帕金森及肌张力障碍患者丘脑底核脑深部电刺激术中的治疗靶点定位

张华，石林，杨岸超，朱冠宇，陈颍川，张建国(首都医科大学附属北京天坛医院，北京00050；北京市神经外科研究所)

帕金森及肌张力障碍患者丘脑底核脑深部电刺激术中的治疗靶点定位

张华1，石林1，杨岸超1，朱冠宇1，陈颍川1，张建国2
(1首都医科大学附属北京天坛医院，北京100050；2北京市神经外科研究所)

目的 探讨帕金森及肌张力障碍患者丘脑底核(STN)脑深部电刺激术(DBS)前用MRI和电生理刺激确定治疗靶点的可行性。方法 选择202例(共382侧)接受STN-DBS治疗的帕金森及肌张力障碍患者，术前在MRI上确定STN核团位置，作为治疗靶点，STN-DBS术前开颅后行电生理检测STN电信号，明确靶点定位是否准确。 结果 ①术前MRI上STN核团定位清晰288侧、尚可72侧、不清22侧。②382侧开颅后电生理检测记录到STN电生理信号，339侧首次穿刺即记录到STN信号，43侧更换靶点后再次穿刺记录到STN信号，其中356侧记录到典型STN电信号，26侧STN电信号不典型。STN信号长度(5.9±1.1)mm。③术前MRI上STN核团定位满意(清晰或尚可的360侧中，341侧(94.7%)术前电生理检测记录到典型STN电信号；术前STN核团定位不清的22侧中术中15侧(68.2%)术前电生理检测探及典型STN信号。结论 对于帕金森及肌张力障碍患者，术前MRI扫描联合电生理检测可精确定位STN-DBS术的治疗靶点。

脑深部电刺激；丘脑底核；帕金森病；肌张力障碍；磁共振成像；电生理检测

帕金森病是一种常见的神经系统变性疾病[1]，其临床表现主要包括静止性震颤、运动迟缓、肌强直和姿势步态障碍等[2]。肌张力障碍是一种主动肌与拮抗肌收缩不协调或过度收缩引起的以肌张力异常的动作和姿势为特征的运动障碍综合征[3]。脑深部电刺激术(DBS)也称为脑起搏器手术，是目前治疗帕金森病和肌张力障碍的重要方法[4～8]。临床常用的电刺激靶点有丘脑底核(STN)、丘脑腹中间核(VIM)、脑干脚桥核(PPN)、苍白球内侧部(GPI)等[9～12]。STN-DBS可缓解帕金森病患者的震颤、僵直等运动系统症状，减少肌张力障碍患者的异常动作，已成为治疗帕金森病及肌张力障碍等功能神经外科疾病的重要方式[13, 14]。目前国内进行STN-DBS手术的多家医学中心采用的STN靶点定位方法包括基于影像学检查(CT、MRI、超声)结果和基于神经电生理检测结果两大类，其定位效果均不能令人满意。2015年1～12月，我们采用STN-DBS术治疗202例帕金森及肌张力障碍患者，均采用术前MRI靶点定位联合电生理检测的方法行靶点定位，效果满意。现报告如下。

1 资料与方法

1.1 临床资料 202例帕金森及肌张力障碍患者，其中男121例，女81例，年龄48～78(58.6±15.3)岁；均符合帕金森及肌张力障碍诊断标准[15, 16]。其中帕金森病181例，肌张力障碍21例；帕金森病程为5～12(8.6±3.4)年。肌张力障碍的病程3～9(5.6±2.4)年。纳入标准：帕金森及肌张力障碍诊断明确，存在手术指征及意愿；排除诊断欠明确、无手术指征及意愿者。5例帕金森病患者(2.5%)本次手术前曾进行过单侧或双侧损毁术，靶点均为GPI。3例帕金森病患(1.5%)曾在我院或外院进行STN-DBS手术但术后MRI显示电极位置不佳，故再次在我院行STN-DBS手术调整电极位置。202例患者均行STN-DBS术治疗。

1.2 STN-DBS术前靶点定位方法 术前安装DBS头架(瑞典Elekta公司)，后行术前3D-FLASH T2加权像进行轴位、冠位及矢状位无间隔连续扫描及T1加权序列轴位连续3.0T MRI扫描，其中轴位扫描方向应与丘脑前联合-丘脑后联合(AC-PC)平面平行，扫描层厚为2 mm、3 mm，扫描范围包括以AC-PC平面为中心的间脑和中脑全长，即应包含AC-PC平面上方至少10 mm及其下方至少30 mm范围，传输MRI图像至Surgiplan手术定位系统(瑞典Elekta公司)行术前STN靶点定位，具体方法如下：首先在T1加权像上定义AC-PC连线并校正扫描角度，随后使用SurgiPlan系统在轴位T2加权像上调节图像对比度及亮度，至STN核团的边界、内部结构达到最清晰状态，同时验证冠位、轴位及矢状位图像关联性。在T2加权像上计算从头侧STN开始出现至尾侧大脑脚已完全与间脑分离的层面，则为STN全长。在STN最清晰的层面，将靶点位置放在红核前缘水平线上STN核团中心附近，通常根据经验可稍向内侧移动0.5 mm。

1.3 STN-DBS及术中电生理检测方法 DBS手术采用经典植入方法[7, 17]，使用Leadpoint系统及微电极(Medtronic 公司)记录STN电生理电信号，插入DBS电极(Medtronic 公司及北京品驰医疗公司)，使用外挂临时电刺激装置(Medtronic 公司)进行术中临时电刺激，临时电刺激刺激有效则全麻下安装脉冲发生器(Medtronic 公司及北京品驰医疗公司)。

