《中国临床康复》2003年2期：功能神经外科的进展

　　文章发表时间：《中国临床康复》2003年2期

　　引言：功能神经外科是近十年来在神经生理学、神经影象学发展的基础上形成的神经外科的分枝学科，它采用现代立体定向和微侵袭神经外科技术，治疗那些对引起功能障碍的病变部位不能直接进行手术的神经系统疾病。它的适用范围，随着神经电生理和神经影象学等基础学科的发展而逐渐扩大。本文就近年来功能神经外科的进展做一综述。

　　1、功能神经外科检测方法的进展

　　1.1 电生理技术的临床应用

　　神经电生理技术的研究结果应用于临床，从早期的肌电图、诱发电位到目前的细胞内、外放电记录技术极大地提高了功能神经外科的手术疗效。它不但使手术的靶点更为精确，而且还应用于手术患者的选择和术后疗效的预测和评估，广泛应用于运动障碍病、癫痫、疼痛等疾病的手术靶点的选择和确认。例如，帕金森病等运动障碍病手术的靶点，目前基本集中在丘脑、苍白球和丘脑底核。这些重要的神经核团在其周围有重要的神经通路或者神经核团，虽然术前可以通过影像学来确定手术靶点，但在开颅中随着脑脊液流失、尤其是有脑萎缩的病例，有可能发生脑移位。

　　由于不同的神经核团的放电信号的差异，尤其是在疾病状态下，手术靶点存在特征性的电信号，因此，细胞外放电技术的引入，可以在功能上进一步确认手术靶点，即所谓的“功能定位”。在MRI和CT等影象学的基础上，运用微电极和电极刺激技术对苍白球腹内侧核（GPi）进行功能定位，是电生理技术在功能神经外科中最典型的应用。GPi作为手术靶点治疗帕金森病是功能神经外科近年来的一个重要进展。由于该靶点的腹侧正下方是视束，内侧是内囊，所以在行Gpi的毁损治疗时，极小偏差就很容易造成偏盲和偏瘫。

　　在GPi切开术中，根据其解剖学定位预先设计的手术路径，先用微电极缓慢推进，在经过苍白球腹外侧核（Gpe）时，可观察到一种自发性10～20Hz的低频放电，间有快速爆破放电和30～60Hz的自发性高频率放电，夹杂有短暂停顿，偶有不规则放电。微电极进入Gpi后，可记录到连续的20～200Hz的自发性放电。当微电极继续前行从GP的腹后部进入视束，此时上述自发性放电消失，电流背景杂音减少。如电极位于视束，在暗光环境下，在患者的眼前用闪光刺激，可诱发出尖锐的诱发电位波形；用20μA的电流刺激，可诱发患者视觉感觉，表现为在对侧视野看到闪光，也可表现为云雾状的的盲点。随着刺激电流增加，视觉感觉更加明显。内囊位于GP内后方，距离理想的毁损靶点只有1mm左右，刺激内囊可激活皮质脊髓束，引起肌肉强直性收缩和/或牵、拉、刺痛等感觉异常。

　　在用微电极确认GPi的位置之后，换用射频电极。毁损前进一步用电刺激，如2Hz的低频电刺激，诱发了同步运动反应，提示临近内囊，75和100Hz电刺激诱发闪光或色觉的视觉反应时，提示临近视束，根据这些电极与内囊、视束位置相关的生理学指标来确定最理想和安全的毁损区域[1,2]。丘脑腹外侧核（Vim）作为手术靶点，对各种震颤都有很好的疗效[3]，而丘脑底核（STN）则是应用脑深部电刺激术治疗帕金森病的最佳靶点。它们在疾病状态下都具有的典型电生理信号[4]，在此不详述。

　　应用微电极技术有助于靶点的最终确认。虽然在帕金森病手术靶点的确认中，微电极技术是否必需仍有争议，但是微电极在术中通过特定核团的神经放电信号在功能上最后确认靶点仍然有一定的优势，在立体定向手术中起着双重保险的作用。然而，在未来的功能神经外科手术中，微电极在神经核团的定位作用可能会被实时核磁共振成像技术取代。

