2026年07月24日发布 | 548阅读

【中国声音】JNS|丘脑底核脑深部电刺激术治疗Meige综合征:最佳刺激位点与网络靶点的映射研究

郑文韬

厦门大学附属第一医院

陈曦

厦门大学附属第一医院

郝庆沛

北京大学人民医院

刘如恩

北京大学人民医院

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近期,北京大学人民医院神经外科刘如恩教授/厦门大学附属第一医院研究团队在神经外科国际知名期刊《Journal of Neurosurgery》(2025年影响因子/JCR分区:3.6/Q1)上发表了题为《Subthalamic nucleus deep brain stimulation in Meige syndrome: mapping the optimal stimulation sites and network targets》的研究论文。研究综合探究了双侧丘脑底核脑深部电刺激术治疗Meige综合征的最佳刺激位点与功能网络靶点。北京大学人民医院神经外科主任刘如恩教授为本文的通讯作者,厦门大学附属第一医院郑文韬博士&陈曦主任医师、厦门市仙岳医院王琛副主任医师、北京大学人民医院郝庆沛博士为本文的共同第一作者。


[REF: Zheng WT, Wang C, Chen X, Hao QP, et al. Subthalamic nucleus deep brain stimulation in Meige syndrome: mapping the optimal stimulation sites and network targets. J Neurosurg. Published online May 1, 2026. DOI: 10.3171/2025.12.JNS251548.] PMID: 42066342.


引 言


Meige综合征是一种罕见的节段性颅颈部肌张力障碍疾病,主要表现为眼睑痉挛和口下颌部的肌张力异常。双侧丘脑底核脑深部电刺激术(STN-DBS)是较为有效的疗法,但STN核团体积小且解剖变异大,导致精确定位较为困难,且疗效存在延迟效应也进一步增加了参数调整的难度。电极的有效刺激体积及对远程脑区的调控均与疗效密切相关,因此,确定最佳刺激位点并理解其与各个相关脑区的功能连接对于优化手术疗效至关重要。然而,相关研究数据较为有限,且全局功能网络连接对运动功能的影响仍不明确。为此,本研究基于大样本长期随访数据探索STN-DBS的最佳刺激位点,评估刺激位点相关的全脑功能连接,并在独立队列中进一步验证以上发现。


方 法


本研究回顾性分析了在两个中心接受双侧STN-DBS治疗的Meige综合征患者的随访数据,采用Lead-DBS工具箱、DBS最佳刺激位点映射探索器(DBS SweetSpot Mapping Explorers)和DBS网络映射探索器(DBS Network Mapping Explorers)等工具,从局部刺激效应和全脑功能连接两个层面进行分析,并通过多种交叉验证策略和独立队列外部验证确保模型的可靠性和泛化性(图1)。


图1. DBS的最佳刺激位点和网络映射方法的研究模式图


使用Advanced Normalization Tools对术前MRI与术后CT进行配准,并实施校正以减小气颅所致脑移位带来的偏差,随后使用对称微分同胚配准将采集的图像配准到蒙特利尔神经学研究所(MNI)空间。采用Lead-DBS工具箱中的PaCER算法直接在标准化空间中重建和定位电极轨迹,所有预处理步骤均经人工二次验证以确保数据质量,必要时进行手动调整。


基于刺激参数,利用SimBio/FieldTrip框架在模板空间中重建电场,以模拟电刺激的空间分布。通过有限元法结合个体化刺激参数,为STN内每个有效触点计算激活组织体积(VTA),并在100μm分辨率的BigBrain模板上于MNI空间中进行可视化。电极及相应电场最终通过术前MRI数据标准化衍生的变形场投射至标准空间。该流程可通过Lead-Group Toolbox、DBS SweetSpot Mapping Explorers和DBS Network Mapping Explorers等工具包对电极放置和刺激分布进行组级可视化和分析。


结 果


STN-DBS对运动症状的影响(图2)




训练组的BFMDRS运动评分从基线的14.9分降至随访时的5.4分,改善率为63%(P<0.001);验证组从14.2分降至6.5分,改善率为56%(P<0.001)。残疾评分方面,训练组改善率为60%,验证组改善率为54%。两组在术前术后评分及改善率上均无显著差异。


图2. 训练组和验证组在基线和随访期间的BFMDRS运动和功能障碍评分


电极定位与刺激范围(图3)




