神经调控技术与应用
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第四节 不同靶点刺激疗效对比

自从1987年Benabid应用Vim-DBS治疗帕金森病震颤以来,Vim高频电刺激被成功地用于治疗ET,而且一直是治疗ET的首选靶点。Vim前后径3~4mm,高度和宽度约为10mm,Vim的体感分区为“前僵后颤、内上外下”,由内向外依次为面部、下颌、上肢和下肢。Papavassiliou等人通过MRI分析37例Vim-DBS患者的电极位置,平均随访26个月,发现电极位置与患者疗效显著相关,靶点在后连合前6.3mm,中线旁12.3mm,或第三脑室旁10.0mm最佳。尽管如此,Vim电刺激仍有一些缺点需要进行改进。例如,不同的神经外科医师选择的Vim的位置可能不同。刺激疗效随着时间的延长而下降。在开和关状态下,对步态和平衡无明显改善,而且Vim电刺激对术前存在的不宁腿综合征无效。Vim-DBS治疗ET的耐受性可能与以下因素有关:首先,ET的进展可能导致震颤加重,要求增加刺激参数以达到控制震颤的目的;其次,由于微毁损效应的下降,出现早期的耐受性;第三,可能与刺激的神经网络对刺激引起的生物学效应产生耐受有关。脑深部电极位置与ET治疗的疗效息息相关。
近年来,研究者都在寻找比Vim更加优越的刺激靶点。有报道对严重的双侧意向性震颤患者,STN慢性刺激效果优于Vim-DBS。医生也尝试用丘脑底后区(位于底丘脑后方,主要由未定带和前丘素放射冠组成)作为刺激靶点,术后上肢震颤改善率为95%,手部功能改善率为87%,术后日常生活能力提升66%,未出现严重并发症。文献报道将68例ET患者随机分成2组,分别行双侧Vim-DBS及丘脑底后区DBS,提示丘脑底后区DBS对手部震颤及手部功能改善效果强于Vim-DBS。另外,有报道丘脑底核的未定区和前丘系的放射冠区DBS比丘脑区DBS更加高效,术后震颤评分、肌电图改善及生活质量改善。
首都医科大学附属北京天坛医院神经外科采用Vim-DBS和STN-DBS治疗ET,取得了较好的疗效。进行Vim-DBS时,应用微电极记录细胞放电,首先进入丘脑腹外侧的腹后嘴核(Vop),进入Vim时,神经元放电活动增多,可记录到与对侧肢体震颤同步的异常电信号,即患者的震颤节律与电信号的节律一致,这些细胞的簇状放电节律与肢体震颤的节律基本一致,即所谓的“震颤细胞”(图2-4-4-1)。Vim-DBS的电极位置见图2-4-4-2。进行STN-DBS时,也可借助STN神经元的电生理特征可与周围结构区分。进入STN时,细胞密度和背景噪声增高,放电频率显著增高,表现为高频、高幅及背景噪声较相同的簇状放电,伴有不规则间隙性爆发式单个细胞放电。此时,STN的细胞放电可以随着对侧肢体的被动活动有所反应。一般记录到典型STN的电信号长度为4~6mm,微电极穿过STN后进入未定带,放电模式突然改变,背景噪声显著下降。微电极进入黑质(Nigra,Ni)后,背景噪声亦较低,但神经元放电节律规整(图2-4-4-3)。STN-DBS的电极位置见图2-4-4-4。
有些学者采用未定区作为刺激靶点,对15例患者行双侧DBS,术后总体震颤缓解率达73.8%,其中姿势性震颤和动作性震颤缓解率分别达88.2%和82.2%,日常活动能力提高80.0%,术后仅有一过性构音障碍,无意识障碍、嗜睡等并发症。新靶点的报道仍集中在丘脑-丘脑底核区,表明DBS定位越来越精细,刺激范围越来越准确,提高疗效的同时又减少并发症的发生,这无疑会使患者受益。
研究表明,丘脑的后下部区域(posterior subthalamic area,PSA),包括cZi区域(caudal zona in-certa,cZi)已被证实为刺激有效。对Vim-DBS治疗失败的ET患者重新采用cZi-DBS也能达到治疗效果。术前Vim-DBS对手的功能和震颤改善25%,而应用cZi-DBS的改善率可达到57%。STNDBS也可以达到良好效果。如一组应用STN-DBS治疗的ET患者,疗效稳定可达9年以上。应用STN-DBS治疗ET取得良好治疗效果的原因可能与以下有关:首先,STN对治疗PD或其他原因引起的震颤有效;其次,作为MRI的可见靶点,STN的位置相对固定,第三,既往的动物研究表明,STN-DBS能够减轻毒性物质对黑质纹状体系统的神经毒性作用,如在大鼠的黑质,在给予6-羟基多巴胺(6-hydroxydopamine,6-OHDA)后2~4周,应用STN-DBS可对多巴胺神经元提供神经保护作用。STN对黑质细胞发挥神经保护作用可能与抑制谷氨酸释放有关。研究表明,虽然PD是一种缓慢进展性疾病,STN-DBS的长期刺激对PD具有治疗作用,可以使症状稳定控制达5~10年。在一组随访达10年以上的患者,STN-DBS能够显著改善UPDRS震颤总评分和运动迟缓评分。虽然STNDBS有神经保护作用,但是对ET患者是否具有这种作用尚不清楚。也可能这种保护作用在PD和ET患者同时存在,所以STN-DBS的长期疗效优于Vim刺激。Vim刺激可以使人的神经网络的结构与远端结构重新连接,STN刺激与Vim刺激的连接方式可能不同。当然,STN刺激与Vim刺激可能激活不同的区域,这使ET患者对Vim刺激产生耐受性,而对STN刺激缺乏耐受性。STN-DBS对ET患者是否存在神经保护作用,仍需要临床和实验数据进一步验证。
图2-4-4-1 Vim电信号
A:Vim核团的细胞放电;B:Vim“震颤细胞”
图2-4-4-2 电极位置(Vim靶点,MRI)
A:轴位T 1;B:轴位T 2;C:矢状位(↓为电极位置)
图2-4-4-3 STN电信号
A: STN的细胞电活动,高频、高幅伴有不规则间隙性爆发式单个细胞放电;B:STN“震颤细胞”,簇状放电节律基与肢体震颤一致;C:未定带细胞的背景噪音显著下降;D:黑质放电的背景噪音低,神经元放电节律规整
图2-4-4-4 电极位置(STN靶点,MRI)
A:轴位T1;B:轴位T2;C:矢状位(↓为电极位置)
(胡威 葛燕 孟凡刚)