　　慢性疼痛的外科治疗中，电生理技术的应用越来越广泛。在脊髓神经刺激术治疗疼痛中，需要通过体感诱发电位（SEPs）术前评估脊髓丘系和背侧圆锥系统的功能，确认正常后，在植入刺激器之前，还要实施经皮脊髓刺激测试，如果疼痛反射有明显的与刺激相关的抑制，就可以植入刺激器。在中央前回皮质的止痛电刺激术中，使用SEP记录，如果证实有N20/P20诱发电位的时相倒置，就容易确定中央沟的位置，正确放置刺激电极。

　　三叉神经痛的手术治疗，可以通过三叉神经体感诱发电位来选择性切断三叉神经根。在痉挛性脑瘫的手术前，可通过测定下肢的肌强直的H-反射、疼痛反射以及尿动力学和括约肌的检查来量化脑瘫的程度和制订手术方案。在外科手术中，植入程序化的鞘内输入Baclofen泵，以及切除手术（有选择性外周神经切断术，选择性脊神经后根切断术）都需要电生理的检测。

　　难治性癫痫的手术治疗，有时需要植入深部颅内电极来明确癫痫灶的位置。在手术中或切除癫痫灶之前，通过直接的电刺激定位皮质，不仅在麻醉的患者中可以确认运动区，而且在清醒的患者中还可以确定语言区，这样就避免了手术损害这些重要功能区[5,6,7,8]。

　　1.2 新的神经影像技术的应用

　　1.2.1实时核磁共振成像（Interventional MR Imaging , iMRI）技术

　　利用开放式磁共振仪（open configuration magnet）进行磁共振（MRI）影像实时引导手术，医生可以在操作台上清晰地看到所要定位的手术靶点，三维重建技术为进入颅内的针道提供了良好的角度和方向，最大限度地保证靶点的长轴处于损毁和电刺激位置的一致性，提高了手术的疗效。目前已有应用iMRI引导进行DBS植入STN治疗帕金森病、植入深部电极治疗癫痫和疼痛的报道[9,10,11]。

　　1.2.2核磁功能性成象 （Functional MR Imaging , fMRI ）技术

　　fMRI是近年来神经影像学的一个重大进展，它一次成像可同时获得解剖与功能影像，已广泛地用于人脑正常生理功能、脑肿瘤和癫痫的术前评价，对制定手术方案及最大程度保留神经功能有极大的帮助[12]。

　　1.2.3正电子发射扫描技术（PET）

　　PET扫描技术可以发现颅内各分区的代谢情况，间接地反应不同脑区的功能状态。根据图象和数据处理结果，可以充分地判定病变的范围和程度，有利于指导手术。随着软件和颅内标记物的发展，PET的临床应用范围将越来越广，对功能性疾病的作用会越来越大。目前已在癫痫的手术中广泛应用[13]。

　　2.功能神经外科植入材料的进展

　　2.1脑深部电刺激电极：

　　利用脑立体定向手术在脑内某一个特殊的位置植入电极，通过高频电刺激，抑制异常电活动的神经元，从而起到治病的作用，称为深部脑刺激技术（deep brain stimulation，DBS）。DBS系统由三个部分组成：1）脑深部刺激电极：为一绝缘的细导线，在尖端有四个电极触点。2）神经刺激器 ，包括电池和微电路。3）延伸导线：为一绝缘导线，连接植入的电极和神经刺激器。神经外科医生应用立体定向头架和影像设备如MRI或CT确定脑内的靶点，通过颅骨上钻的小孔，在微电极或实时核磁共振成像的引导下将电极放入脑内特定的位置。神经刺激器植入锁骨下的皮下，通过皮下隧道用延伸导线连接电极和神经刺激器。 在植入后，用程控仪通过射频信号与神经刺激器联系，调节参数，以达到最佳症状控制。脑深部电刺激避免了由于神经核团破坏引起的不可逆的严重并发症，并能在术后进行无创性调节。由于不破坏脑组织，为病人保留了今后接受其他新的治疗的机会。目前已经广泛应用于帕金森病、原发性震颤、癫痫、肌张力障碍等疾患的治疗[4，14,15,16]。