刺激触点主要集中于STN核团的背外侧感觉运动亚区,双侧呈对称分布。训练组与验证组之间的触点的MNI坐标无显著差异。VTA在感觉运动亚区的重叠体积最大,联络区次之,边缘区最少,两组间各亚区之间的VTA体积均无显著差异。


图3. 使用Lead-DBS工具箱对电极放置路径进行可视化


最佳刺激位点(图4)




最佳刺激位点图在MNI坐标X=12、Y=-13、Z=-6和X=-12、Y=-13、Z=-6处分别显示出峰值,VTA的主要部分位于STN背外侧感觉运动区并部分延伸至中间联络区。留一交叉验证以及3折、5折、7折、10折交叉验证结果均较为一致(R=0.38~0.44,P<0.01)。训练组、验证组和合并组分析结果也均高度一致,证实了结果的稳健性。


图4. 训练组、验证组和合并组中与症状缓解相关的最佳刺激位点的空间概率图


全脑功能网络连接(图5、补充材料图)




在运动症状改善明显的患者中,电刺激部位主要表现为与小脑、额上回和颞中/颞下区的正向功能连接,以及与感觉运动皮层、额下回和颞上回的负向连接(图5A),训练组(图5A)、验证组(图5B)和合并组(图5C)的结果具有高度一致性。留一交叉验证以及3折、5折、7折、10折交叉验证结果均较为一致(R=0.56~0.60,P<0.01)(补充材料图)。


图5. 与各队列运动症状改善相关的全脑功能连接模式图


补充材料图. 模型验证和相关区域的空间映射图


模型预测与验证




在独立验证组中,两种模型的预测相关系数分别为R=0.59(P=0.020)和R=0.74(P=0.002),两种模型在多种交叉验证策略中均有稳定的表现。


讨 论


本研究构建了结合局部解剖定位与脑网络分析的双层次研究框架,系统探索影响治疗效果的关键因素。研究发现,临床疗效与电极植入位置及刺激范围密切相关,最佳刺激区域主要位于丘脑底核背外侧感觉运动亚区,并向中央联合功能区域延伸,提示该区域可能是改善Meige综合征运动症状的重要解剖基础。电极位置决定刺激诱导电场的空间分布,而VTA与关键功能区域的重叠程度进一步影响神经调控效果。


本研究通过留一法交叉验证、多种K折交叉验证及独立验证队列验证了最佳刺激模型的稳定性和预测能力。结果表明,DBS疗效优化不仅依赖于传统的精准解剖靶点定位,还需要综合考虑刺激体积及其对周围神经网络的调控范围。这一发现对于方向性电极、多独立电流控制等新型刺激技术的应用具有重要意义,可为个体化电极植入规划和术后参数优化提供依据。


脑网络分析进一步显示,良好的临床疗效与刺激区域至小脑的正向功能连接以及至躯体感觉皮层的负向功能连接相关,提示STN-DBS可能通过调节异常感觉运动网络发挥治疗作用。小脑参与运动协调和运动学习,其异常功能及小脑-丘脑-皮层环路紊乱可能参与肌张力障碍发生发展。与此同时,躯体感觉皮层功能异常与感觉运动整合障碍密切相关,STN-DBS可能通过调节相关网络活动,减少异常感觉输入和运动溢出,从而改善症状


综上,本研究揭示了STN-DBS治疗Meige综合征过程中解剖定位与功能网络协同作用的潜在机制,强调了基于刺激位点和网络连接特征进行个体化神经调控的重要性。未来结合纵向网络变化研究,有望进一步阐明DBS诱导的神经可塑性机制,并推动精准脑刺激策略的发展。


结 论


本研究验证并拓展了研究团队于2025年发表在《Neurosurgery》杂志(2025年影响因子/JCR分区:3.9/Q1)的前期研究结果(参考文献:Zheng WT, Hao QP, Chen X, et al. Subthalamic Nucleus Deep Brain Stimulation for Meige Syndrome: Long-Term Outcomes and Analysis of Prognostic Factors. Neurosurgery. 2025;96(6):1282-1289.)(推荐阅读:《【中国声音】丘脑底核脑深部电刺激术治疗Meige综合征的疗效及影响因素分析》)。在临床预后影响因素的探索基础上,进一步探讨STN-DBS电极最佳植入位点(DBS SweetSpot Mapping)和最佳刺激调控网络连接特征(DBS Network Mapping),从局部和整体两个角度综合阐释了STN-DBS的调控作用。


