腦深部電刺激(deep brain stimulation, DBS)是近年來發展起來的一種治療運動障礙性疾病(movement disorders)的新方法,應用該方法對原發帕金森病人(PD)進行雙側電極植入,取得了良好的治療效果;首次採用雙側STN-DBS治療繼發性肌張力障礙(secondary dystonia),近期療效令人滿意,現報告如下。
資料與方法
1、臨床資料:PD病人,男23例,女17例。年齡38~77歲,平均56歲。病程2~22年,平均5年。選擇標準為臨床診斷為原帕金森病。病人均有不同程度的肢體震顫、僵直和運動遲緩等症狀,Hoehn-Yahr分期:II期2例,III期28例,IV期9例,V期1例;且都系統服用過左旋多巴類藥物,出現藥效衰退和藥物引起的副作用,如“開-關”現象,“異動症”等。3例繼發性肌張力障礙病人,男1例,27歲,早產缺氧,病史26年,為全身性繼發性肌張力障礙;女2例,其中1例19歲,為局灶性,病史9年,MRI示雙側底節區病變;另1例28歲,來自阿爾巴尼亞,因抗抑鬱藥物所致,病史4年,屬遲發性全身性肌張力障礙,藥物治療效果不佳。
2、手術方法:病人術晨停藥,常規禁食水;在局麻下安裝LEKSELL定位框架,儘可能使框架基線與AC-PC線平行,採用GE公司3.0 MRI圖像掃描,採用FLAIR技術,層厚2mm,光纜將圖像信息傳輸至立體定向手術計劃系統(surgiplan system)進行三維重建,確定核團靶點座標。所有病例均採用雙側STN-DBS, STN的參考座標為AC-PC中點連線後2-3mm,旁開12~13mm,AC-PC平面下4mm。術中局麻下額部顱骨鑽孔,安裝導向裝置後,採用尖端直徑為1~2μm、高阻抗微電極進行電生理記錄,阻抗為50~40kΩ,濾波為100Hz~2kHz,微推進器以1/1000ms速度推進,所測得信號經放大整容系統處理後放大2萬倍顯示在監視器上,並同時轉換成聲音信號,進行功能定位。
3、刺激電極植入和療效評定:植入電極採用MEDTRONIC公司生產的3389型電極,連接一個臨時刺激器,用雙極導聯的方式以最小的刺激電壓,從最遠端的兩個觸點開始給予電刺激,觀察刺激對症狀的改善情況,包括副作用,滿意後固定電極,然後將刺激器植入鎖骨下皮下。刺激參數為電壓0~4V,頻率2~185Hz,脈寬60~450μsec。PD病人在術前和術後3個月及“開”和“關”狀態下進行UPDRS評分;1個肌張力障礙的病人分別與術前和術後1個月3個月進行UDRS和BFMS評分;另兩個病人分別與術前和術後1個月進行UDRS和BFMS評分。
結果
1、術後療效:PD病人術後症狀如肢體僵直、震顫、運動遲緩和姿勢平衡障礙改善良好,雙側STN電極植入對中線症狀改善比較明顯。術前和術後3個月病人在“關”狀態下的UPDRS總評分各為75.2和39.8,運動能力評分各為68.5和33.9,日常生活能力評分(ADL)各為36.3和9.2,左旋多巴藥物劑量各為920.8mg和580.4mg,前後比較均有顯著差異(p<0.01)。“關”狀態下電刺激症狀的改善更為明顯。3例肌張力障礙的病人中,1例為藥物引起的遲發性肌張力障礙,術後1個月刺激器打開,患者症狀呈逐漸緩解的趨勢,術後3個月恢復良好,斜頸基本緩解,不自主運動完全消失,軀幹和四肢的姿勢異常基本緩解,說話較前清晰,生活能夠完全自理。目前僅輕度右肩抬高,動作略遲緩,雙手仍有細微震顫。術後3個月的BFMS和UDRS評分顯示症狀緩解在90%以上;1例繼發性全身性肌張力障礙病人,術後刺激近1個月症狀緩解50%;另外1例病人MRI顯示雙側底節區病變,為繼發性局灶性肌張力障礙,術後刺激近1個月症狀改善20%。
