全麻下單純影像學引導的帕金森病丘腦底核腦深部電刺激手術的效果分析

黨圓圓 夏小雨 楊藝 劉楠 單桐輝 杜少鵬 張志強 何江弘

丘腦底核-腦深部電刺激（subthalamic nucleus deep brain stimulation，STN-DBS）手術已作為中晚期帕金森?。≒arkinson’s disease，PD）的重要治療方法被廣泛應用。在經典的手術流程中，腦深部刺激（deep brain stimulation，DBS）電極在局麻下植入，通過術中微電極記錄（microelectrode recording，MER）及術中臨床測試驗證植入位置及效果。其代價是患者需要在藥物關期狀態下采用固定體位忍受耗時較長的手術，這可能限制部分耐受性差的患者通過手術獲益。近年來，影像學的進步讓核團定位精度增加，這使國內外開展單純依賴影像定位的全麻手術呈增多趨勢。但是，隨之而來的是圍繞其優勢及效果的各種爭議[1,2]。鑒于此，不少大的中心仍堅持采用局麻下神經生理驗證（術中臨床測試加MER）或全麻下MER 等驗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，輔以術中CT驗證的手術流程?，F將上述病例與傳統的局麻下電極植入加術中神經生理驗證的手術病例進行比較，觀察其手術時間、植入準確性及術后效果，現報道如下。

資料與方法

一、研究對象

回顧分析2017 年6 月至2019 年1 月在解放軍總醫院第七醫學中心功能神經外科接受雙側STNDBS 手術的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電極（全麻組）。全部患者均依據國際運動障礙協會2015 年版標準診斷為PD。納入標準：（1）病程4 年以上，H-Y 分期Ⅱ～Ⅲ期；（2）左旋多巴沖擊試驗統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、“開關現象”或異動癥等藥物不良反應；（4）無其他明顯手術禁忌證。排除標準：（1）中重度認知功能障礙；（2）嚴重的情感障礙及精神疾??；（3）明顯影響患者生存期的共存疾病。研究獲得解放軍總醫院第七醫學中心倫理委員會批準（審批號：XJS2018-11），患者及家屬均知情同意并簽署知情同意書。

二、術前計劃

患者入院后行UPDRS-Ⅲ評分，記錄服藥的每日左旋多巴等效計量（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量量表簡化版本（Theshort-form8-itemParkinson’sdiseasequestionnaire，PDQ-8）等基線資料[3]。

所有患者術前1 周內行MRI（3.0T，GE）掃描，包括3D-T1、軸位及冠狀位T2 加權像及磁敏感加權成像（susceptibility weighted imaging，SWI）。掃描參數：260×260 矩陣；3D-T1 為1 mm 層距，T2 像為2 mm，SWI 為2 mm，均為連續成像。由1 名手術醫生在Leksell 手術計劃系統[Leksell SurgiPlan，醫科達（北京）醫療器械有限公司]確立STN 背外側區底部為手術靶點，同時設計好穿刺路徑。

三、手術流程

手術當日全部患者局麻在手術室安裝Leksell立體定向頭架[醫科達（北京）醫療器械有限公司]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前計劃，確定靶點框架坐標，實施手術。電極植入順序為先右后左。采用雙額直切口，顱骨鉆孔后安裝電極鎖外環，切開硬膜，在電極套管進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面滲血。術中在患者清醒狀態下使用MER 系統（Leadpoint）記錄神經電生理信號，并行刺激試驗進行生理定位，丘腦底核感覺運動區電生理信號應＞4 mm，并有明確的感覺運動誘發，否則應考慮調整穿刺位置，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，北京品馳醫療設備有限公司）至丘腦底核感覺運動區底端。通過宏電極刺激做術中臨床測試，包括語言、四肢運動障礙改善效果及不良反應。雙側電極植入后縫合頭部切口，轉為全麻，植入脈沖發生器（品馳G102R 或G102，北京品馳醫療設備有限公司）。

