 組患者手術(shù)后半年UPDRS-Ⅲ評分改善情況、藥物使用情況及并發(fā)癥。
采用SPSS24.0 軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析,正態(tài)分布的計(jì)量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(±s)表示,組間比較采用兩樣本t 檢驗(yàn)。以P<0.05 為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
局麻組患者8 例,其中男性3 例,女性5 例,年齡范圍50~80 歲,PD 病程4~12 年;全麻組患者13例,其中男性4 例,女性9 例,年齡范圍44~75 歲,PD 病程4~23 年。2 組患者在年齡、病程、術(shù)前UPDRS-Ⅲ(藥物開、關(guān)期)評分、LEDD、HAMD、ADL、PDQ-8 等分值差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)(表1)。
局麻組8 例(16 側(cè))患者均行術(shù)中局麻MER,首次穿刺的MER 顯示丘腦底核感覺運(yùn)動區(qū)信號均>4 mm。微電極記錄的丘腦底核感覺運(yùn)動區(qū)核團(tuán)進(jìn)入點(diǎn)和出離點(diǎn)分別位于影像學(xué)標(biāo)記的STN 背外側(cè)區(qū)進(jìn)入點(diǎn)和出離點(diǎn)的(0.9±0.57)mm 和(0.2±0.41)mm。最終植入位置為丘腦底核感覺運(yùn)動區(qū)信號靶點(diǎn)下端。術(shù)中測試無因信號不佳調(diào)整穿刺通道的情況。術(shù)中臨床測試均可觀察到運(yùn)動障礙的改善。
表1 全麻組和局麻組患者STN-DBS 術(shù)前基線資料對比(±s)
表1 全麻組和局麻組患者STN-DBS 術(shù)前基線資料對比(±s)
STN-DBS:丘腦底核腦深部電刺激;UPDRS-Ⅲ:統(tǒng)一帕金森病評定量表第三部分;LEDD:左旋多巴等效計(jì)量;HAMD:漢密爾頓抑郁量表;ADL:日常生活能力量表;PDQ-8:帕金森病患者生活質(zhì)量量表簡化版本
全麻組13 例(26 側(cè))患者手術(shù)植入DBS 電極后行術(shù)中CT,導(dǎo)入手術(shù)計(jì)劃系統(tǒng)可見徑向誤差均<2 mm,故無需調(diào)整穿刺通道(圖1)。其中有3 側(cè)電極的位置偏深,均通過直尺測量,將電極位置在原通道上提1 mm。再次復(fù)查術(shù)中CT 可見位置滿意。
2 種手術(shù)方式兩側(cè)的設(shè)計(jì)靶點(diǎn)坐標(biāo)、手術(shù)路徑在冠、矢狀面的角度差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05);局麻手術(shù)兩側(cè)的平均絕對誤差均大于全麻手術(shù),差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05);而平均徑向誤差在2 組中差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。由此可見2 種手術(shù)方式的左右側(cè)靶點(diǎn)、路徑角度及電極植入偏移均無明顯差異(表2)。
全部患者一期植入脈沖發(fā)生器。全麻組手術(shù)時(shí)間明顯少于局麻組,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。全部患者未發(fā)生腦內(nèi)出血、植入物感染或移位等與手術(shù)相關(guān)的并發(fā)癥。術(shù)后半年隨訪可見全部患者運(yùn)動癥狀均有不同程度改善,服藥劑量均較術(shù)前減少,2組開機(jī)后UPDRS-Ⅲ評分、改善率及LEDD 下降差值差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)(表3)。