　　2.2迷走神经刺激器（VNS）：

　　VNS类似于DBS,主要用于各种类型的癫痫病人，控制癫痫发作，有效率在60-80%，其刺激电极安装在颈部迷走神经上，通过延伸导线连接刺激器，刺激器安装在胸前锁骨下，刺激参数通过体外程控仪程控，并可以根据术后的病情变化不断调节刺激参数，使癫痫发作得到满意的控制[17]。其特点为手术损伤小、破坏少，不会引起手术带来的神经系统并发症。目前，国内已经开展此项技术，有关长期疗效问题尚在观察中。

　　2.3微电脑泵（SynchroMed pump）：

　　根据症状差异，选择植入的部位，根据病种选择泵内注入的药物。如解除疼痛的吗啡和解除痉挛的脊舒（Baclofen）[18,19]。微电脑泵可以在体外程控状态下，根据病情的需要，调节注射药物的速度。避免了过去的止痛泵不能根据病情调节的缺陷，同时可以长期植入。传统的解除痉挛的方法为口服或注射脊舒，容易引起过量的副作用，单次鞘内注射的剂量也难以控制，更不利于达到长期治疗的目的。微电脑泵有效地解决了上述问题。

　　2.4脊髓和周围神经电刺激：

　　装置类似于DBS,主要用于顽固性疼痛的治疗。根据疼痛的性质和部位，选择刺激的脊髓节段和周围神经的分支部位，有良好的控制疼痛发作和减轻疼痛的作用[20]。避免了长期口服止痛药物的副作用，其技术难度不高，容易开展。缺点是价格昂贵，不容易被接受。

　　3、功能神经外科治疗手段的进展

　　3.1微侵袭神经外科技术的应用：综合应用立体定向、神经导航、脑室镜和脊柱镜、锁孔技术开展功能神经外科疾病的治疗工作，是目前该领域的又一特点，如用脑室镜行三叉神经痛和面肌痉挛微血管减压术，脑瘫的脊柱镜下选择性感觉根切断术等，都可以最大限度地减少手术创伤。由于电生理技术的应用，使微侵袭神经外科技术的手术疗效有很好的保证。

　　3.2多种技术设备的联合应用：癫痫的术前定位，目前多主张联合应用各种检查结果，结合症状，全面分析，作出治疗方案。同时，在癫痫手术中，除术中皮层脑电图监测外，亦利用细胞内、外放电记录技术和导航技术，综合决定手术切除的病灶范围大小，即可以最大限度切除病灶又防止神经功能缺陷发生。在帕金森病、运动障碍病的手术中，除利用细胞内、外放电记录技术外，还综合运用体感诱发电位、视觉诱发电位、肌电监测等，即提高疗效又尽可能防止并发症发生。

　　4、功能神经外科的应用

　　4.1帕金森病：将帕金森病的手术靶点定在苍白球腹后内侧核和丘脑底核，是近年来手术治疗帕金森病的重要进展。微电极引导的苍白球腹后内侧部切开术（PVP）治疗帕金森病是现代功能神经外科的代表性手术。单侧PVP手术的近期疗效很好，可以缓解帕金森病患者手术靶点对侧肢体的肌僵直、运动迟缓和静止性震颤，对左旋多巴导致的“异动症”和痛性痉挛有很好的疗效。但对帕金森病的中线症状，如起步困难、步僵等症状改善不明显，手术左旋多巴的量不能减少。其疗效可以持续1-2年，以后随着对侧肢体的症状加重，先前手术带来的好处逐渐会变得无足轻重。如果进行双侧的毁损手术，可能带来不可预测的并发症，而且其两年后的远期疗效有着很大的不确定性。丘脑底核（STN）的毁损手术，只有极少数临床中心的个别医生进行了尝试，有极高的风险，容易出现偏身投掷或偏身异动的副作用。现代功能神经外科的思想已倾向于尽可能在某些功能性疾病的治疗中不进行毁损性治疗，而主张修复和改善有病变的大脑。毁损手术逐渐被深部电刺激术代替。丘脑底核的脑深部刺激术是功能神经外科治疗帕金森病的最新进展。经过多个临床中心的研究表明，丘脑底核的DBS手术，不仅可以改善帕金森病的所有症状，包括“起步困难”、“步僵”等中线症状，而且还能减少左旋多巴的用量，对左旋多巴导致的副作用，如异动症、痛性痉挛都有很好的疗效[4]。

