立体定向功能神经外科的 发展趋势

立体定向功能神经外科的发展趋势

摘要】立体定向神经外科是通过影像学定位，在立体定向仪引导下将手术器械

精确导入所定靶点，对功能性疾病和非功能性疾病进行诊断和治疗。功能神经外

科是对神经系统功能性疾病，如癫痢、锥体外系疾病、疼痛和精神性疾病等，用

外科手术方法进行治疗和研究。本文针对主要功能神经外科疾病诸如帕金森病（Parkinson＇s disease）、顽固性癫痫等进行立体定向神经外科技术发展及趋势

的探讨。

【关键词】立体定向技术；功能神经外科；发展趋势

功能神经外科是神经外科的一个重要分支，是以不同的方法改变与调整神经

的功能，达到消除或缓解某些神经系统和内分泌系统疾病的症状，而非根治疾病。功能神经外科的范畴，包括治疗不自主运动、疼痛、癫痫、精神病等，同时也用

于对神经功能进行生理学的研究。立体定向技术是神经外科技术的一个组成部分，它与功能神经外科不是同义语。功能神经外科常依赖立体定向技术作为治疗手段，但立体定向技术的应用范围不仅仅限于治疗功能性疾病，还可以治疗一些器

质性疾病，并达到根治病变的目的[1]。如近年来发展起来的立体定向放射神经外科（X 刀、γ刀）、孔洞神经外科、内窥镜神经外科以及脑手术指挥棒系统等，

都与立体定向技术密切相关。

1 立体定向术概述

立体定向术与常规的神经外科手术不同，是借助立体定向仪，在X线检查或CT、MRI等配合下，对脑或脊髓内某一结构或病灶精确定位，而后通过立体定向

系统，将手术器送达目标点进行指令性的处理，或在导向器指引下进行定位直视

手术[2]。立体定向术由 Horsley与Clarko所创始，1908 年制成定向仪，过去主要

用于研究脑深部结构的定位及相应的生理功能。1947 年，Spiegel与Wyeis首先

将这一技术用于治疗帕金森病（震颤麻痹），以后得到推广，立体定向术应用的

范围也逐渐扩大到治疗脑瘤、脑血管病、颅内异物摘除等方面[3]。一般来说，立体定向手术对脑的侵袭性较小，术后反应也较轻，是现代神经外科的重要发展方

向之一。

2 帕金森病的外科治疗

2.1 探索历程

帕金森病的问题已经困扰了神经科学家和临床医生将近一个世纪。早期以抗

胆碱能制剂类药物治疗，对于缓解进行性震颤、僵直、运动不能、姿势障碍的作

用是非常有限的。PD 的震颤及运动障碍的外科治疗的历程是一个科技进步、经

验积累、意外发现相结合的复杂过程。1817 年James Parkinson 提出该病，以后

有人发现个别PD 发生脑血管意外后对侧肢体震颤消失。1909 年Victor Horsley给

病人施行运动神经根切断术，结果震颤消失，这一点在30 年后由Paul Bucy证实[4]。20 世纪初，RoberHenry、Clarke 和VictorHorsley初步发展了立体定向技术，

直到1947 年，该技术才应用在病人身上， Spiegel 和Wycis 实施了丘脑背内侧核

毁损术，这是一项精神外科治疗，随后斯德哥尔摩的Leksell 和巴黎的Talairach

于1948 年也报告了立体定向手术。人们发现该技术适用于皮层下病变导致的精

神性疾病以及慢性疼痛等疾病，特别适用于皮层下定向治疗PD引起的运动障碍

和震颤[5]。

2.2 治疗现状

2.2.1 射频毁损术在射频热凝毁损法之前人们经历了直流电破坏法，许多19

世纪的工作证明了直流电可造成神经组织的毁损作用。 Beaunis(1868)、

Fournie(1873)和其他的人利用双极电极在动物身上制造了第一个电解脑损害模型。他们认为正极毁损更优越，因为产生气体更少。1947 年，Spiegel 和Wyas 报道了