圖1 術(shù)中CT 與術(shù)前SWI 融合像所示電極與靶點(diǎn)的關(guān)系
表2 全麻組和局麻組設(shè)計(jì)靶點(diǎn)坐標(biāo)、路徑角度及植入誤差的對比(±s)
表2 全麻組和局麻組設(shè)計(jì)靶點(diǎn)坐標(biāo)、路徑角度及植入誤差的對比(±s)
表3 全麻組和局麻組手術(shù)時(shí)間及術(shù)后半年運(yùn)動癥狀及服藥改善率對比(±s)
表3 全麻組和局麻組手術(shù)時(shí)間及術(shù)后半年運(yùn)動癥狀及服藥改善率對比(±s)
UPDRS-Ⅲ:統(tǒng)一帕金森病評定量表第三部分;LEDD:左旋多巴等效計(jì)量
PD 患者STN-DBS 的治療目的是提高生活質(zhì)量,這對手術(shù)安全性及電極植入精度都提出了很高的要求。全麻STN-DBS 可用于不能耐受局麻的PD患者,術(shù)中不進(jìn)行臨床測試,但通常保留微電極記錄的電生理驗(yàn)證步驟。隨著影像定位準(zhǔn)確度的提高,有學(xué)者認(rèn)為可視解剖靶點(diǎn)的精確植入是保證療效的關(guān)鍵,并嘗試MR 影像引導(dǎo),無術(shù)中微電極記錄的電極植入[4]。本研究中,前期局麻組采用傳統(tǒng)的局麻手術(shù)流程,通過術(shù)中神經(jīng)生理定位確認(rèn)植入位置;后期全麻組為單純影像定位,在全麻下植入電極后增加了術(shù)中CT 檢查確認(rèn)植入位置的步驟,2 組的手術(shù)時(shí)間比較,全麻手術(shù)時(shí)間小于局麻手術(shù)時(shí)間。手術(shù)效果通過兩方面驗(yàn)證,即植入位置的誤差和術(shù)后遠(yuǎn)期療效。事實(shí)上,局麻組植入的絕對誤差稍高,但因?yàn)? 種手術(shù)流程下的徑向誤差均很小且沒有顯著差別,所以絕對誤差帶來的影響可以通過術(shù)后程控觸點(diǎn)選擇得以消除,影響不大。從手術(shù)效果看,2 組患者術(shù)后均未出現(xiàn)明顯與手術(shù)操作相關(guān)的并發(fā)癥。術(shù)后6 個(gè)月隨訪中,本研究考察了運(yùn)動癥狀改善情況及藥物減少情況,即STN-DBS 手術(shù)對運(yùn)動功能的主要療效評估指標(biāo)。2 組療效未發(fā)現(xiàn)明顯差異,這與大多數(shù)臨床研究的結(jié)果吻合[5,6]。
準(zhǔn)確植入解剖靶點(diǎn)是決定全麻下STN-DBS 術(shù)后療效的根本保障,其主要受3 個(gè)因素影響,即靶點(diǎn)設(shè)計(jì)、植入技術(shù)及有效的驗(yàn)證矯正方法。STN 是可視靶點(diǎn),MR 下STN 的定位技術(shù)不斷進(jìn)步,意味著靶點(diǎn)設(shè)計(jì)精度不斷提高。T2 加權(quán)成像首先實(shí)現(xiàn)了STN 的可視化定位,至今仍應(yīng)用最廣。高場強(qiáng)(3.0T 以上)下SWI 序列對STN 范圍邊界描畫更加清晰,與MER 所示STN 范圍吻合度較好,且與術(shù)中CT 融合效果良好,故本研究靶點(diǎn)設(shè)計(jì)及電極驗(yàn)證均以SWI序列作為主要參照序列[7,8]。但高場強(qiáng)SWI 存在暈狀偽影現(xiàn)象,使磁敏感區(qū)域看起來更大。定量磁化率(quantitative susceptibility mapping,QSM) 這一圖像后處理技術(shù)克服了幾何失真,信噪比高,能最準(zhǔn)確地區(qū)分STN 與下方黑質(zhì)及上方未定帶的邊界,增加了STN 的可視度,甚至可以區(qū)分STN 內(nèi)部磁敏感源分布梯度,有助于亞結(jié)構(gòu)的辨識[9-11]。在圖像處理及融合技術(shù)改進(jìn)后,QSM 可能是未來單純影像引導(dǎo)的STN-DBS 最有前途的成像方式。另外,越來越細(xì)化的功能改善的要求也依賴于MRI 下STN 亞結(jié)構(gòu)的辨識能力的增強(qiáng),已有研究證實(shí)刺激根據(jù)纖維束成像的定義的STN 亞結(jié)構(gòu)與DBS 臨床效果具有相關(guān)性[12]。總之,成像技術(shù)的進(jìn)步保證了靶點(diǎn)設(shè)計(jì)準(zhǔn)確,這是全麻下STN-DBS 的前提。
