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行业动态

DBS术中电生理测试的意义

一台DBS手术成功的关键在于选择合适的患者,科学掌握帕金森病手术时机和准确将电极植入目标区域,像丘脑底核(subthalamic nucleus, STN) ,这样体积很小的核团。植入的准确性有赖于立体定向设备、脑影像、和目标核团的电生理功能定位(microelectrode recording, MER)。以最常用的STN为例,位于其背外侧的运动区是手术的目标区域,在90年代早期DBS手术兴起的时候,当时的影像手段是无法清晰显示STN的,所以电生理功能定位发挥了很重要的作用。随着影像技术进步实现靶点可视化,术中电生理的使用价值就不断受到质疑。然而,术中电生理仍然具有其独特的作用,本文从多方面阐述了术中电生理相关内容,供临床医师参考。


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电生理测试的必要性
1. 影像显示和电生理映射不完全匹配;
2. 只有42%-66%的最终植入电极路径与术前磁共振计划相符;
3. 开颅后脑脊液流失,大脑位置较术前影像时发生变化;
4. 尽管影像技术使得很多不可直视的靶点得以显示,但在术中因为MR图像漂移、手术方式和操作等会发生靶点的偏移。电生理测试能很好的弥补这些过程,辅助判断和定位靶点。

电生理测试的局限性
1. 耗时,且需要专业的设备、团队,并非所有医院都能配备;
2. 患者需处于药物关期,清醒状态下接受手术,可能增加患者不适并增加手术时间,不可控因素较多;
3. 增加出血风险,尤其是使用多根电极时。

电生理测试的目的
决定帕金森病手术疗效的主要因素是靶点的准确,高分辨率MRI可以很好的显示靶点,但在整个定位和手术过程中会有很多原因导致误差:MR图像漂移、手术体位变化、脑脊液流失等原因致使靶点误差在2.0-3.0mm左右。微电极的使用能从细胞水平对靶点进行确认,达到解剖、功能双定位,弥补以上不足并提高疗效,同时微电极记录能精确分辨手术靶点及重要毗邻结构的关系,既保证手术的效果又减少了并发症。

电生理测试原理分析
国内外最常使用的MER电极为以色列Alpha Omega 和美国FHC,微电极的物理参数与DBS电极不同,进而导致激活区域不同。常用的帕金森病植入电极有四个触点,每个长度为1.5mm,直径为1.27mm,表面积为5.98mm² ,术中电生理电极(如FHC 22675L)为MER和刺激提供了双重功能,因此其形状更加复杂。具有可回缩的10mm记录尖端(“微”),外面套管直径为0.46mm,其远端部分用作刺激的阴极(“宏”),“宏”触点直径为1 mm,剩余的套管与“宏刺激触点”绝缘,通常在术中测试刺激期间用作阳极。微电极技术在术中记录特定靶点诱发的电信号,它的发展使靶点的定位由解剖定位飞跃到功能定位,手术疗效也有了质的改变。细胞放电频率的变化及通过声音和图像观察背景电活动的变化是最重要的电生理学观察指标,MER进入STN时,可观察到快速且持续的背景电活动增强,确认STN上界;背景电活动快速减低,持续1-2mm,接着出现规律的低频电信号,提示MER穿出STN下界,据此可确认针道中STN全长。(见下图)
MER记录STN的电信号变化,图片引用自“Acta Physiologica Sinica, August 25,2003,55(4):435-441”


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术中STN及周边区域电生理信号图


总结
术中电生理测试在影像技术发达的今天仍有自己的一席之地,主要原因在于它在DBS手术中的功能定位,帮助手术医生能够精确定位靶点,达到满意的手术疗效。

参考文献
1、Paffi, A., Camera, F., Apollonio, F., D’Inzeo, G., & Liberti, M. (2015). Numerical characterization of intraoperative and chronic electrodes in deep brain stimulation. Frontiers in Computational Neuroscience, 9, 2.
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本文作者:张陈诚,葛俊琦


【景昱-神经科学专栏】| 王学廉教授团队:海洛因成瘾患者伏隔核/内囊前肢场电位特征与植入脑深部刺激电极定位的相关分析

今天为大家分享的是“景昱—神经科学专栏”第五期,由第四军医大学唐都医院神经外科、全军功能神经外科研究所的王学廉葛顺楠李楠陈磊高国栋共同带来的《海洛因成瘾患者伏隔核/内囊前肢场电位特征与植入脑深部刺激电极定位的相关分析》PPT及讲课视频,欢迎阅读、观看。


