立体定向脑核团毁损治疗帕金森病

陶振玉,杨天明

(1.东南大学临床医学院,江苏南京 210009;2.东南大学附属中大医院神经外科,江苏南京 210009)

帕金森病(Parkinson disease,PD)的外科治疗是伴随着对功能结构和运动障碍疾病的病理生理机制深入了解和神经外科技术不断进步而发展起来的。脑深部神经核团刺激术(DBS)和神经核团毁损术是治疗PD最常见的、十分安全的外科治疗手段[1-2]。目前国内应用最为广泛、效果肯定的方式仍然是神经核团毁损术[3-4]。PD的发病机制是患者脑内苍白球(GPi)、丘脑腹中间核(Vim)和丘脑底核(STN)过度兴奋及输出,手术所要达到的目的就是精确定位上述核团并减少其过度输出。作者就立体定向脑内核团毁损的应用解剖基础、靶点的定位及手术并发症等内容进行综述。

1 应用解剖基础

1.1 基底核(BN)的解剖学

BN是位于丘脑和下丘脑周围的端脑白质内的深部神经核团。广义上包括纹状体、屏状核、杏仁体、黑质、STN等。其中纹状体包括尾状核、壳、苍白球(GP)。由于在种系的发生上,尾状核和壳是较新的结构,称新纹状体。GP分为外侧苍白球(Gpe)和内侧苍白球(Gpi),两者由很薄的片状结构隔开。新纹状体有两条平行通路,向Gpi投射纤维的,称直接纹状体通路;向Gpe以及底丘脑投射纤维的,称间接纹状体通路。黑质位于中脑大脑脚和中脑被盖之间,分为腹侧的网状部(SNr)和背侧的致密部(SNc)。黑质SNr的细胞形态、纤维联系和功能与端脑的Gpi相似;黑质SNc包含巨型多巴胺能神经元和γ-氨基丁酸(GABA)能神经元。从黑质到纹状体的传出投射纤维(黑质纹状体多巴胺系统)较为重要,借此通路黑质将合成的多巴胺释放到新纹状体,参与基底神经节调节骨骼肌的运动。STN位于间脑与中脑之间的移行区,背侧是背侧丘脑,内侧为下丘脑,外侧为中脑的大脑脚和内囊,尾侧与中脑被盖接续。基底核为一组皮质下的运动中枢,它的病变会出现复杂的运动异常和肌紧张的改变,PD是其中之一。

2 常用手术靶点

立体定向射频毁损术治疗帕金森病的主要靶点集中在丘脑腹外侧核(VL)、Gpi和STN[5]。VL也称丘脑运动区,包括丘脑腹中核(Vim)、丘脑腹嘴前核(Voa)和丘脑腹嘴后核(Vop),另两个靶点分别是Gpi和STN,这3个区域或核团均可以实施核团毁损或刺激达到控制PD症状的目的。

2.1 VL

根据Schaltenbrand-Wahren脑图谱,VL靶点坐标是前后连合间线(AC-PC)上0 mm,旁开14～16 mm和后连合(PC)前4～8 mm,在此部位适合行核团毁损或DBS用于治疗以震颤为主的PD。

2.1.1 VL核团毁损机理 VL毁损术是通过阻断与PD相关的两个神经通路:一是毁损Gpi-豆状袢和豆状束-丘脑-大脑皮层通路,对解除肌僵直有效;二是小脑结合臂和丘脑腹外侧后部达到大脑皮层通路,阻断该通路对震颤有效。

2.2 Gpi

靶点中心坐标为中线旁开(19.99±1.48)mm,原点前3 mm,AC-PC平面下(3.20±1.24)mm[6]。有学者曾评述GPi毁损或脑电刺激对PD的僵直、运动过缓有显著效果,对震颤的改善亦有效,尤其对药物所致异动症和“开关”现象效果最佳[7]。张世忠等[8]报道毁损GPi结合Vim治疗PD总有效率达96.8%,术后1周开状态改善(42.5±7.2)%,关状态改善(48.4±8.5)%。

2.2.1 Gpi核团毁损机制 Gpi毁损术是通过阻断来自黑质-纹状体的兴奋性纤维,从而使得具有抑制作用的多巴胺和具有兴奋作用的乙酰胆碱能冲动在新的水平上达到暂时的平衡,使症状改善。近年研究显示,黑质的多巴胺能神经支配主要到达STN及GP,而GP多巴胺神经元要比STN密集,GP中的Gpi与Gpe相比,Gpi又占主要位置,而Gpi又是基底核神经节主要传出途径,该靶点在治疗PD上得到广泛应用。