全麻組患者完成MRI 掃描后即實施全麻，將掃描數據與術前計劃融合后實施手術，手術基本操作與局麻組相同，術中不做MER 及宏電極刺激臨床測試，電極植入后使用國產16 排移動CT（江蘇摩科特醫療科技有限公司）行術中掃描（層厚1.1 mm），數據導入手術計劃系統，與術前MRI 3D-T1 像融合，計算計劃靶點與實際植入的偏差。絕對誤差為最低觸點與設計靶點的直線距離，徑向誤差指最低觸點與設計路徑的最短距離。如植入位置與計劃位置徑向誤差＞2 mm 則需調整穿刺位置（需再次行術中CT 確認植入位置）或深度，確認電極位置滿意后縫合頭部切口，繼續完成脈沖發生器一期植入。2 組的手術時間均定義為患者在手術室逗留的總時間。

四、術后程控

全部患者術后行1.5T MRI 檢查，結果導入lead DBS 系統及手術計劃系統，比較2 組電極最終的絕對誤差及徑向誤差。術后1 個月內試開機，由1 名程控醫生根據術后重建的電極與核團的相對位置選擇程控觸點，隨后確定最佳初始刺激參數。出院后定期隨訪程控。記錄2 組患者手術后半年UPDRS-Ⅲ評分改善情況、藥物使用情況及并發癥。

五、統計學分析

采用SPSS24.0 軟件進行統計學分析，正態分布的計量資料以均數±標準差（±s）表示，組間比較采用兩樣本t 檢驗。以P＜0.05 為差異有統計學意義。

結果

一、2 組患者基線情況比較

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、術前UPDRS-Ⅲ（藥物開、關期）評分、LEDD、HAMD、ADL、PDQ-8 等分值差異無統計學意義（P＞0.05）（表1）。

二、術中植入位置驗證情況

局麻組8 例（16 側）患者均行術中局麻MER，首次穿刺的MER 顯示丘腦底核感覺運動區信號均＞4 mm。微電極記錄的丘腦底核感覺運動區核團進入點和出離點分別位于影像學標記的STN 背外側區進入點和出離點的（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動區信號靶點下端。術中測試無因信號不佳調整穿刺通道的情況。術中臨床測試均可觀察到運動障礙的改善。

表1 全麻組和局麻組患者STN-DBS 術前基線資料對比（±s）

表1 全麻組和局麻組患者STN-DBS 術前基線資料對比（±s）

STN-DBS：丘腦底核腦深部電刺激；UPDRS-Ⅲ：統一帕金森病評定量表第三部分；LEDD：左旋多巴等效計量；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量量表簡化版本

全麻組13 例（26 側）患者手術植入DBS 電極后行術中CT，導入手術計劃系統可見徑向誤差均＜2 mm，故無需調整穿刺通道（圖1）。其中有3 側電極的位置偏深，均通過直尺測量，將電極位置在原通道上提1 mm。再次復查術中CT 可見位置滿意。

三、植入位置及準確性的比較

2 種手術方式兩側的設計靶點坐標、手術路徑在冠、矢狀面的角度差異均無統計學意義（P＞0.05）；局麻手術兩側的平均絕對誤差均大于全麻手術，差異有統計學意義（P＜0.05）；而平均徑向誤差在2 組中差異無統計學意義（P＞0.05）。由此可見2 種手術方式的左右側靶點、路徑角度及電極植入偏移均無明顯差異（表2）。

四、手術時間、并發癥及術后效果比較

全部患者一期植入脈沖發生器。全麻組手術時間明顯少于局麻組，差異有統計學意義（P＜0.05）。全部患者未發生腦內出血、植入物感染或移位等與手術相關的并發癥。術后半年隨訪可見全部患者運動癥狀均有不同程度改善，服藥劑量均較術前減少，2組開機后UPDRS-Ⅲ評分、改善率及LEDD 下降差值差異均無統計學意義（P＞0.05）（表3）。