【景昱-神经科学专栏】往期回顾


记住这六点,科学掌握帕金森病手术时机

帕金森病人什么时候手术最好?——理论篇

高国栋教授:与景昱公司在国产DBS研发中的合作

孙伯民教授:双功能区联合电刺激治疗难治性强迫症及物质依赖临床预试验



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【景昱-神经科学专栏】| 孙伯民教授:双功能区联合电刺激治疗难治性强迫症及物质依赖临床预试验



卷首语

最近几十年来,功能神经外科领域发展迅速。随着DBS技术的广泛应用、治疗领域不断扩大,形成了以无创或微创的电刺激治疗技术为特征的神经调控学科,对帕金森病、肌张力障碍疾病、强迫症、戒毒、精神病等领域的电刺激治疗也逐渐成熟。


苏州景昱医疗器械有限公司是一家集研发、生产、销售脑起搏器于一体的创新型高科技医疗器械公司,具有完全的自主知识产权,产品将医疗、科技、互联网+融为一体,改变了原有面对面的治疗模式,提升了医生和患者操作的便利性。公司的目标是成为具有国际高端技术和竞争力的医疗器械公司,让更多的患者能够享受到高科技医疗技术带来的治疗效果。我们将与临床医生和专家紧密合作,为患者提供高质量的高科技产品,并为患者提供高质量的售后服务。


现在景昱公司和神外资讯联手推出“景昱-神经科学专栏”,致力于在临床、科研和教育方面为神经科学研究者提供帮助。专栏的主要内容包括最新文献、病例讨论、手术技巧分析、专家授课和相关的产品介绍。专栏每周一期,其精彩内容除了在神外资讯微信订阅号上观看(部分文章还会配以专家点评),后续还会在神外资讯官网和App上呈现,以方便您阅读。


愿本专栏能给您带来更多收获。

神外资讯编辑部

苏州景昱医疗器械有限公司



今天为大家分享的是“景昱—神经科学专栏”第一期,由上海瑞金医院功能神经外科中心主任孙伯民教授带来的《双功能区联合电刺激治疗难治性强迫症及物质依赖临床预试验》精彩讲课视频和PPT。




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孙伯民 教授

上海瑞金医院功能神经外科中心主任


孙伯民,教授、医学博士、硕士生导师、上海瑞金医院功能神经外科中心主任、美国神经外科学会和美国功能神经外科学会委员、世界立体定向及功能神经外科学会(WSSFN)副主席、世界神经外科医师联合会功能神经外科分会常委、国际重建神经外科协会秘书、亚洲立体定向功能神经外科学会(AASSFN)主席、亚洲立体定向及计算机辅助神经外科学会(ASSFCN) 常委、亚洲癫痫外科学会常委、中国功能神经外科专家委员会副主任委员、中华医师学会神经调控委员会副主任委员、中国抗癫痫协会理事。


1986年开始从事功能神经外科,1994-1999年在美国洛杉矶加州大学医学中心功能神经外科中心接受功能神经外科训练。1999回国后率先采用脑深部电刺激(DBS)治疗帕金森病及手术治疗难治性强迫症等精神疾病, 2001年在世界上首次报告内囊前肢毁损产生脑葡萄糖代谢改变,2003年在世界上首先报告丘脑底核电刺激治疗肌张力障碍,现已在全世界广泛运用。2006年在国际上首创手术治疗神经性厌食症,使这种死亡率极高的疾病有了治愈的方法。 2005年担任第13届世界神经外科大会精神外科分会主席,2011年担任世界功能神经外科学会精神病外科治疗高峰论坛主席,2014年担任第九届亚澳立体定向及功能神经外科大会主席。数十次在国际专业学术会议大会做报告。


主编专著《Neurosurgical Treatments for Psychiatric Disorders》。参编多部国内外专著,在国内外各种专业杂志上发表专业论文数十篇,并参编本领域的权威专著《Stereotactic and functional neurosurgery》 、《Operative neuromudulation》 、《Neuromudulation》 ,主持多项国家自然科学基金等科研项目。



双功能区联合电刺激治疗难治性强迫症及物质依赖临床预试验