结果显示,Meige综合征患者STN-DBS术后的疗效改善与丘脑底核背外侧亚区的精准刺激,以及其与小脑和感觉运动皮层区域的特定功能连接密切相关。通过独立队列验证,研究模型表现出良好的稳定性和泛化能力。研究表明,整合解剖定位与脑网络特征可为电极植入规划及术后程控优化提供依据,从而更好地推动Meige综合征个体化神经调控策略的发展。


第一作者简介


郑文韬 主治医师

厦门大学附属第一医院

医学博士,北京大学优秀毕业生,福建省医疗卫生类引进生,福建省高层次人才(C类),厦门市高层次人才(C类)

2023年博士毕业于北京大学临床医学(八年制本博连读)专业,师从神经外科专家刘如恩教授;就读期间曾荣获全国无偿献血奉献奖金奖、全国无偿献血奉献奖银奖、博士研究生国家奖学金、北京大学三好学生标兵、北京大学三好学生、北京大学优秀共青团员、北京大学医学部优秀共青团员、北京大学优秀医学生奖学金等荣誉

主要从事功能神经外科相关研究,主持福建省自然科学基金项目1项;以第一作者身份在《Neurosurgery》(2023、2025)、《Journal of Neurosurgery》(2022、2025、2026)、《European Journal of Neurology》(2023)、《中华神经外科杂志》(2020、2022、2024)、《中华神经医学杂志》(2019、2023、2024)发表论文12篇

陈曦 主任医师

厦门大学附属第一医院

医学博士,主任医师

厦门市高层次人才,厦门大学硕士研究生导师、助理教授

美国匹兹堡大学医学院(UPMC)颅底外科中心公派访问学者

中国垂体腺瘤协作组青年委员

中国医师协会内镜医师分会神经内镜学组委员

中国医师协会脑胶质瘤专业委员会基础研究与转化学组委员

中国神经科学学会神经肿瘤分会委员

福建省中西医结合学会神经外科分会委员

福建省海峡医药交流协会神经微侵袭治疗专业委员会委员

厦门市医师协会神经外科分会委员

厦门市中西医结合学会神经外科学分会委员,厦门市科技局专家库专家

厦门大学附属第一医院垂体瘤、胶质瘤多学科联合诊治团队(MDT)成员

主持福建省自然科学基金项目2项,福建省卫计委青年科研课题1项,厦门市科技计划项目1项,厦门市医疗卫生高质量发展科技计划项目1项

以第一作者/通讯作者发表文章20余篇

郝庆沛 主治医师

北京大学人民医院

以第一作者/共同一作身份发表论文10篇,包括中文核心期刊2篇,SCI 8篇;其中5篇JCR分区均为1区,累计影响因子36分,单篇最高影响因子11.1分

荣获北京市优秀毕业生、北京大学优秀毕业生、北京大学三好学生、国家卫健委第一三共奖学金、北京大学优秀科研奖、北京大学学术创新奖、北京大学一等奖学金等


通讯作者简介


刘如恩 主任医师

北京大学人民医院

医学博士,主任医师,北京大学教授,中科院、北京大学、南昌大学博士研究生导师,博士后导师

北京大学功能神经外科研究中心主任,北京大学神经外科学系副主任,北京大学人民医院神经外科主任

中国医师协会周围神经专业委员会主任委员,中国医药教育协会医疗器械管理专业委员会神经外科分会主任委员,国家创伤临床医学中心颅脑创伤专业委员会副主任委员,中国医师协会神经外科医师分会常委,中华医学会江西省分会神经外科专业委员会名誉主任委员,中国医师协会微侵袭专业委员会副主任委员,中华医学会神经外科分会功能神经外科学组委员,中华医学会北京市分会神经外科专业委员会常委,国家创伤救治与神经再生教育部重点实验室PI,北京大学医学部临床医学专业器官系统副PI,北京神经内科学会全科医学专业委员会常委,北京医师协会神经外科专科医师分会理事,中华神经科学学会神经损伤与修复分会第二届委员会委员,中国抗癫痫协会神经调控委员会委员

中华神经创伤外科电子杂志副总编辑,中华实验外科杂志、中华行为医学与神经科学杂志、中华神经科与临床康复杂志、中国临床神经外科杂志、解剖与临床杂志、中国临床医师杂志、中国现代外科杂志编委

主持科技部等国家国家级课题7项,获省部级课题4项

科技部、国家自然科学基金、北京市科委等科技项目评审专家



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