討論

圖1 術中CT 與術前SWI 融合像所示電極與靶點的關系

表2 全麻組和局麻組設計靶點坐標、路徑角度及植入誤差的對比（±s）

表2 全麻組和局麻組設計靶點坐標、路徑角度及植入誤差的對比（±s）

表3 全麻組和局麻組手術時間及術后半年運動癥狀及服藥改善率對比（±s）

表3 全麻組和局麻組手術時間及術后半年運動癥狀及服藥改善率對比（±s）

UPDRS-Ⅲ：統一帕金森病評定量表第三部分；LEDD：左旋多巴等效計量

PD 患者STN-DBS 的治療目的是提高生活質量，這對手術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，術中不進行臨床測試，但通常保留微電極記錄的電生理驗證步驟。隨著影像定位準確度的提高，有學者認為可視解剖靶點的精確植入是保證療效的關鍵，并嘗試MR 影像引導，無術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的局麻手術流程，通過術中神經生理定位確認植入位置；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中CT 檢查確認植入位置的步驟，2 組的手術時間比較，全麻手術時間小于局麻手術時間。手術效果通過兩方面驗證，即植入位置的誤差和術后遠期療效。事實上，局麻組植入的絕對誤差稍高，但因為2 種手術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后程控觸點選擇得以消除，影響不大。從手術效果看，2 組患者術后均未出現明顯與手術操作相關的并發癥。術后6 個月隨訪中，本研究考察了運動癥狀改善情況及藥物減少情況，即STN-DBS 手術對運動功能的主要療效評估指標。2 組療效未發現明顯差異，這與大多數臨床研究的結果吻合[5,6]。

準確植入解剖靶點是決定全麻下STN-DBS 術后療效的根本保障，其主要受3 個因素影響，即靶點設計、植入技術及有效的驗證矯正方法。STN 是可視靶點，MR 下STN 的定位技術不斷進步，意味著靶點設計精度不斷提高。T2 加權成像首先實現了STN 的可視化定位，至今仍應用最廣。高場強（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，且與術中CT 融合效果良好，故本研究靶點設計及電極驗證均以SWI序列作為主要參照序列[7,8]。但高場強SWI 存在暈狀偽影現象，使磁敏感區域看起來更大。定量磁化率（quantitative susceptibility mapping，QSM） 這一圖像后處理技術克服了幾何失真，信噪比高，能最準確地區分STN 與下方黑質及上方未定帶的邊界，增加了STN 的可視度，甚至可以區分STN 內部磁敏感源分布梯度，有助于亞結構的辨識[9-11]。在圖像處理及融合技術改進后，QSM 可能是未來單純影像引導的STN-DBS 最有前途的成像方式。另外，越來越細化的功能改善的要求也依賴于MRI 下STN 亞結構的辨識能力的增強，已有研究證實刺激根據纖維束成像的定義的STN 亞結構與DBS 臨床效果具有相關性[12]?？傊?，成像技術的進步保證了靶點設計準確，這是全麻下STN-DBS 的前提。

良好的植入技術是將電極準確置入設計靶點的保證，與術者經驗、立體定向設備的精度及術中腦組織移位有關。本研究術者技術穩定，所使用的框架式Leksell 立體定向系統定期維護矯正，精度達標，植入操作準確性良好。全麻組在初次穿刺后，僅有3 側電極在術中CT 驗證后做了穿刺深度調整，局麻組在MER 驗證下亦無重新調整穿刺通道的情況。術中腦組織移位是造成電極植入誤差的重要原因，尤其影響后穿刺側電極準確性，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入，2 組中幾乎都沒有發生氣顱。本文將全部病例左右側電極植入情況作比較，在靶點坐標、穿刺角度及植入誤差方面均未見明顯差異，提示術中腦組織移位控制良好。

