背景:脑性瘫痪(cerebral palsy, CP)是一种有多种病因的复杂综合征,其特征是运动功能低下和运动功能亢进范围内的一系列运动障碍(肌张力障碍或舞蹈症)。CP 常伴有神经和精神症状,如痉挛、共济失调和认知障碍。尽管目前治疗 CP 的方法包括药物干预、康复计划和痉挛缓解手术,但其效果仍然有限。脑深部刺激(deep brain stimulation,DBS)在控制运动障碍方面已显示出显著疗效,但其对 CP 的潜在治疗效果仍有待确定。
方法
我们报告了一例 44 岁亚裔女性的病例,由于产程过长而患有新生儿缺血缺氧性脑病。她在一岁时被确诊为患有儿童脑瘫。患者与同龄人相比发育迟缓,表现出各种症状,包括言语不清、宽基步态、右下肢马蹄内翻、双上肢不自主抖动和肌张力低下,接受左旋多巴治疗后症状未见好转。两年前,她出现了进行性头部震颤,紧张时症状加重,睡眠时有所改善。由于药物治疗无效,而且没有手术禁忌症,我们为她实施了双侧苍白球内侧部DBS(GPi-DBS)手术,以缓解她的运动功能障碍。
结果
经过 6 个月的随访,患者的运动症状(包括头部和四肢震颤以及肌张力障碍)有了明显改善。此外,患者的整体心理状况也有明显改善,焦虑和抑郁程度均有所减轻。
结论
DBS 是治疗与成人脑瘫相关的运动障碍症状的有效方法。而且,随着时间的推移,其疗效可能会不断提高。
前言
CP是一组持续性中枢运动和姿势发育障碍,由发育中的胎儿或婴儿的非进行性脑损伤引起,导致运动受限综合征1。CP 的临床表现多种多样,但一般包括运动发育迟缓,主动运动减少、肌张力障碍、姿势异常和反射异常。此外,还常常伴有感官、认知和行为障碍。目前,还没有针对性的药物干预措施来治疗 CP,因此,康复治疗仍是主要的治疗方法。传统的 CP 手术干预旨在通过减少痉挛和畸形来改善康复效果。然而,要进一步提高这些患者的生活质量,还需要新型的治疗干预措施。本报告介绍了一例罕见的使用 DBS 治疗以共济失调和肌张力障碍为特征的混合型脑瘫的病例。该病例中 DBS 的成功应用为治疗 CP 提供了一个全新的视角和潜在的突破。
方法和结果
我们展示了一例 44 岁的亚裔女性,她有 43 年的病史。由于产程过长,患有新生儿缺血缺氧性脑病。她在一岁时被诊断出患有 CP。与同龄人相比,患者的言语和身体发育迟缓,导致言语不清、行走不稳、步态宽大、右下肢马蹄内翻、双上肢不自主抖动、肌张力低下,左旋多巴治疗后症状无改善。在问诊过程中,患者否认出生时患有高胆红素血症,也否认药物中毒或用药过量,因此有效排除了核黄疸、中毒或药物引起的震颤。实验室检查证实,患者的甲状腺素水平在正常范围内,排除了甲状腺功能亢进的可能。此外,影像学检查结果显示,患者额叶信号稳定且略低,为 CP 的诊断提供了进一步的证据。两年前,患者开始出现不自主的头部震颤,紧张和情绪激动时会加剧,但睡眠时会有所改善。震颤不伴有肢体僵硬和运动迟缓。在过去的 10 天里,患者不自主摇头的症状有所加重,但与之前的扫描结果相比,其影像学数据未见明显变化。入院后,医生为其开具了美多芭缓释片、盐酸阿替洛尔以改善肢体震颤,艾地苯醌片以改善线粒体功能,以及乙酰谷酰胺注射液以营养神经。入院时进行的相关评估(表 1)证明,这些治疗并未取得预期效果2。因此,2022 年 7 月 12 日,在全身麻醉的情况下进行了 GPi-DBS,以缓解她的运动功能障碍。
术前