　　4.2原发性震颤：丘脑Vim核毁损术对体位性和运动性震颤有很好的效果，但一般只做单侧的丘脑毁损术，以改善一侧肢体的功能。双侧Vim核的深部电刺激术，可以使震颤完全消失，没有语言障碍和智能损害的并发症[14]。

　　4.3肌张力障碍：尽管有报道认为Gpi的毁损术对全身性的扭转痉挛和痉挛性斜颈有较好的疗效，但未见长期追踪的报道。根据国内几个临床中心的经验，毁损手术的长期效果并不理想，并且可能带来新的严重并发症，如语言障碍和吞咽困难。Gpi的深部电刺激术从理论上不造成毁损病灶，不会造成新的严重并发症，所以目前有一些临床中心开展了这方面的探索，取得较好的疗效[16]。

　　4.4强迫症：内囊前肢切开术（capsulotomy）对药物治疗控制失败的严重强迫症有较好的疗效。该手术在上世纪中期就有人报道对精神分裂症和强迫症有疗效。但有乏力、人格改变等副作用。这可能与当时的技术条件有关，使毁损的范围偏大。现在高分辨的MRI及立体定向技术将手术靶点的毁损范围严格限制在内囊前肢，使该手术的副作用大大减少，大约有一半以上的患者能够完全缓解强迫症状，并恢复正常的工作能力。唯一的副作用就是在术后几周或几个月有疲倦和主动性缺乏[21]。最新的进展是内囊前肢的DBS刺激术[22]。

　　总之，随着新的技术的不断出现，神经功能神经外科的应用范围也将不断扩大。未来的功能神经外科医生完成手术，将可能是在集PET、iMRI、fMRI、电生理监测为一体的手术室里进行。同时，由于神经干细胞和基因技术的成熟，将使功能神经外科在许多疾病的治疗中由毁损到修复发生根本性的改变。

　　参考文献

　　1. Lozano A, Hutchison W, Kiss Z, Tasker R, Davis K, Dostrovsky J. Methods for microelectrode-guided posteroventral pallidotomy. J Neurosurg. 1996;84（2）：194-202.

　　2. Gross RE, Lombardi WJ, Hutchison WD, Narula S, Saint-Cyr JA, Dostrovsky JO, Tasker RR, Lang AE, Lozano AM. Variability in lesion location after microelectrode-guided pallidotomy for Parkinson''''''''s disease: anatomical, physiological, and technical factors that determine lesion distribution. J Neurosurg. 1999;90（3）：468-77.

　　3. Chihiro Ohye.Use of selective thalamotomy for various kinds of movement disorder,based on basic studies. Stereotact Funct Neurosurg 2000;75:54-65

　　4. Limousin P, Pollak P, Benazzouz A, Hoffmann D, Le Bas JF, Broussolle E, Perret JE, Benabid AL.Effect of parkinsonian signs and symptoms of bilateral subthalamic nucleus stimulation.Lancet. 1995;345:91-95.