全麻術中有效的驗證矯正方法是必不可少的。即使靶點選擇十分精準，亦或以機器人手術為代表的植入技術使植入準確性進一步達到亞毫米級，放棄術中驗證手段仍是冒險的做法[13]。有研究者通過MER 發現約20%的初次穿刺位置欠理想，并需加以矯正[1]。所以，DBS 手術有必要在術中驗證電極位置。在諸多電極位置的驗證方式中，術中臨床測試可作為預測植入電極對患者運動功能改善的最直觀依據，但其必須在局麻手術中開展，占用一定的手術時間，并需要患者在藥物關期狀態下做一定的配合。另外，術中臨床測試可能高估術后程控的有效治療窗[14]。這些都使術中臨床測試具有一定的局限性。術中MER 是可靠的驗證電極位置的方法，可記錄每條穿刺路徑的神經電生理特征，為術后程控提供參考，同時是腦功能研究重要而珍貴的依據。不少學者將MER 作為驗證電極是否植入目標即STN 感覺運動區的金標準。MER 可在局麻或全麻下進行，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生影響，但并不影響電極植入的準確性[15]。然而，MER 特別是多通道MER 的缺點是增加了腦部穿刺的次數，具有潛在的并發癥風險；切口暴露時間增加還可能增加顱內積氣等風險，影響電極植入的準確性；信號不滿意時，根據核團信號特點間接判斷偏差方向，重新設計穿刺路徑需要豐富的神經電生理知識和經驗[16]。以上問題促使人們嘗試單純影像學驗證方法，主要包括術中MR 和術中CT。1.5T 及以下場強的術中MR 可安全用于植入腦深部電極后的驗證，其特點是靶點可視化，可實現在腦移位時“實時”觀察植入情況，調整坐標?，F在已有專用于MRI 引導下的電極導線植入（Clearpoint system）的工作臺，使電極調整更為方便。術中CT 則是通過與術前MR融合的方式觀察植入電極是否在設計靶點可接受的誤差范圍內，并指導必要的電極調整的驗證方法[17,18]。操作方便及良好的CT-MR 融合效果是保證術中CT驗證效果的要素。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，與術前MR 融合順利，圖像清晰易于測量，最終電極驗證效果滿意[19]。事實上，已有述評性文章指出無論采用MER 還是采用術中CT、術中MR 等驗證方式，都能使全麻下DBS 達到同樣的精度[5]。

在植入精度與療效相當的情況下，全麻手術有其明顯的優勢。手術時間是考察手術流程合理性的一個指標，本研究全麻組手術時間相對較短，原因之一是術中CT 比術中MER 用時要短。此外，全麻組的麻醉誘導和氣管插管可以與手術計劃同時進行，也使手術流程更加緊湊。關于并發癥，全麻手術除前文所述可減少腦組織穿刺次數外，還能實現對血壓更好的控制，這些都減少了顱內出血的風險。由于多數顱內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現顱內出血，全麻手術輔以術中影像則更易及時確診或排除顱內出血[20]。氣顱也是DBS 常見并發癥，可影響植入準確性并可能造成早期不良反應，據報道，全麻手術氣顱發生率更低[21]。除此之外，全麻下操作的患者無痛苦，圍手術期的精神壓力較低；術前不必刻意停藥減少了術后撤藥反應，符合加速康復外科理念；對于術者，全麻手術體位擺放更方便，術中操作亦可免受患者不適癥狀的干擾；但是，單純影像學引導全麻手術也有其局限性，包括對術中移動CT 或術中MR 等硬件設備及其精度的要求。對新開展STN-DBS 手術的單位，建議首先采用局麻手術，增加術中驗證手段，待經驗成熟后可開展全麻手術。對新嘗試的核團靶點，應采用MER 全程記錄其電生理特征，以利于經驗總結及科學研究。

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、情緒與認知以及術后程控參數的比較，以上構成了本研究的局限性。未來的研究將納入更多的病例，并更關注運動癥狀之外的術后短期及中長期預后指標。

綜上所述，使用術中CT 做電極位置驗證的全麻STN-DBS 手術與常規局麻手術相比用時更短，電極植入同樣精準，在安全性及術后運動癥狀改善效果等方面未發現顯著差別，對不能耐受局麻手術的患者可作為常規手術方案。

利益沖突所有作者均聲明不存在利益沖突