[新书连载]现代神经调控技术之脑深部电刺激术｜张建国 孟凡刚《神经调控技术与应用》第2期
神外前沿讯，由人民卫生出版社出版，首都医科大学附属北京天坛医院功能神经外科主任张建国教授、副主任孟凡刚教授主编的《神经调控技术与应用》一书，是我国第一部神经调控技术领域专著。
《神外前沿》获作者及出版方许可，摘编本书部分精华内容，以飨读者。上图来源于网络。
第三节：现代神经调控技术
（一）脑深部电刺激术（DBS）
DBS植入系统是由植入大脑深部特定核团的刺激电极、植入锁骨区皮下的脉冲发生器及体外程控仪组成。由于脉冲发生器外形与心脏起搏器类似，故又称为脑起搏器。
目前DBS主要通过对脑深部特殊核团的不同的慢性微电流刺激来治疗运动障碍性疾病，主要包括：缓解震颤和强直症状（如肌张力障碍、帕金森病）、精神障碍疾病（如抽动秽语综合征、强迫症、抑郁症）、顽固性疼痛、癫痫、成瘾症、肥胖症等。
DBS治疗包括手术植入DBS设备和术后程控两部分。手术包括：术前核磁定位计算靶点坐标、术中电生理信号记录确定靶点位置、刺激电极植入目标靶点、体外临时电刺激观察患者肢体运动改善情况，临时电刺激有效证明电极植入位置准确，最后植入并连接脉冲发生器，手术结束。
术后1个月左右，待患者脑内情况恢复稳定，再用体外程控仪遥控打开脉冲发生器，设定刺激参数，达到患者满意的治疗效果。程控期间，若病情进展或变化，还可以体外遥控调整刺激参数，重新获得满意的疗效。
临床上治疗帕金森病常用的靶点有丘脑底核（STN）、苍白球内侧部（GPi）、丘脑腹中间内侧核（Vim）、脑桥核（pedunculopontinenucleus，PPN）等。
STN现已成为治疗PD的首选靶点。STN-DBS对震颤和僵直效果最好，对运动缓慢和异动症效果其次，对步态、姿势和平衡障碍效果较差，对吞咽、语言等症状无明显效果，STN-DBS术后能够减少患者50%～60%的左旋多巴（L-DOPA）用量，从而改善药物引起的副作用；
GPi-DBS对帕金森病导致的运动障碍也有显著疗效，但不会降低术后左旋多巴的用量；Vim是治疗特发性震颤的首选靶点，可以改善帕金森病的震颤症状，但对僵直、运动迟缓等症状治疗作用不明显，因此Vim-DBS仅适合以震颤症状为主且无法采用其他治疗靶点的帕金森病患者。
PPN-DBS据报道能够改善站立、起步、转身困难等中线症状，但目前临床经验较少。STN-DBS的刺激参数一般设定在：频率135～185Hz；脉宽60～90µs；电压1.5～4V。
目前认为DBS治疗PD的可能机制有：
①DBS能提高纹状体区多巴胺的代谢活性，并增加乙酰胆碱M受体从STN转移到丘脑，提高丘脑乙酰胆碱的浓度；
②DBS能增加丘脑、小脑、中脑和皮质区域的血流量；
③DBS能抑制从STN到其他靶点投射的谷氨酸神经纤维的活性，降低兴奋性神经元的过度激活；
④DBS能对异常STN神经元兴奋性的调控，改变相关的联系核团的异常功能状态，使基底核运动环路正常调控功能重新恢复。
临床上治疗肌张力障碍、Meige综合征、痉挛性斜颈等其他运动障碍性疾病的刺激靶点主要选择GPi和STN。GPi-DBS治疗原发性肌张力障碍疗效已较肯定，而其治疗继发性肌张力障碍疗效报道不一。STN-DBS也用于治疗继发性肌张力障碍，但疗效暂不明确。法国学者曾行STN-DBS治疗药物难治性肌张力障碍，发现一些继发性肌张力障碍患者术后有轻度到中度的改善。我国是较早应用STN-DBS治疗肌张力障碍及其他运动障碍的国家，天坛医院应用STN-DBS治疗多种原发性肌张力障碍，如Meige综合征、Hallervorden-Spatz病、Fahr病及由抗精神病药物、外伤引起的继发性肌张力障碍，均取 46 32081 46 14941 0 0 3248 0 0:00:09 0:00:04 0:00:05 3248了满意的效果。