第一个实体直流电脑破坏实验。6 年后，Sweet 和Mark 证明了直流电破坏的缺点。他们提出直流电损害可依电极的几何形状、毁损电流、毁损时间以及混合因素

而变动。最早发现射频与组织相互作用，始于早期无线电工作人员碰到射频电流

与发报机的不适当的部分而产生的烧灼现象[6]。 20 世纪20 年代，Harveglashing

和Bovie 详细研究了射频能量的电切和电凝作用。随后Sweet和Mark的工作证明，高频电流可用于更便于控制的神经系统的毁损。在20世纪50年代早期，Aranow和Cosman 利用射频制成了第一个实用的、商品化的射频发生器。通过控

制电流和能量水平而使脑部毁损有一个光滑的边界，这与以往的直流电毁损相

比有了重大的改进[7]。不久，Riechart和Mundinger 强调了监测电极顶端温度的

重要性以保证毁损范围的恒定。此后，射频毁损在神经外科有了最重要的进展，

就是通过立体定向技术使用特殊电极对脑内靶目标进行毁损。此后，使用特殊电

极通过立体定向技术对脑内靶目标进行的射频毁损术成为神经外科最主要的发展。随着临床经验的积累，人们认识到，脑立体定向毁损术的疗效对震颤效果最好，对僵直次之，对运动减少效果最差[8]。目前认为，毁损丘脑腹外核的后部（Vim）对震颤是最有效的，而毁损前部对僵直最好。有证据表明[9]，干涉苍白球丘脑连接对僵直和运动减少是最适宜的。

2.2.2 脑深部电刺激术脑深部电刺激术（DBS）发展于20 世纪 70 年代，最早

用于疼痛的治疗。1987 年法国Benabid 教授首次采用 DBS刺激丘脑腹外侧核治疗

帕金森病震颤取得了成功。1993年DBS 通过了欧洲CE 标准，1997 年美国FDA 批

准进入美国市场，1998 年该手术开始在我国开展。术中医生将电极插入脑内异

常放电区域（也就是产生静电干扰的区域），通过电极释放特殊的抑制电流，可

减弱或抵消静电干扰的影响，从而改善帕金森病的症状。DBS 术常用的靶点是丘

脑腹中间核（Vim）、苍白球腹后内侧部（Gpi）和丘脑底核（STN）。实践证明[10]，DBS 疗效满意，不存在复发问题；不造成毁损性脑损伤，避免了损伤邻近

重要结构引起的永久性并发症；可行双侧手术，改善双侧症状，对中线症状改善

也较理想；术后左旋多巴类药物的用量可明显减少；电刺激的各项参数（电压、

波宽、频率及电极连接方式）可随时调整，做到因人而异以发挥最佳效应。

2.2.3 移植外科移植外科是将能产生多巴胺的神经元移植入患者的纹状体内，

尝试重建患者脑内多巴胺水平，将患者的“帕金森病时钟”拨回到疾病的较早阶段。正常情况下多巴胺能神经元主要位于黑质内，但是黑质体积比纹状体小并且难以

到达，因此细胞移植入纹状体内较为容易和安全[11]。但是由于这些外来细胞未

被移植入黑质内，因此它们并不能像黑质多巴胺能神经元那样接受、交换、分析、处理和演绎来自脑内其他区域的信息。同毁损术或DBS 术不同的是，细胞移植的疗效在术后数月内并不明显，这是因为移植的细胞需要一定的时间将自身整

合入患者的脑内才能发挥功能。大多数（但不是全部）接受移植手术的患者需要

使用免疫抑制剂以防止脑组织排斥移植的细胞。目前不同学者对于使用免疫抑制

剂的必要性仍存在不同意见。

3 顽固性癫痫的外科治疗

3.1 探索历程

早在1940 年Erickon 就曾描述过猴的动物实验，一例大脑半球的癫痫放电可

扩散至对侧半球，并认为这种扩散主要是通过胼胝体。与此同时，Van Wagenea