良好的植入技術(shù)是將電極準(zhǔn)確置入設(shè)計(jì)靶點(diǎn)的保證,與術(shù)者經(jīng)驗(yàn)、立體定向設(shè)備的精度及術(shù)中腦組織移位有關(guān)。本研究術(shù)者技術(shù)穩(wěn)定,所使用的框架式Leksell 立體定向系統(tǒng)定期維護(hù)矯正,精度達(dá)標(biāo),植入操作準(zhǔn)確性良好。全麻組在初次穿刺后,僅有3 側(cè)電極在術(shù)中CT 驗(yàn)證后做了穿刺深度調(diào)整,局麻組在MER 驗(yàn)證下亦無重新調(diào)整穿刺通道的情況。術(shù)中腦組織移位是造成電極植入誤差的重要原因,尤其影響后穿刺側(cè)電極準(zhǔn)確性,常因腦脊液流失和氣顱造成。本研究采用了倍繡膠封堵硬膜破口的方法控制腦脊液流出及氣體進(jìn)入,2 組中幾乎都沒有發(fā)生氣顱。本文將全部病例左右側(cè)電極植入情況作比較,在靶點(diǎn)坐標(biāo)、穿刺角度及植入誤差方面均未見明顯差異,提示術(shù)中腦組織移位控制良好。
全麻術(shù)中有效的驗(yàn)證矯正方法是必不可少的。即使靶點(diǎn)選擇十分精準(zhǔn),亦或以機(jī)器人手術(shù)為代表的植入技術(shù)使植入準(zhǔn)確性進(jìn)一步達(dá)到亞毫米級,放棄術(shù)中驗(yàn)證手段仍是冒險(xiǎn)的做法[13]。有研究者通過MER 發(fā)現(xiàn)約20%的初次穿刺位置欠理想,并需加以矯正[1]。所以,DBS 手術(shù)有必要在術(shù)中驗(yàn)證電極位置。在諸多電極位置的驗(yàn)證方式中,術(shù)中臨床測試可作為預(yù)測植入電極對患者運(yùn)動功能改善的最直觀依據(jù),但其必須在局麻手術(shù)中開展,占用一定的手術(shù)時(shí)間,并需要患者在藥物關(guān)期狀態(tài)下做一定的配合。另外,術(shù)中臨床測試可能高估術(shù)后程控的有效治療窗[14]。這些都使術(shù)中臨床測試具有一定的局限性。術(shù)中MER 是可靠的驗(yàn)證電極位置的方法,可記錄每條穿刺路徑的神經(jīng)電生理特征,為術(shù)后程控提供參考,同時(shí)是腦功能研究重要而珍貴的依據(jù)。不少學(xué)者將MER 作為驗(yàn)證電極是否植入目標(biāo)即STN 感覺運(yùn)動區(qū)的金標(biāo)準(zhǔn)。MER 可在局麻或全麻下進(jìn)行,全麻藥物特別是丙泊酚等靜脈麻醉藥物會對其信號特征產(chǎn)生影響,但并不影響電極植入的準(zhǔn)確性[15]。然而,MER 特別是多通道MER 的缺點(diǎn)是增加了腦部穿刺的次數(shù),具有潛在的并發(fā)癥風(fēng)險(xiǎn);切口暴露時(shí)間增加還可能增加顱內(nèi)積氣等風(fēng)險(xiǎn),影響電極植入的準(zhǔn)確性;信號不滿意時(shí),根據(jù)核團(tuán)信號特點(diǎn)間接判斷偏差方向,重新設(shè)計(jì)穿刺路徑需要豐富的神經(jīng)電生理知識和經(jīng)驗(yàn)[16]。以上問題促使人們嘗試單純影像學(xué)驗(yàn)證方法,主要包括術(shù)中MR 和術(shù)中CT。