立體定向腦核團毀損治療帕金森病

陶振玉,楊天明

(1.東南大學臨床醫學院,江蘇南京 210009;2.東南大學附屬中大醫院神經外科,江蘇南京 210009)

帕金森病(Parkinson disease,PD)的外科治療是伴隨著對功能結構和運動障礙疾病的病理生理機制深入了解和神經外科技術不斷進步而發展起來的。腦深部神經核團刺激術(DBS)和神經核團毀損術是治療PD最常見的、十分安全的外科治療手段[1-2]。目前國內應用最為廣泛、效果肯定的方式仍然是神經核團毀損術[3-4]。PD的發病機制是患者腦內蒼白球(GPi)、丘腦腹中間核(Vim)和丘腦底核(STN)過度興奮及輸出,手術所要達到的目的就是精確定位上述核團并減少其過度輸出。作者就立體定向腦內核團毀損的應用解剖基礎、靶點的定位及手術并發癥等內容進行綜述。

1 應用解剖基礎

1.1 基底核(BN)的解剖學

BN是位于丘腦和下丘腦周圍的端腦白質內的深部神經核團。廣義上包括紋狀體、屏狀核、杏仁體、黑質、STN等。其中紋狀體包括尾狀核、殼、蒼白球(GP)。由于在種系的發生上,尾狀核和殼是較新的結構,稱新紋狀體。GP分為外側蒼白球(Gpe)和內側蒼白球(Gpi),兩者由很薄的片狀結構隔開。新紋狀體有兩條平行通路,向Gpi投射纖維的,稱直接紋狀體通路;向Gpe以及底丘腦投射纖維的,稱間接紋狀體通路。黑質位于中腦大腦腳和中腦被蓋之間,分為腹側的網狀部(SNr)和背側的致密部(SNc)。黑質SNr的細胞形態、纖維聯系和功能與端腦的Gpi相似;黑質SNc包含巨型多巴胺能神經元和γ-氨基丁酸(GABA)能神經元。從黑質到紋狀體的傳出投射纖維(黑質紋狀體多巴胺系統)較為重要,借此通路黑質將合成的多巴胺釋放到新紋狀體,參與基底神經節調節骨骼肌的運動。STN位于間腦與中腦之間的移行區,背側是背側丘腦,內側為下丘腦,外側為中腦的大腦腳和內囊,尾側與中腦被蓋接續?；缀藶橐唤M皮質下的運動中樞,它的病變會出現復雜的運動異常和肌緊張的改變,PD是其中之一。

2 常用手術靶點

立體定向射頻毀損術治療帕金森病的主要靶點集中在丘腦腹外側核(VL)、Gpi和STN[5]。VL也稱丘腦運動區,包括丘腦腹中核(Vim)、丘腦腹嘴前核(Voa)和丘腦腹嘴后核(Vop),另兩個靶點分別是Gpi和STN,這3個區域或核團均可以實施核團毀損或刺激達到控制PD癥狀的目的。

2.1 VL

根據Schaltenbrand-Wahren腦圖譜,VL靶點坐標是前后連合間線(AC-PC)上0 mm,旁開14～16 mm和后連合(PC)前4～8 mm,在此部位適合行核團毀損或DBS用于治療以震顫為主的PD。

2.1.1 VL核團毀損機理 VL毀損術是通過阻斷與PD相關的兩個神經通路:一是毀損Gpi-豆狀袢和豆狀束-丘腦-大腦皮層通路,對解除肌僵直有效;二是小腦結合臂和丘腦腹外側后部達到大腦皮層通路,阻斷該通路對震顫有效。

2.2 Gpi

靶點中心坐標為中線旁開(19.99±1.48)mm,原點前3 mm,AC-PC平面下(3.20±1.24)mm[6]。有學者曾評述GPi毀損或腦電刺激對PD的僵直、運動過緩有顯著效果,對震顫的改善亦有效,尤其對藥物所致異動癥和“開關”現象效果最佳[7]。張世忠等[8]報道毀損GPi結合Vim治療PD總有效率達96.8%,術后1周開狀態改善(42.5±7.2)%,關狀態改善(48.4±8.5)%。

2.2.1 Gpi核團毀損機制 Gpi毀損術是通過阻斷來自黑質-紋狀體的興奮性纖維,從而使得具有抑制作用的多巴胺和具有興奮作用的乙酰膽堿能沖動在新的水平上達到暫時的平衡,使癥狀改善。近年研究顯示,黑質的多巴胺能神經支配主要到達STN及GP,而GP多巴胺神經元要比STN密集,GP中的Gpi與Gpe相比,Gpi又占主要位置,而Gpi又是基底核神經節主要傳出途徑,該靶點在治療PD上得到廣泛應用。