2、術中微電極記錄結果:術中記錄到STN核團的電信號多表現為高頻、高幅及背景噪音較同的簇狀放電,伴有不規則間隙性爆發式單個細胞放電,個別病人術中也可記錄到“震顫細胞”,即病人的震顫節律與電信號的節律一致,雖然這種信號並非STN所特有,但典型的電信號有助於功能定位。一般記錄到典型STN的電信號長度為3~5mm,最長為6mm。
3、併發症和副作用:術中及術後未出現顱內出血和偏癱等嚴重併發症,也未出現電極折斷現象,有1例電極位置過深,行二次手術上移電極;其他副作用均在開啟刺激器後出現,有1例病人當電壓升至2.8V時出現半身投擲症,降低電壓或改變其他參數時症狀消失;有2例病人發生眼瞼下垂,參數調整後好轉;1例病人術後性慾增強,其他均為一過性的,如肢體麻木、頭暈等。
討論
1、STN-DBS治療PD:DBS治療PD被認為是左旋多巴部巨以來所取得的最重要的進步[1],雙側DBS手術對PD症狀的改善非常全面,包括關期的運動不能、震顫、僵直、步態和平衡障礙,還可以消除藥物引起的運動併發症,如“開-關”現象和開期異動症等,尤其是在“關”狀態下,UPDRS運動評分和日常生活能力評分顯著下降[2];雙側STN電刺激術後,病人左旋多巴藥物用量也有不同程度減少,一組資料報道25例病人有2例未服藥,大多數病人服用小劑量的左旋多巴,持續的STN刺激後1~3個月,左旋多巴的劑量可以降低[3];本組資料中,亦有2例病人術後未服抗帕金森病藥物,術前和術後平均藥物用量有顯著差異。而文獻報道Gpi電刺激藥量沒有減少,如果左旋多巴的劑量保持最小,STN電刺激的長期效果要優於Gpi電刺激,不僅如此,一項非隨機、多中心包括96例STN-DBS和38例Gpi-DBS的研究發現:除了左旋多巴導致的運動障礙兩組均有明顯減輕以外,所有結果都有利於STN組[1]。雙側的STN刺激還可改善術前對左旋多巴有反應的中線症狀,這也是雙側DBS手術取代雙側蒼白球毀損術(PVP)的一個原因,更重要的是無論同期雙側或分期雙側PVP手術,術後造成的暫時或永久性功能損害高達25%[4]。
除了立體定向手術固有的併發症以外,DBS“額外”的副反應主要有刺激系統的硬件問題和開啟刺激器後的副反應,前者國內報道較少,後者儘管常見,但引起持久的神經功能缺失相對少見,且可通過參數調整消失或降低,多為一過性的;國外報道約見於3%的病人[5],這其中包括一些不確定的症狀,如抑鬱、肥胖和性慾增強等,我們也發現1例67歲病人,雙側STN-DBS術後性慾增強。準確的靶點定位和精心的手術操作不僅手術效果好,也有助於減少併發症。
嚴格的適應證和正確的病人選擇與評估是治療成功的關鍵,也是對預後判斷的重要依據,即使藥物有經驗的醫生對原發帕金森病的診斷也存在一定的誤診率,客觀的預測指標是對左旋多巴的個體敏感性,DBS只對那些左旋多巴效果最佳時能夠改善的症狀起作用,術前可採用左旋多巴藥物實驗幫助確診。手術時機的選擇也是人們關注的一個問題,一般認為當PD發展到一定階段,經過系統的藥物治療,藥效已經衰退或出現藥物引起的副作用,這時可以考慮手術干預,目前正在國外進行的一些研究試圖採用客觀標準來定義“關期”運動症狀和異動症的嚴重程度,作為外科手術的入選標準:其中包括UPDRS運動評分不低於30分;或者至少有一側肢體存在嚴重異動症或震顫。筆者認為在一般原則下還要考慮個體化,個別病人雖屬於Hoehn-Yahr分期中的II期,但藥物無法控制震顫,也可手術治療,本組資料中有兩例此類病人,術後對震顫控制滿意。