患者接受了针对 GPi 的双侧 DBS 电极置入术(L302,北京品驰医疗有限公司,中国北京)。手术计划是通过将术前脑 3.0 T 磁共振成像和脑 CT 数据导入 SurgiPlan 软件(瑞典斯德哥尔摩 Elekta Instruments 公司)制定的。根据扫描结果确定了 GPi 的框架坐标,左侧坐标为 X=116.5、Y=94、Z=109、Arc=103.5、Ring=54,右侧坐标为 X=81、Y=93.5、Z=109、Arc=84、Ring=56。在手术过程中,使用Omega电生理仪(Alpha Omega Engineering Ltd., Nazareth Illit, ISR)和记录电极监测 GPi 核中单个细胞的放电情况,以确定电极植入的深度,左右两侧均在目标上方 0.5 毫米处植入电极。通过术前和术后脑磁共振成像和计算机断层扫描数据的融合,分别确认了电极植入的准确性(图 1 和图 2)。手术过程中未发生麻痹和构音障碍等不良事件。
为避免微毁损效应,患者在术后 2 周开始使用该装置。
术后15天
术后对患者进行了 6 个月的随访,所有编程参数和量表评估见(图 3、表 1 和补充表 2)。起初,我们打开两侧的电极,开始使用以下参数:电压为 2.0 V,脉宽为 60 µs,频率为 120 Hz。当我们将频率参数提高到 150 Hz时,患者的头部震颤幅度减小了。在脑功能性疾病中,电压与治疗效果直接相关。虽然肌张力障碍治疗通常需要较宽的脉宽,但短脉宽刺激可以扩大治疗窗口的上限。因此,找到正确的参数平衡至关重要。在接下来的 6 个月里,我们根据患者的病情逐步调整参数,最终电压为 3.15 V(R)和 3.65 V(L),脉宽为 70 µs(R)和 80 µs(L),频率为 155 Hz。这些调整使患者的病情得到了全面改善。值得注意的是,头部和左侧肢体震颤明显改善,而右侧肢体震颤逐渐改善,但在书写测试中仍然较为明显。此外,患者表示日常活动能力有所提高,并对目前和未来的前景表现出乐观态度。各种评估评分均有不同程度的改善,包括 HAMA(25.00%)、HAMD(11.11%)、BFMDRS 运动评分(35.19%)、BFMDRS 残疾评分(20.00%)、FTM-TRS(41.67%)和 SF-36(47.00%)。这一趋势表明,延长刺激时间将使患者受益更多。
术后1月
术后3月
讨论
CP 的发病率约为 0.1%-0.5%,由多种因素引起,如围产期窒息、核黄疸和代谢性脑损伤。CP 的特征是运动控制失调,导致运动和姿势异常3。目前治疗 CP 的方法主要是口服药物,但没有高质量的临床证据来指导治疗4。虽然肉毒杆菌毒素和鞘内巴氯芬注射可对 CP 症状起到治疗作用,但其使用存在呼吸抑制和导管失效的风险。此外,选择性脊髓后根切除术是一种破坏性的外科干预措施,其疗效有限且不可逆,对其疗效存在争议。作为一种相对保守的手术方法,DBS 被越来越多的人认为是治疗难治性 CP 的一种安全有效的方法,外科医生可根据患者的不同症状为其量身定制刺激参数。DBS 的主要靶点是腹侧中间核(Vim)和 GPi。以往的比较研究表明,GPi-DBS 对获得性肌张力障碍、震颤和无痉挛的患者更有效,随着时间的推移效果更明显,而 Vim-DBS 对快速运动障碍更敏感5, 6。
