汪玉棋,鄶國虎,蔣 偉 （1. 武漢科技大學臨床學院附屬天佑醫(yī)院神經外科，湖北 武漢 40064；2. 武漢科技大學研究生院，湖北 武漢 40064；. 華中科技大學附屬同濟醫(yī)院神經外科，湖北 武漢 4000）

隨著人口老齡化程度的加重，帕金森?。≒arkinson's disease，PD）的發(fā)生率也在逐年增加，已成為人類第二常見的中樞系統(tǒng)慢性疾病[1-2]。早期PD 仍是首選藥物治療，晚期PD 主要采用手術干預，腦深部電刺激(deep brain stimulation，DBS)是治療晚期PD 應用最廣泛的手術之一[3]。目前已有的手術方式還有定向毀損術和神經組織移植術等[4]。不論何種手術方式，均需對靶向核團進行精確定位。核團的精確定位是立體定向手術治療PD 的關鍵環(huán)節(jié)。DBS 手術對精準度要求極高，若偏離目標核團的空間距離超過2 mm，將達不到預期的臨床療效[5]。其定位的方法由最初的術中有創(chuàng)定位逐步發(fā)展到無創(chuàng)定位和生理層面的定位方式。隨著對PD 認識程度的加深，靶點核團的選擇在開始的基底節(jié)區(qū)核團的基礎上增加了丘腦腹中間內側核（Vim）、黑質(SN)和紅核(RN)等[6]，其中DBS手術中常用靶點主要包括丘腦底核（STN）、Vim 和蒼白球內側核（Gpi）等[7]。早期DBS 手術主要由Leksell 框架協(xié)助完成。近年來，隨著人工智能（artificial intelligence，AI）技術的發(fā)展，無框架DBS 手術系統(tǒng)逐漸興起，如機器人輔助定位逐漸被用于DBS手術計劃[8]。

1 DBS手術的誕生

PD的手術治療有著悠久的歷史，十九世紀末二十世紀初的手術方式主要沿皮質脊髓束進行切斷，以對側輕癱為代價治療PD 運動癥狀。但Cooper[9]在對1 例PD患者進行開顱手術時意外損傷了脈絡膜前動脈，患者帕金森方面的臨床癥狀都得到了改善，這證明了基底節(jié)環(huán)路在運動生理學中起著重要作用，為PD 患者立體定向手術奠定了基礎。這之后蒼白球切開術成為了PD 治療的新選擇。早期手術均通過開顱進行，患者耐受性差，并發(fā)癥和病死率相對較高。隨著立體定向手術方式的興起，Wycis等[10]提出將立體定向手術用于治療PD 患者，并在毀損術前使用電刺激，取得了一定的臨床效果。因此，DBS成為手術治療PD現(xiàn)代發(fā)展的歷史起點。

2 影像學定位

2.1 腦室造影X射線定位

腦室造影X 射線定位是基于X 射線的定位方式，具有良好的物理穿透性[11]。但腦內微小核團與周圍腦組織在X 射線影像上的差異并不顯著，因而不能保證良好的精準度。為能更精確定位目標核團，通過對空氣加壓顯示腦室系統(tǒng)，定位室間孔及前后聯(lián)合線（AC-PC線）的位置，推算出靶點核團的位置，再轉換至定位儀上的坐標值（x、y、z、Ring、Arc 值），用于確定手術靶點。然而以過濾空氣作為造影劑在X射線上顯影欠清晰，難以分辨不同顱內結構，加壓的空氣往往使患者術后出現(xiàn)明顯頭痛等不良反應。有學者提出用碘劑代替過濾空氣進行腦室造影[12]。與空氣腦室造影相比，碘劑腦室造影雖能減輕術后頭痛癥狀，但因患者術中的特殊體位，常導致造影劑彌散受限，不能很好顯示室間孔和AC-PC 線的位置，故在對核團精準定位時存在一定的局限性。且腦室造影X射線定位操作流程復雜，難以避免人為偏差，且腦室穿刺對患者有一定的損傷，存在腦出血、癲癇等風險，造影劑還可能導致過敏等不良反應，故腦室造影X 射線定位逐步淡出。