2.3 STN

STN位于間腦底部,解剖上看,其形狀呈雙凸透鏡狀,長徑10～12 mm,短徑4～6 mm,位于運動丘腦的下方,中心在AC-PC線下4 mm。STN內部可分為運動亞區和非運動亞區,后者又包括邊緣系統相關亞區、連帶運動區和眼球運動區。STN周圍有內囊(IC)、內側丘系、未定帶、下丘腦-黑質網狀部等,最佳靶點位于運動亞區中心部。STN的手術方式分為慢性DBS和毀損兩類。STN手術不但能夠消除頑固性震顫,緩解遲緩、僵直、步態和藥物誘導的運動功能紊亂等,而且有些患者術后還可以減少左旋多巴的攝取劑量。手術安全性高,術后并發癥少,目前已逐漸在臨床得到廣泛應用[9]。

2.3.1 STN毀損機制 STN毀損減弱GPi的過度興奮,繼而減少GPi向丘腦、皮質神經元傳出抑制性沖動,從而緩解PD的運動障礙。

3 常用定位方法

目前靶點定位方法有CT、MRI及MRI和CT聯合定位。影像定位的準確性是立體定向手術的關鍵。目前影像靶點定位主要是根據CT、MRI定位掃描直接顯示顱內核團的直接定位法。

3.1 CT在PD手術靶點定位中的應用

目前,CT掃描定位已有了長足的進步,從過去單純的軸位圖像已發展到二維圖像重建,甚至3D動畫顯示。雖然CT掃描圖像不變形,但圖像分辨率不高,只有少數治療中心繼續使用CT定位。

3.2 MRI在PD手術靶點定位中的應用

CT定位坐標與實際毀損坐標之間符合率不高,而MRI成像具有多角度掃描、高清晰度和高分辨率特性,能直接顯示腦內細微結構,清楚分辨靶點位置和毗鄰結構以及各結構之間的相互關系,靶點位置可以在圖像上直接觀察和標定,使定位偏差率和偏差范圍明顯減少。如今高分辨率的MRI能清晰顯示前連合(AC)、PC、有關核團、視束及內囊等結構,配合微電極記錄有助于功能靶點的定位。MRI定位與電生理功能定位差異較小,靶點更換率較低,坐標更改范圍非常小。

3.3 電生理技術在PD手術靶點定位中的應用

(1)粗電極刺激在定位中作用:粗電極刺激在靶點定位中的作用是確定靶點與內囊和視束之間距離,是手術取得良好效果的有力保證。國內學者認為當刺激電流2 Hz下小于1 mA誘發出運動反應和100 Hz下小于0.1 mA誘發出視覺反應或肢體麻木感時,就應該改變靶點位置,可以在選定的靶點坐標值上進行1.0～2.0 mm的調整[10]。(2)微電極記錄和微電極刺激在PD定位中的應用:為獲得一個精確而又微創的安全的Gpi定位方法,微電極針在靶區域能夠承擔微刺激和微電極記錄作用,同時可以提供客觀的靶點定位。通過微電極刺激和記錄引導毀損電極接近相應的位置,在基底節不同的區域產生固定的模式來識別重要的結構包括Gpi和Gpe、豆狀袢以及視束之間的邊界,并可用于研究PD的病理生理機制。

4 療效與并發癥

4.1 療效評價

手術治療的效果與病例的選擇、靶點的準確定位、毀損灶大小等因素密切相關[11]。按Webster分級,輕度和中度者改善明顯,癥狀越重,病程越長,效果越差。以CT或MRI的微電極導向GPi毀損術和VL毀損術治療PD,其有效率達80%～90%,各類并發癥發生率為0.8%～6.3%[12]。李賢彬等[13]報道對375例PD病人的GP和(或)VL行射頻毀損術治療,手術效果優良,原有癥狀術后改善率91%。

4.2 并發癥

立體定向手術由于損傷輕,特別是老年患者能夠耐受,因此在臨床上廣泛使用,但仍然存在顱內出血、面癱、構音障礙、吞咽困難、視力障礙、偏身投擲癥或稱偏側舞蹈病等并發癥[14-16]。

4.2.1 出血 術后顱內出血的發生率為2%～5%,死亡或重殘占2%左右[17]。出血主要由以下原因造成:(1)套管針、微電極及毀損電極穿刺時損傷血管;(2)毀損電極反復多次使用后,毀損時電極尖端易結痂并與針道底部小血管粘連,上提電極時損傷血管致出血;(3)射頻熱凝溫度過高和時間過長;(4)高血壓、冠心病、糖尿病、血小板減少、血管硬化、出血和凝血時間延長以及對手術恐懼、精神高度緊張等。

4.2.2 感染 主要由于手術過程中無菌操作不規范、術前原有感染未得到有效控制、術后未進行常規抗感染治療、術后長期臥床等原因引起。

4.2.3 其他 還有內囊損傷,視束損傷,嗜睡、偏癱、呃逆、乏力,語言、睡眠等功能障礙,尿量增多等并發癥。這些并發癥的發生主要是由于靶點周圍結構(視束、內囊、腹外側核吻側亞核、腹外側核尾側亞核、腹尾核)損傷所致,如為顱內積氣、射頻灶過大、水腫帶累及此類結構,則并發癥多為短暫性;如直接損傷此類結構,則可造成嚴重的持久性并發癥。特異性并發癥的常見原因為靶點偏移,可能影響靶點偏移的因素有:(1)體位變化;(2)由于老年性或病理性腦萎縮的存在,術中穿刺打開蛛網膜下腔造成腦脊液丟失,腦組織向枕部塌陷、移位;(3)定向儀頭架的輕度變形[18]。