2 结果

202例患者中STN最上端与AC-PC平面在同一张图像上出现者91侧，STN最上端在AC-PC平面下方第一层出现者203侧，在AC-PC平面下方第二层出现者88侧。使用STN顶端出现后第一层进行靶点定位者112侧，使用STN顶层面端出现后第二层进行靶点定位者186侧，使用STN顶端出现后第3层进行靶点定位者84侧。STN核团定位清晰288侧、STN核团定位一般72侧、STN核团定位不清22侧。

共计完成STN-DBS手术382侧，其中接受双侧STN-DBS植入手术者为182例(90.1%)，接受单侧STN-DBS植入手术者为20例(9.9%)。9例患者(4.5%)分为2步完成手术，即首先在手术室完成STN-DBS电极植入，然后回病房测试STN-DBS效果，效果满意者继续完成脉冲发生器植入，不满意者继续手术调整电极位置。手术中所有患者的STN电生理信号记录过程均使用Metronic公司的LeadPoint系统完成，微电极平均电阻为(958.0±500.7)Ω。电生理记录全程电信号特点与王学廉等[18]研究结果无明显差异。典型STN电生理信号具有高频、高幅及背景噪声高的特点，有时可见不规则单细胞放电及震颤细胞。382侧STN-DBS术中均记录到电生理STN信号，339侧首次穿刺即记录到STN信号，43侧更换靶点后再次穿刺记录到STN信号，其中356侧记录到典型STN电信号，26侧STN电信号不典型。STN信号长度(5.9±1.1)mm。在术前STN靶点定位满意(核团定位清晰+一般)的360侧中，341侧STN-DBS术中记录到典型STN电信号；术前STN核团定位不清的22侧中术中15侧探及典型STN信号。

3 讨论

帕金森病和肌张力障碍的传统治疗方法主要是药物治疗，但临床效果一般，药物不良反应大[4]。STN[13, 14]又称Luys体，是位于中脑和间脑之间的一个重要核团，在脑冠状面上呈双凸透镜形结构。STN的三维解剖结构形态十分复杂，在轴位切面自前内走向后外、冠位切面自外上延伸至内下、矢状位切面上由前上走向后下，其长轴与冠状面呈40°～45°角，与矢状面呈50°～60°角[19]，其在空间亦具有复杂的三维形态解剖特点，在轴位切面呈正“八”字形、冠位切面呈倒“八”字形、矢状位切面上呈雨滴形。故STN-DBS术时精准定位治疗靶点是手术成功的基础。立体定向手术是应用立体几何学坐标原理，建立脑坐标系和在颅骨上安装定向仪，建立坐标系，对脑部靶结构进行定位，将手术操作器(如微电极、活检针、毁损针等)导入靶点进行操作，手术方式误差在0.1 mm以下[20]，已广泛应用于运动障碍性疾病的治疗。目前国际上进行STN-DBS手术的各医学中心使用的术前靶点定位策略各有不同，总体而言可分为直接定位法、间接定位法和混合定位法三种方式[9, 21～24]。直接定位法根据解剖图谱计算STN相对于AC-PC连线中点的坐标，此方法简便，但精确度较低，目前已很少使用。间接定位法多数以红核前缘作为定位标志物，将靶点放在红核前缘水平STN核团中心位置，此方法是目前使用较多的靶点定位策略。混合定位法结合使用直接、间接定位法确定靶点位置。本组患者采用的治疗靶点定位方法是一种基于直接及间接定位法的混合方法。具体定位方法：选取患者脑部T2WI图像中经下丘脑乳头体结构的轴位图像，首先明确其上红核和STN显影清晰程度，然后通过调整白平衡和对比度，突出显示STN核团，其靶点位置应在红核前缘水平，靶点位于该线上STN重心位置，取得满意治疗效果。

术中电生理记录通过微电极记录单细胞放电，可明确微电极尖端所在位置的电生理信号特点，是验证手术靶点选择是否准确的重要方法。通过术前MRI或CT定位确定的靶点，精确度受到定向仪机械属性、影像学扫描层厚、影像漂移、靶点的不完全可视、脑移位等影响，使电极实际位置可出现1～3 mm左右误差[18, 20]，因此通过电生理学手段对解剖靶点进行调整并确定最终理想靶点十分重要的。我们的经验为，电生理记录中首次穿刺即记录到典型STN信号者339侧(88.7%)，更换靶点后再次穿刺记录到典型STN信号者43侧(11.3%)，未见穿刺超过3次以上的患者。此外，STN信号长度(5.9±1.1)mm，STN电信号典型者356侧(93.1%)，欠典型者26侧(6.9%)，在术前STN靶点定位满意的360侧中(定位清晰+定位一般)，术中341侧电生理记录到典型STN电信号；在术前定位不清的22侧中术中15侧探及典型STN信号。结果显示术前STN靶点定位满意者与定位不清晰者相比，术中常可通过电生理记录到典型STN电信号。通常术中记录到典型STN电信号，意味着沿该靶点植入DBS电极将具有较好效果，本组患者术后随访结果与上述规律相符，亦与国内外的STN-DBS手术经验相符[18, 25]。

综上所述，帕金森及肌张力障碍患者术前MRI扫描联合术中电生理检测可精确定位STN-DBS术中治疗靶点位置。

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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

国家自然科学基金资助项目(81301183);北京市医管局临床医学发展专项基金(ZYLX201305)。

张华(1979-)，男，硕士，研究方向为立体定向及功能神经外科疾病。E-mail: zhanghua3579@hotmail.com

张建国(1965-)，男，博士，研究方向为立体定向及功能神经外科疾病。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)