　　5.Sala F, Krzan MJ, Deletis V.Intraoperative neurophysiological monitoring in pediatric neurosurgery: why, when, how? Childs Nerv Syst 2002;18（6-7）：264-87

　　6. Peyron R., Garcia-Larrea L., Deiber M. P., Cinotti L., Convers P., Sindou M., Mauguière F. and B. Laurent Electrical stimulation of precentral cortical area in the treatment of central pain: electrophysiological and PET study. Pain ; 1995,62（3）： 275-286

　　7. Wennberg R, Arruda F, Quesney LF, Olivier A. Preeminence of extrahippocampal structures in the generation of mesial temporal seizures: evidence from human depth electrode recordings. Epilepsia 2002 ;43（7）：716-726

　　8. Van Roost D, Solymosi L, Schramm J, van Oosterwyck B, Elger CE.Depth electrode implantation in the length axis of the hippocampus for the presurgical evaluation of medial temporal lobe epilepsy: a computed tomography-based stereotactic insertion technique and its accuracy. Neurosurgery. 1998;43（4）：819-826;

　　9. Moriarty TM, Kikinas R, Jolesz FA, Black P McL, Alexander E. Magnetic resonance imaging therapy. Intraoperative imaging. Neurosurg Clin North Am 1996; 7: 323-327

　　10. Chu RM, Tummala RP, Kucharczyk J, Truwit CL, Maxwell RE. Minimally invasive procedures. Interventional MR image-guided functional neurosurgery. Neuroimaging Clin N Am 2001 Nov;11（4）：715-25

　　11. Hall WA, Liu H, Martin AJ, Pozza CH, Maxwell RE, Truwit CL.Safety, efficacy, and functionality of high-field strength interventional magnetic resonance imaging for neurosurgery. Neurosurgery 2000;46（3）：632-41

　　12. Deblaere K, Backes WH, Hofman P, Vandemaele P, Boon PA, Vonck K, Boon P, Troost J, Vermeulen J, Wilmink J, Achten E, Aldenkamp A. Developing a comprehensive presurgical functional MRI protocol for patients with intractable temporal lobe epilepsy: a pilot study. Neuroradiology 2002;44（8）：667-73

　　13. Koutroumanidis M, Binnie CD, Panayiotopoulos CP. Positron emission tomography in partial epilepsies: the clinical point of view. Nucl Med Commun 1998 ;19（12）：1123-6

　　14. Limousin P, Speelman JD, Gielen F, Janssens M and study collaborators. Multicentre European study of thalamic stimulation in parkinsonian and essential tremor. J Neurol Neurosurg Psychiatry 1999;66: 289-296.

　　15. Loddenkemper T, Pan A, Neme S, Baker KB, Rezai AR, Dinner DS, Montgomery EB Jr, Luders HO.Deep brain stimulation in epilepsy. J Clin Neurophysiol 2001;18（6）：514-32

　　16. Vercueil L, Pollak P, Fraix V, Caputo E, Moro E, Benazzouz A, Xie J, Koudsie A, Benabid AL. Deep brain stimulation in the treatment of severe dystonia. J Neurol 2001;248: 695-700.

　　17. Heck C, Helmers SL, DeGiorgio CM.Vagus nerve stimulation therapy, epilepsy, and device parameters: scientific basis and recommendations for use. Neurology 2002;59（6 Suppl 4）：S31-37

　　18. Gilmartin R, Bruce D, Storrs BB, Abbott R, Krach L, Ward J, Bloom K, Brooks WH, Johnson DL, Madsen JR, McLaughlin JF, Nadell J. Intrathecal baclofen for management of spastic cerebral palsy: multicenter trial. J Child Neurol 2000;15（2）：71-77

　　19. Rainov NG, Heidecke V, Burkert W.Long-term intrathecal infusion of drug combinations for chronic back and leg pain. J Pain Symptom Manage 2001;22（4）：862-71

　　20. North RB, Wetzel FT.Spinal cord stimulation for chronic pain of spinal origin: a valuable long-term solution. Spine 2002 Nov 15;27（22）：2584-91

　　21. Laitinen LV. Psychosurgery. Stereotact Funct Neurosurg. 2001;76（3-4）：239-42.

　　22. Nuttin B, Cosyns P, Demeulemeester H, Gybels J, Meyerson B. Electrical stimulation in anterior limbs of internal capsules in patients with obsessive-compulsive disorder. Lancet. 1999 Oct 30;354（9189）：1526.