5 小 結

嚴格掌握手術適應證,根據患者癥狀選擇合適的毀損術能提高PD手術療效。臨床以震顫為主者,選擇丘腦,而以肌肉強直或運動遲緩者選擇GP。以核團內部結構為參考點,對靶點采用MRI圖像、微電極和座標相結合的定位方法,可減少個體差異引起的誤差;合理使用微電極導向技術,操作仔細輕柔,適當減少微電極記錄針道數,降低毀損溫度,能減輕電極與腦組織粘連,減少腦出血等并發癥。了解患者術前的心理及身體狀況并耐心解釋消除其緊張恐懼感,可減少并發癥的發生。國內有文獻報道利用近紅外光譜(NIRS)技術用于立體定向靶點毀損術中實時監測的可行性[19],對手術過程的實時監控是未來發展的主要方向,但要真正應用于臨床尚需進一步研究。PD的治療臨床上還沒有一個絕對有效的方法,最終治療應寄希望于新技術的成熟,特別是基因治療和干細胞治療[20],用神經調控理念與技術治療功能性疾病,如運動障礙或異常、疼痛、癲癇、精神心理障礙,已成為可能[21]。

[1]張世忠,張旺明,徐強,等.微電極導向核團毀損術和腦深部電刺激術治療帕金森病的療效分析[J].中華神經外科雜志,2006,22(12):720-723.

[2]WEAVER F M,FOLLETT K,STERN M,et al.Bilateral deep brain stimulation vs best medical therapy for patients with advanced Parkinson disease:a randomized controlled trial[J].JAMA,2009,301(1):63-73.

[3]張宇清,李勇杰.神經核團毀損術治療帕金森病[J].立體定向和功能性神經外科雜志,2004,17(3):178-182.

[4]STRUTT A M,LAI E C,JANKOVIC J,et al.Five-year follow-up of unilateral posteroventral pallidotomy in Parkinson's disease[J].Surgical Neurology,2009,71(5):551-558.

[5]凌士營,傅先明,汪業漢.帕金森病的外科治療現狀[J].立體定向和功能性神經外科雜志,2006,19(4):253-254.

[6]陳曉光,林志國,王曉峰,等.帕金森病手術相關靶點MRI定位解剖的研究[J].中華神經外科雜志,2004,20(4):283-286.

[7]張世忠,田時雨.帕金森病外科手術治療的適應證及療效評價[J].新醫學,2002,33(5):273-274.

[8]張世忠,張旺明,徐強,等.微電極導向核團毀損術和腦深部電刺激術治療帕金森病的療效分析[J].中華神經外科雜志,2006,12(22):720-723.

[9]周曉平.腦深部電刺激治療帕金森病應用進展[J].中國微創外科雜志,2003,3(5):378-379.

[10]宋劍,宋敏花,侯凱,等.微電極引導結合術中電生理刺激定位射頻對帕金森病患者肢體震顫與僵直及運動遲緩的改善作用[J].中國臨床康復,2005,9(13):10-11.

[11]簡國慶.微電極引導立體定向腦內核團毀損術治療帕金森病[J].中國實用醫藥,2008,3(17):132-133.

[12]OBESO J A,GURIDI J,DELONG M,et al.Surgery for Parkinson's disease[J].Neurol Neurosurg Psychiatry,1977,62(1):2-8.

[13]李賢彬,葉坤,姚源,等.立體定向微電極射頻毀損術治療帕金森病375例[J].中國現代臨床醫學,2005,4(1):52-53.

[14]FAVRE J,BURCHIEL K J,TAHA JM,et al.Outcome of unilateral and bilateral pallidotomy for parkinson's disease:patient assessment[J].Neurosurgery,2000,46(2):344-353.

[15]HIGUKHI Y,IACONO R P.Surgical complications in patients with Parkinson's disease after posteroventral pallidotomy[J].Neurosurgery,2003,52(3):568-571.

[16]劉偉杰.立體定向核團毀損術在帕金森病中的應用與展望[J].中國實驗診斷學,2009,13(7):992-994.

[17]周曉平,姜秀峰,胡小吾,等.帕金森病立體定向手術并發腦內出血的原因分析[J].功能性和立體定向神經外科雜志,2004,17(3):133-135.

[18]王學廉,高國棟,張寶國,等.帕金森病微電極導向手術后并發癥的探討[J].中國神經精神疾病雜志,2001,27(4):276-278.

[19]吳琦,楊天明,錢志余,等.近紅外光譜技術在帕金森病大鼠腦組織射頻毀損術中的應用[J].現代醫學,2008,36(4):225-229.

[20]張世忠.帕金森病治療進展[J].中華神經醫學雜志,2007,6(12):1189-1191.

[21]劉宗惠.帕金森病立體定向手術治療的新進展[J].內蒙古民族大學學報,2009,15(5):1-4.