1.5T 及以下場強(qiáng)的術(shù)中MR 可安全用于植入腦深部電極后的驗(yàn)證,其特點(diǎn)是靶點(diǎn)可視化,可實(shí)現(xiàn)在腦移位時(shí)“實(shí)時(shí)”觀察植入情況,調(diào)整坐標(biāo)?,F(xiàn)在已有專用于MRI 引導(dǎo)下的電極導(dǎo)線植入(Clearpoint system)的工作臺,使電極調(diào)整更為方便。術(shù)中CT 則是通過與術(shù)前MR融合的方式觀察植入電極是否在設(shè)計(jì)靶點(diǎn)可接受的誤差范圍內(nèi),并指導(dǎo)必要的電極調(diào)整的驗(yàn)證方法[17,18]。操作方便及良好的CT-MR 融合效果是保證術(shù)中CT驗(yàn)證效果的要素。本研究使用的16 排移動CT 具有輕便、輻射劑量低及分辨率高等特點(diǎn),與術(shù)前MR 融合順利,圖像清晰易于測量,最終電極驗(yàn)證效果滿意[19]。事實(shí)上,已有述評性文章指出無論采用MER 還是采用術(shù)中CT、術(shù)中MR 等驗(yàn)證方式,都能使全麻下DBS 達(dá)到同樣的精度[5]。
在植入精度與療效相當(dāng)?shù)那闆r下,全麻手術(shù)有其明顯的優(yōu)勢。手術(shù)時(shí)間是考察手術(shù)流程合理性的一個(gè)指標(biāo),本研究全麻組手術(shù)時(shí)間相對較短,原因之一是術(shù)中CT 比術(shù)中MER 用時(shí)要短。此外,全麻組的麻醉誘導(dǎo)和氣管插管可以與手術(shù)計(jì)劃同時(shí)進(jìn)行,也使手術(shù)流程更加緊湊。關(guān)于并發(fā)癥,全麻手術(shù)除前文所述可減少腦組織穿刺次數(shù)外,還能實(shí)現(xiàn)對血壓更好的控制,這些都減少了顱內(nèi)出血的風(fēng)險(xiǎn)。由于多數(shù)顱內(nèi)出血的臨床癥狀都要滯后,故局麻植入電極并不能保證更早地發(fā)現(xiàn)顱內(nèi)出血,全麻手術(shù)輔以術(shù)中影像則更易及時(shí)確診或排除顱內(nèi)出血[20]。氣顱也是DBS 常見并發(fā)癥,可影響植入準(zhǔn)確性并可能造成早期不良反應(yīng),據(jù)報(bào)道,全麻手術(shù)氣顱發(fā)生率更低[21]。除此之外,全麻下操作的患者無痛苦,圍手術(shù)期的精神壓力較低;術(shù)前不必刻意停藥減少了術(shù)后撤藥反應(yīng),符合加速康復(fù)外科理念;對于術(shù)者,全麻手術(shù)體位擺放更方便,術(shù)中操作亦可免受患者不適癥狀的干擾;但是,單純影像學(xué)引導(dǎo)全麻手術(shù)也有其局限性,包括對術(shù)中移動CT 或術(shù)中MR 等硬件設(shè)備及其精度的要求。對新開展STN-DBS 手術(shù)的單位,建議首先采用局麻手術(shù),增加術(shù)中驗(yàn)證手段,待經(jīng)驗(yàn)成熟后可開展全麻手術(shù)。對新嘗試的核團(tuán)靶點(diǎn),應(yīng)采用MER 全程記錄其電生理特征,以利于經(jīng)驗(yàn)總結(jié)及科學(xué)研究。
本文為回顧性研究,樣本量較小,臨床效果中未加入日常生活能力、情緒與認(rèn)知以及術(shù)后程控參數(shù)的比較,以上構(gòu)成了本研究的局限性。未來的研究將納入更多的病例,并更關(guān)注運(yùn)動癥狀之外的術(shù)后短期及中長期預(yù)后指標(biāo)。
綜上所述,使用術(shù)中CT 做電極位置驗(yàn)證的全麻STN-DBS 手術(shù)與常規(guī)局麻手術(shù)相比用時(shí)更短,電極植入同樣精準(zhǔn),在安全性及術(shù)后運(yùn)動癥狀改善效果等方面未發(fā)現(xiàn)顯著差別,對不能耐受局麻手術(shù)的患者可作為常規(guī)手術(shù)方案。
利益沖突所有作者均聲明不存在利益沖突