2.2 計算機斷層掃描（computed tomography，CT）定位

隨著CT影像學技術的誕生，立體定向技術進入了計算機時代。1976 年，Amano 等[13]以CT 輔助定位，利用Leksell 頭架成功完成了1 例立體定向手術，CT 斷層掃描在立體定向手術中具有重要作用。將CT 薄層原始掃描數(shù)據(jù)導入計算機“Target”軟件，確定AC-PC線以及原點O（以AC 后緣中點到PC 前緣中點距離的中間位置定位原點O），明確靶點坐標：常見靶點STN 坐標在中線外側（12.01±1.25）mm，原點后（0.62±1.07）mm，AC-PC線下3 mm處；靶點Gpi坐標在中線旁開（19.99±1.48）mm，原點前3 mm，AC-PC 平面下（3.20±1.24）mm 處；根據(jù)不同患者的影像學結果可適當調整[14]。再換算成頭架坐標，用于確定手術靶點。然而，有研究表明，CT對腦內微小核團顯示度有限，腦內微小核團位置的確定取決于CT與MRI的聯(lián)合配準，這一限制使得基于CT 的DBS 定位方法未能得到長久發(fā)展[15]。且CT 定位時其掃描圖像分辨率有限，核團的可視化存在局限性，很難保證AC、PC 在同一層面，對于震顫明顯的PD 患者會出現(xiàn)偽影，需要多次掃描，增加了輻射量。

2.3 磁共振（magnetic resonance，MR）定位

為了更加精確地確定目標靶點，立體定向技術引入了MR掃描儀。由于MR導航的應用，開顱腫瘤切除術、顱內腫瘤活檢術的精準度得到明顯提升。MR 可根據(jù)腦組織鐵含量的不同區(qū)分顱內結構[16]，因而對腦組織的顯影較CT更清晰，能更清楚地顯示腦內各種組織結構（包括深部核團），且具有可以多方位成像、掃描層面薄、序列多等優(yōu)點，真正做到了靶點定位的可視化，并逐漸取代CT 成為新的定位方法。將磁共振成像（magnetic resonance imaging，MRI）導入計算機“Target”軟件；手術操作及核團定位類似CT輔助定位。單純MR 掃描的影響因素相對較少，STN、Gpi 等核團在MR 上能清晰顯影，更有利于靶點位置的確定，精準度也相應提高。然而，定位MRI 圖像需佩戴金屬頭架，存在邊緣變形失真、金屬偽影及圖像飄移等缺點[17]。許多微小核團在傳統(tǒng)的定位MRI圖像上顯示的清晰度并不理想，需結合特定圖像與核團圖譜的配準，耗時較長。一項前瞻性研究表明，在保證電極植入精準性與臨床療效的前提下，影像融合技術定位較單純MR 定位的優(yōu)勢在于可明顯縮短定位時間，減輕臨床醫(yī)生工作量，可指導穿刺路徑的選擇，盡可能避開血管，降低顱內出血的發(fā)生率[18]。盡管MRI 成像序列較CT 成像能更清晰地顯示靶點，但其存在耗時長、金屬偽影變異的差異、磁場不均勻性造成MR 圖像失真等缺點，且MR 定位核團最佳位置為AC-PC 線的橫軸位置，距離靶點核團位置較遠，可變性較大[19]。

2.4 CT與MR融合定位

有研究證明，CT 與MR 融合技術定位目標核團的精準度與安全性是有保障的[20]。CT與MR 圖像融合既彌補了CT對微小核團不能清晰顯影的不足，又減少了MR 的金屬偽影與腦脊液改變帶來的誤差[21]。成功植入電極后，在保持無菌原則的前提下，對患者行頭顱CT檢查，通過術前MR 成像與術中植入電極后實時CT成像融合觀察靶點的位置準確性，根據(jù)患者的不同情況進行調整。使糾正術前MR 成像的磁場不均勻性造成MR 圖像失真、術中腦脊液的流失產生的圖像漂移導致的靶點位置誤差成為了可能，為術中電極位置的偏移提供指導性建議，并且可及時發(fā)現(xiàn)穿刺道有無出血表現(xiàn)。但此種定位方法需要手術間配有CT設備，對手術間配置、患者的配合程度及術中無菌要求較高。