2.3 STN

STN位于间脑底部,解剖上看,其形状呈双凸透镜状,长径10～12 mm,短径4～6 mm,位于运动丘脑的下方,中心在AC-PC线下4 mm。STN内部可分为运动亚区和非运动亚区,后者又包括边缘系统相关亚区、连带运动区和眼球运动区。STN周围有内囊(IC)、内侧丘系、未定带、下丘脑-黑质网状部等,最佳靶点位于运动亚区中心部。STN的手术方式分为慢性DBS和毁损两类。STN手术不但能够消除顽固性震颤,缓解迟缓、僵直、步态和药物诱导的运动功能紊乱等,而且有些患者术后还可以减少左旋多巴的摄取剂量。手术安全性高,术后并发症少,目前已逐渐在临床得到广泛应用[9]。

2.3.1 STN毁损机制 STN毁损减弱GPi的过度兴奋,继而减少GPi向丘脑、皮质神经元传出抑制性冲动,从而缓解PD的运动障碍。

3 常用定位方法

目前靶点定位方法有CT、MRI及MRI和CT联合定位。影像定位的准确性是立体定向手术的关键。目前影像靶点定位主要是根据CT、MRI定位扫描直接显示颅内核团的直接定位法。

3.1 CT在PD手术靶点定位中的应用

目前,CT扫描定位已有了长足的进步,从过去单纯的轴位图像已发展到二维图像重建,甚至3D动画显示。虽然CT扫描图像不变形,但图像分辨率不高,只有少数治疗中心继续使用CT定位。

3.2 MRI在PD手术靶点定位中的应用

CT定位坐标与实际毁损坐标之间符合率不高,而MRI成像具有多角度扫描、高清晰度和高分辨率特性,能直接显示脑内细微结构,清楚分辨靶点位置和毗邻结构以及各结构之间的相互关系,靶点位置可以在图像上直接观察和标定,使定位偏差率和偏差范围明显减少。如今高分辨率的MRI能清晰显示前连合(AC)、PC、有关核团、视束及内囊等结构,配合微电极记录有助于功能靶点的定位。MRI定位与电生理功能定位差异较小,靶点更换率较低,坐标更改范围非常小。

3.3 电生理技术在PD手术靶点定位中的应用

(1)粗电极刺激在定位中作用:粗电极刺激在靶点定位中的作用是确定靶点与内囊和视束之间距离,是手术取得良好效果的有力保证。国内学者认为当刺激电流2 Hz下小于1 mA诱发出运动反应和100 Hz下小于0.1 mA诱发出视觉反应或肢体麻木感时,就应该改变靶点位置,可以在选定的靶点坐标值上进行1.0～2.0 mm的调整[10]。(2)微电极记录和微电极刺激在PD定位中的应用:为获得一个精确而又微创的安全的Gpi定位方法,微电极针在靶区域能够承担微刺激和微电极记录作用,同时可以提供客观的靶点定位。通过微电极刺激和记录引导毁损电极接近相应的位置,在基底节不同的区域产生固定的模式来识别重要的结构包括Gpi和Gpe、豆状袢以及视束之间的边界,并可用于研究PD的病理生理机制。

4 疗效与并发症

4.1 疗效评价

手术治疗的效果与病例的选择、靶点的准确定位、毁损灶大小等因素密切相关[11]。按Webster分级,轻度和中度者改善明显,症状越重,病程越长,效果越差。以CT或MRI的微电极导向GPi毁损术和VL毁损术治疗PD,其有效率达80%～90%,各类并发症发生率为0.8%～6.3%[12]。李贤彬等[13]报道对375例PD病人的GP和(或)VL行射频毁损术治疗,手术效果优良,原有症状术后改善率91%。

4.2 并发症

立体定向手术由于损伤轻,特别是老年患者能够耐受,因此在临床上广泛使用,但仍然存在颅内出血、面瘫、构音障碍、吞咽困难、视力障碍、偏身投掷症或称偏侧舞蹈病等并发症[14-16]。

4.2.1 出血 术后颅内出血的发生率为2%～5%,死亡或重残占2%左右[17]。出血主要由以下原因造成:(1)套管针、微电极及毁损电极穿刺时损伤血管;(2)毁损电极反复多次使用后,毁损时电极尖端易结痂并与针道底部小血管粘连,上提电极时损伤血管致出血;(3)射频热凝温度过高和时间过长;(4)高血压、冠心病、糖尿病、血小板减少、血管硬化、出血和凝血时间延长以及对手术恐惧、精神高度紧张等。