有几项小样本量研究报告称,13 名患者在 GPi-DBS 治疗后病情有明显改善。这种改善体现在 BFMDRS 运动评分平均提高了 24%。此外,GPi-DBS 的积极效果会随着时间的推移而持续,只有一名患者对 GPi 和 Vim 刺激无效,这与之前的研究一致7, 8。根据患者需求和文献综述,我们选择 GPi 作为植入目标。最近的证据表明,小脑和基底节区域之间存在联系,包括小脑和纹状体之间的密集投射,以及小脑核异常振荡活动的减弱,从而缓解震颤9, 10。小脑和基底节通过红色皮层和丘脑的非突触通路相互连接。此外,有研究表明,在缺氧性脑病中,小脑通常受到保护而免受损伤11, 12。目前,小脑正被视为潜在的刺激目标,尤其是齿状突触丘脑束,这可能对难治性肌张力障碍和痉挛患者有益13, 14。
尽管侵入性神经调控被认为是治疗 CP 的 "最后手段",但这一领域的研究仍处于早期阶段,主要包括个别病例和小样本量研究。此外,由于 CP 症状的异质性,确定适当的患者筛选标准仍具有挑战性。这些因素导致研究进展缓慢,并且在最佳刺激目标和 DBS 植入时机方面缺乏共识。虽然最初的研究已经证明了 CP-DBS 对成人的疗效,但目前还不清楚是否有必要对 CP 儿童进行早期 DBS 干预。早期使用 DBS 治疗可促进神经重塑、调节不良发育结果并预防畸形;在青春期生长高峰期可能需要进行手术调整。
总之,在这例罕见的难治性混合型CP病例中,双侧 GPi-DBS显示出令人惊讶的积极疗效。这一结果凸显了 DBS 治疗 CP 的可行性和有效性,因为它可能涉及到对由大脑皮层、小脑和基底节组成的高度整合神经网络的调节。它还强调了进行大样本量和多中心 CP-DBS 研究的重要性。
图 1. (A) 左侧 GPi:在监测过程中,记录了从目标上方 6.50 毫米到目标上方 0.50 毫米的 GPi 放电,电极放置在目标上方 0.50 毫米处。(B) 右侧的 GPi:在监测过程中,从目标上方 6.20 毫米到目标上方 0.30 毫米记录 GPi 放电;电极放置在目标上方 0.50 毫米处。
图 2:(A)将术前颅脑 3.0 T 磁共振成像和头颅 CT 数据连同框架导入 Surgiplan 软件,以制定手术方案。(B) 术后 CT 扫描显示电极周围无出血或气泡。(C) 术后 CT 和术前 MRI 融合显示电极植入轨迹和植入位置准确无误。
图 3. (A) HAMA 评分趋势。(B) HAMD 评分趋势。(C) BFMDRS-运动评分趋势。(D) BFMDRS-残疾评分趋势。(E) FTM-TRS 评分趋势。(F) SF-36 评分趋势。(G)和(H)在手术前和手术后 6 个月,使用有严重症状的右手测试 FTM-TRS 的 A、B、C 图。HAMA,汉密尔顿焦虑量表;HAMD,汉密尔顿抑郁评定量表;BFMDRS,伯克-法恩-马斯登肌张力障碍评定量表;FTM-TRS,法恩-托洛萨-马林震颤评定量表;SF-36,36项简表健康调查。
表1 患者 GPi-DBS 术前术后临床评分
表2 患者随访期间程序控制的详细参数
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专家简介
章文斌 主任医师
南京医科大学附属脑科医院
教授 主任医师 博士生导师
中国医师协会神经调控专业委员会委员
中国医师协会神经外科分会神经电生理监测专业委员会委员
世界华人医师协会、世界华人神经外科协会功能神经外科专业委员会常委
中国神经调控联盟常务理事
湖南省癫痫与帕金森专病联盟特聘专家
《临床神经外科杂志》副主编、编辑部主任
国家神经外科手术机器人应用示范项目专家指导委员会委员
主要从事帕金森等运动障碍疾病的外科治疗,近年主持国家重点研发计划子课题及省级重点研发项目等课题5项,发表学术论文50余篇,建立华东地区最早的远程程控中心