大口径1.5 T MRI引导脑深部电刺激术

2014-11-21 09:58 来源:丁香园 作者:吴月奎
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在美国,以脑深部电刺激(DBS)方式的神经调制已批准用于治疗运动障碍性疾病,如帕金森病(PD)、特发性震颤、肌张力障碍等,其他一些疾病(例如强迫症、癫痫、肥胖、神经性厌食症)的神经调制治疗正处于临床试验阶段。PD的常规手术策略是在病人清醒状态下对其特定脑核团通过有框立体定向技术靶向毁损。

然而,尽管研究已证明DBS在治疗PD方面效果肯定,但因很多患者更倾向于清醒状态下的手术模式,最终放弃了DBS这种治疗方法。医疗团队更关注于新方法与传统疗法的植入和脑功能变化差异,以期为疾病的治疗提供更多的意向选择。

磁共振成像(MRI)引导的立体定向是一个新兴的外科植入技术,有望解决清醒手术相关问题,为MRI成像引导的药物输送、基因治疗、细胞治疗等技术提供良好的医疗平台。

早期阶段,利用DSB治疗PD中使用MRI的目的只是帮助术中定位植入物,确保手术的精准性,如2003年Patel NK在J Neurol Neurosurg Psychiatry.杂志上发表的文章,以及最近Foltynieet教授研究的MRI辅助定位(不用微电极记录策略),没有关于MRI引导DBS。

为此,来自美国威斯康星大学Karl A. Sillay教授研究并报道了其团队通过MRI引导丘脑底核(STN)DBS电极植入术的结果,并与之前由微电极记录(MER)定位辅助的STN DBS做比较,文章发表于近期出版的Clinical Neurology and Neurosurgery杂志上。

美国威斯康星大学神经外科和生物医学工程中心2011年4月至2013年3月共10例PD患者行MRI引导DSB共放置20个电极,与30例PD患者行非MRI引导的基于清醒状态有框DBS进行比较。该手术是在一个特制的术中MRI套房中进行,配置允许MRI制导DBS系统,使用大口径(70cm)的1.5T磁共振成像系统。

1.清醒状态有框立体定向(术前MRI的MER定位)

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1a. 镇静状态下患者佩戴可见CRW基准发光的有框CT/MR,术前行高分辨CT扫描采集信息,利用软件(Framelink 5.0,美敦力)进行术前计划,术前MRI扫描融合增强CT,确定坐标、轨迹。

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1b. 清醒状态下行小孔开颅,利用有框立体定向技术放置电极,用MER确认轨迹的位置,包括STN和苍白球内侧部(GPi)。

2. 进入MR之前,取下患者佩戴金属装饰品以免干扰机器磁场,同时确认患者无内置心脏起搏器、神经刺激器、人工耳蜗、脑动脉瘤夹和金属支架等。

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2a.MRI颅脑装置固定于GE MR450传送设备;

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2b.MRI颅骨固定系统与GE Flex线圈的侧视图;

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2c.MRI颅骨固定系统与GE Flex线圈的颅顶视图。

3.成像及手术

一灵活的六通道、二叶表面线圈位于头部固定装置和病人头部之间(图2b),转入至标准手术室之前患者接受最后一次MRI安全检查,注意保护病人的气道,做好措施预防深静脉血栓形成,患者周围用软垫填充系好安全带(图3a),该阶段控制设备温度亦很重要。计算机绘制提供大量字母组合的坐标以及相关的三维球轨迹系统(图3b),模拟手术路径(图3c)。

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3a.准备术前最好一次MRI扫描前

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最终10例患者(男性和女性各5例,平均66岁)行MRI引导DSB,于双侧STN放置20个电极。所有患者均手术成功,STN位置准确(其中一例利用MER重新定位),最初3例患者的平均手术时间为8小时24分钟,随着操作逐渐娴熟,后期手术时间缩短,所有10例患者的平均手术时间为6小时9分钟。成像探针和DBS植入电极之间的的径向误差范围(预期的和实际的轨迹之间的差异)从0.1到2.3mm,平均1mm(图4)。

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图4.计算针轨迹与预期轨迹并进行比较。

因此,作者认为MRI引导DSB是治疗PD的一种新技术手段,效果与MER引导治疗方法无明显差异,且操作更为简单、手术时间更短,并总结如下:

1.团队合作以及优化的技术流程,能提高该手术效率,需要对团队人员进行相关培训;

2.该技术无MRI射频能量积累相关的并发症,例如特定吸收率(SAR)或外周神经刺激等;

3.在其有限的病例中,未出现颅内血肿等并发症;

4.必要时同时利用术中电极定位和MR引导下立体定向技术;

5.未来的制导系统可以允许MRI扫描仪耦合手术指导系统,可减少操作时间和提高效率,实现动态实时成像技术。

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