4.2.2 感染 主要由于手术过程中无菌操作不规范、术前原有感染未得到有效控制、术后未进行常规抗感染治疗、术后长期卧床等原因引起。

4.2.3 其他 还有内囊损伤,视束损伤,嗜睡、偏瘫、呃逆、乏力,语言、睡眠等功能障碍,尿量增多等并发症。这些并发症的发生主要是由于靶点周围结构(视束、内囊、腹外侧核吻侧亚核、腹外侧核尾侧亚核、腹尾核)损伤所致,如为颅内积气、射频灶过大、水肿带累及此类结构,则并发症多为短暂性;如直接损伤此类结构,则可造成严重的持久性并发症。特异性并发症的常见原因为靶点偏移,可能影响靶点偏移的因素有:(1)体位变化;(2)由于老年性或病理性脑萎缩的存在,术中穿刺打开蛛网膜下腔造成脑脊液丢失,脑组织向枕部塌陷、移位;(3)定向仪头架的轻度变形[18]。

5 小 结

严格掌握手术适应证,根据患者症状选择合适的毁损术能提高PD手术疗效。临床以震颤为主者,选择丘脑,而以肌肉强直或运动迟缓者选择GP。以核团内部结构为参考点,对靶点采用MRI图像、微电极和座标相结合的定位方法,可减少个体差异引起的误差;合理使用微电极导向技术,操作仔细轻柔,适当减少微电极记录针道数,降低毁损温度,能减轻电极与脑组织粘连,减少脑出血等并发症。了解患者术前的心理及身体状况并耐心解释消除其紧张恐惧感,可减少并发症的发生。国内有文献报道利用近红外光谱(NIRS)技术用于立体定向靶点毁损术中实时监测的可行性[19],对手术过程的实时监控是未来发展的主要方向,但要真正应用于临床尚需进一步研究。PD的治疗临床上还没有一个绝对有效的方法,最终治疗应寄希望于新技术的成熟,特别是基因治疗和干细胞治疗[20],用神经调控理念与技术治疗功能性疾病,如运动障碍或异常、疼痛、癫痫、精神心理障碍,已成为可能[21]。

[1]张世忠,张旺明,徐强,等.微电极导向核团毁损术和脑深部电刺激术治疗帕金森病的疗效分析[J].中华神经外科杂志,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]张宇清,李勇杰.神经核团毁损术治疗帕金森病[J].立体定向和功能性神经外科杂志,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]凌士营,傅先明,汪业汉.帕金森病的外科治疗现状[J].立体定向和功能性神经外科杂志,2006,19(4):253-254.

[6]陈晓光,林志国,王晓峰,等.帕金森病手术相关靶点MRI定位解剖的研究[J].中华神经外科杂志,2004,20(4):283-286.

[7]张世忠,田时雨.帕金森病外科手术治疗的适应证及疗效评价[J].新医学,2002,33(5):273-274.

[8]张世忠,张旺明,徐强,等.微电极导向核团毁损术和脑深部电刺激术治疗帕金森病的疗效分析[J].中华神经外科杂志,2006,12(22):720-723.

[9]周晓平.脑深部电刺激治疗帕金森病应用进展[J].中国微创外科杂志,2003,3(5):378-379.

[10]宋剑,宋敏花,侯凯,等.微电极引导结合术中电生理刺激定位射频对帕金森病患者肢体震颤与僵直及运动迟缓的改善作用[J].中国临床康复,2005,9(13):10-11.

[11]简国庆.微电极引导立体定向脑内核团毁损术治疗帕金森病[J].中国实用医药,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]李贤彬,叶坤,姚源,等.立体定向微电极射频毁损术治疗帕金森病375例[J].中国现代临床医学,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]刘伟杰.立体定向核团毁损术在帕金森病中的应用与展望[J].中国实验诊断学,2009,13(7):992-994.

[17]周晓平,姜秀峰,胡小吾,等.帕金森病立体定向手术并发脑内出血的原因分析[J].功能性和立体定向神经外科杂志,2004,17(3):133-135.

[18]王学廉,高国栋,张宝国,等.帕金森病微电极导向手术后并发症的探讨[J].中国神经精神疾病杂志,2001,27(4):276-278.

[19]吴琦,杨天明,钱志余,等.近红外光谱技术在帕金森病大鼠脑组织射频毁损术中的应用[J].现代医学,2008,36(4):225-229.

[20]张世忠.帕金森病治疗进展[J].中华神经医学杂志,2007,6(12):1189-1191.

[21]刘宗惠.帕金森病立体定向手术治疗的新进展[J].内蒙古民族大学学报,2009,15(5):1-4.