2.5 手術計劃系統(tǒng)定位

隨著計算機技術的進步，手術計劃系統(tǒng)逐漸得到發(fā)展。將MR 與CT 定位圖像導入Leksell Surgiplan 手術計劃系統(tǒng)（瑞典Elekta 公司）進行融合，根據(jù)融合圖像設計穿刺路徑，CT與MR的融合誤差在0.5 mm以內都是被大多數(shù)學者所接受的；若誤差較大，則需采用人工融合，并進行三維重建，其中包括血管三維重建，有助于制定手術計劃時避開血管、腦溝、腦室、腦功能區(qū)等重要顱內組織[22]。選擇靶向核團，在手術計劃系統(tǒng)中設置手術入路，當手術入路不滿意時，可隨意調整到最理想的位置參數(shù)，確定置入靶點的坐標值[23]。在手術計劃系統(tǒng)中進行預計劃，可保證手術靶點的準確性。手術計劃系統(tǒng)定位可以避免人工定位時的計算過程，Leksell Surgiplan 手術計劃系統(tǒng)可以根據(jù)術者選擇的目標靶點實時顯示相應坐標位置（x、y、z、Ring、Arc 值），同時可以在術前進行模擬穿刺，選擇最理想的穿刺路徑。但Leksell Surgiplan 手術計劃系統(tǒng)程序較影像學定位繁瑣，如圖像融合、系統(tǒng)注冊，系統(tǒng)本身存在的固有誤差會一定程度影響電極位置的準確性，且該定位方式不可避免地會因為術中腦脊液的流失出現(xiàn)腦組織偏移的可能。

3 微電極記錄信號定位

以上方式需要在術中對局部麻醉的患者進行影像學檢查，為了避免患者發(fā)生創(chuàng)傷應激綜合征，有學者提出通過植入靶點的微電極記錄細胞電生理信號，然后依據(jù)電生理信號的變化做出適當調整[24-25]。術中植入微電極，在距預設目標靶點上方10 mm處開始，記錄電極信號，一旦電極接觸到靶點的位置，記錄儀上會顯示典型的電生理信號，然后依據(jù)電生理信號的強弱、規(guī)律程度調整目標位置，如STN 核團呈現(xiàn)高頻、不規(guī)則、伴有震顫和強直的放電，要求神經元電信號大于4 mm；Gpi核團呈現(xiàn)爆發(fā)性、不規(guī)則、高頻、類似曲線性的點燃頻率[25]。若未出現(xiàn)典型目標核團電生理信號，則需調整穿刺道，但會增大患者顱內出血的風險。在植入電極后行臨時刺激，同時觀察局部麻醉患者PD 運動癥狀（如震顫、僵直等）的改善情況，再據(jù)此進一步確定植入電極是否在位。如患者出現(xiàn)手腳發(fā)麻癥狀，電極位置可能偏向STN 核團的后外方。雖然術中實時監(jiān)測臨床癥狀的改善情況對定位有很大幫助，但由于電極微毀損效應的存在，可能導致患者臨床癥狀的改善可信度不高，需結合電生理信號綜合判斷。結合術中電生理監(jiān)測，DBS 定位失誤率已明顯降低[24,26-27]。

4 總結與展望

本綜述將DBS 目標靶點的定位方式分為兩類六種。其中影像學定位方法由來已久，隨著影像學技術的發(fā)展，圖像的清晰度、辨識度越來越高，影像學定位方法具有較高的臨床應用價值。該定位方式的優(yōu)點在于術中無需額外的電極植入，降低了多次電極植入以及微電極的推進帶來的出血風險，缺點在于DBS 手術時要求患者維持與影像學檢查時相同的體位，且術中會存在腦脊液丟失的情況，導致出現(xiàn)腦組織漂移，在某種程度上影響了影像學方式對目標靶點定位的準確性；雖然結合術前MR 與術中CT 融合技術可以實時觀察電極植入位置，但可能會增加術中感染的風險。微電極記錄信號定位作為目前較為常用的術中定位方法，可實時記錄術中腦組織釋放的電生理信號，有助于加強臨床醫(yī)師對目標靶點邊界的掌控；但該定位方式需要臨床醫(yī)師具備豐富的微電極記錄信號的臨床經驗，且需要額外植入微電極的手術操作，會延長手術時間，還可能增加顱內出血的風險。無論何種定位方式，在不同患者身上都會出現(xiàn)不同的誤差，如若定位方式與電極位置形成一個閉環(huán)系統(tǒng)，則有助于實時評估電極植入位置是否理想。在實時評估電極植入位置這一方面CT 與MR 融合定位及微電極記錄信號定位占據(jù)一定的優(yōu)勢，可以及時反饋電極位置，同時避免了腦脊液丟失對電極位置定位的影響。而隨著各種成像技術、手術導航系統(tǒng)以及生理層面技術的發(fā)展，數(shù)字化醫(yī)療將發(fā)揮重要作用，相信未來對靶點定位可實現(xiàn)更高水平的可視化和實時化，DBS手術的定位精準度將會得到更大提高。