動物實驗顯示STN-DBS可減少穀氨酸在黑質緻密部(SNc)的釋放,使STN活動引起的對SNc的持續性興奮毒性下降,從而對神經細胞起到保護作用[6、7],如果這一理論成立,可減緩疾病進展,早期DBS手術就是可行的。
2、STN-DBS治療肌張力障礙:肌張力障礙被定義為不自主的運動障礙,其特徵是重複的、固有的或持續的肌肉收縮導致的扭轉動作或姿勢異常,故國內又稱之為扭轉痙攣,然而,臨床類型更為廣泛,還包括其他的一些運動異常,如肌震攣、震顫、運動遲緩和肌張力的增高與降低。由於治療效果的差異和不確定性,肌張力障礙的臨床分型至關重要,根據病因可分為原發性和繼發性;根據症狀又可分為局灶性、節段性、全身性和偏身性。
立體定向手術治療嚴重的肌張力障礙已有幾十年的歷史,包括丘腦切開術和蒼白球切開術,許多學者如Task、Andrew、Cooper等人對此進行了深入探討,取得了一定的成果,以蒼白球切開術效果更明顯,甚至有個例報道雙側蒼白球切開術也取得了良好的效果,但雙側手術固有的較高併發症所造成的不可逆損害限制了它的發展。近年來,DBS的出現使肌張力障礙的治療開創了一個新紀元,DBS以其微創、雙側手術副作用小而取代蒼白球毀損術的趨勢,對於原發性全身肌張力障礙(PGD),特別是DYT1突變基因攜帶者,雙側Gpi-DBS手術效果最為理想;一組資料顯示15例PGD病人術後,其肌張力障礙評分平均下降81.3%,其中7例DYT1-陽性的PGD病人中,BFMS運動評分平均改善90.3%[8]。其他研究者採用Gpi-DBS治療後也獲得了很大改善,包括7例PGD病人,其中僅2人有DYT1突變[9]。
對於繼發性肌張力障礙的病人,情況比較複雜,DBS治療後的症狀改善不一,有報道兩例偏身性肌張力障礙的病人在單側蒼白球DBS治療後有改善,與之相反的是4例缺氧後肌張力障礙病人改善不完全或根本沒有改善,另有報道外傷後肌張力障礙的病人DBS術後症狀有改善,解釋這種差異的原因可能是外傷病人有單一、明確的病變部位,而缺氧病人的病變廣泛彌散[10]。而本組資料中的3例病人均為繼發性肌張力障礙,其中的1例繼發全身肌張力障礙病人,也有早產缺氧病史,STN-DBS術後1個月症狀改善50%,但27年病史使病人出現四肢攣縮,完全康復比較困難;因此,建議伴有嚴重功能障礙的病人應儘早行DBS手術。Volkman認為,全身性肌張力障礙發展至嚴重功能障礙或危及生命的階段,偏側或節段性的肌張力障礙引起嚴重的運動功能損害和疼痛,是當今立體定向手術的主要適應證。對於底節區病變的局灶性肌張力障礙的病人,未見有DBS治療的報道,本組中1例病人MRI顯示雙側底節區病變,STN-DBS術後1個月,肢體僵直、語言有好轉,遠期療效有待進一步觀察。本組另1例為抗抑鬱藥物引起的繼發性全身性肌張力障礙,也稱之為遲發性肌張力障礙(TDt),STN-DBS術後3個月症狀改善達90%以上,顯示了令人振奮的效果,病人生活可以完全自理。Trottenberg等[11]利用雙側GPi作為靶點進行DBS手術治療1例TDt的患者,患者症狀也迅速緩解;更令人驚喜的是本組3例病人均採用雙側STN電刺激,國內亦有采用STN-DBS治療PGD,也取得了良好的效果,而國外尚未見此報道,這開創了STN-DBS治療肌張力障礙疾病的先河。
一般認為DBS術後症狀的改善需要時間,早期多次參數調整和程控是必不可少的,3個月後的全面評價更有意義,但術中也可以觀察到一些症狀的改善,如異常運動、僵直和震顫等,病人的主觀感覺也有助於對療效的判斷,術中症狀的改善預示著術後有良好的效果,此外,術中微電極的功能定位也起很大作用。