DBS治疗癫痫的刺激靶点通常选择在癫痫触发点或被认为在痫性放电神经网络中扮演重要角色的结构如ANT、STN、尾状核、丘脑正中核、黑质、海马、小脑等。实际临床工作中较多地选择丘脑前核（ANT）和海马作为目标靶点。在脑深部核团中，基底核-丘脑-皮层之间存在复杂的神经环路。ANT位于丘脑的前中部，直接参与边缘系统和Papez环路（海马-乳头体-丘脑前核-扣带回-海马）的组成，与中央运动皮层有密切的纤维联系，在调控大脑皮层与边缘系统活动中处于重要地位。因此丘脑前核和癫痫全身性发作密切相关。试验发现，切断乳头体和丘脑前部的联系纤维可以提高癫痫动物模型的发作阈值。2010年结束的7个美国医学中心联合进行的大规模、随机双盲试验（SANTE试验）报道了ANT-DBS受试组难治性癫痫发作频率较对照组减少29%，随访2年时，54%的受试组患者癫痫发作频率较术前减少超过50%，14例患者达到无癫痫发作（seizure free）。
海马硬化是多数颞叶内侧型癫痫的病理改变，异常放电可以从海马扩散到整个Papez环路导致癫痫发作。而高频刺激海马可以造成突触间兴奋信号的长期抑制。因此，海马深部电刺激能有效地控制复杂部分性和全身强直-阵挛性癫痫发作，而无切除性手术导致的短期记忆力减退的不良副作用。
DBS治疗精神疾病经常选择伏隔核（nucleus accumbens，NAcc）和内囊前肢治疗强迫症（obsessive compulsive disorder，OCD）；伏隔核和扣带前回治疗抑郁症，改善率均在1/3左右。抽动秽语综合征的DBS治疗可以选择GPi和STN，其能够明显改善患者的抽动症状，并能使强迫观念、焦虑、抑郁等合并症状有所减轻，据报道有效率达到70%。上海瑞金医院报道对15例神经性厌食症患者运用NAcc-DBS进行治疗，其中12例在DBS置入的同时还做了内囊前肢毁损术，12例接受毁损和DBS复合治疗的患者在进食行为和精神症状上都有了明显改善。
植物状态(persistent vegetative state，PVS)又称为最小意识状态（minimally conscious state，MCS），是一种完全不能感知自身和周围环境的临床状态，有睡眠觉醒周期，保留部分脑干和下丘脑自主功能。MCS-DBS治疗是一种探索，目的是加速苏醒过程，改善预后。
MCS-DBS手术适应证包括：
①PVS确诊且病程在3个月以上；
②各种促醒治疗失败；
③一般情况良好，可耐受麻醉和手术；
④MRI检查一侧大脑半球相对完好，脑干无明显损害，fMRI、PET等提示脑干代谢正常；
⑤脑干听觉诱发电Ⅴ波正常，SEP检查N20潜伏期延长，EEG处于轻微去同步化。
上述符合才可考虑，否则为禁忌证。植物状态的刺激靶点为中脑网状结构楔状核（mesencephalic reticular formation）和中央中核、束旁核复合体（centromedianparafascicularis nucleus complex，CM-pf）；刺激参数设定在25～50Hz、5～6V、90～120µs。目前PVSDBS的病例报道不多，Yamamoto教授2005年报道DBS治疗21例PVS患者，电刺激4～6个月后，8例意识有所恢复，但只能够与他人进行简短的语言交流。
往期连载：
[神外新书]我国第一部神经调控技术领域专著《神经调控技术与应用》
主编简介：
1996毕业于武汉同济医科大学，获博士学位，同年师从中国工程院院士、北京市神经外科研究所所长王忠诚教授进行博士后研究工作，2006年在美国加州大学洛山矶分校（UCLA）学习。
孟凡刚 教授
首都医科大学附属北京天坛医院功能神经外科副主任；主任医师，教授，博士研究生导师，全国优秀科技工作者，北京科技人才研究会理事，中国医师协会神经调控专业委员会委员，北京市卫生系统高层次人才，北京市卫生系统十百千人才，获茅以升科学技术奖、北京青年科技奖、王忠诚中国神经外科医师奖，擅长功能神经外科疾病（帕金森病、癫痫、面肌痉挛、三叉神经痛）的外科治疗，主编《神经调控技术与应用》一书。
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