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2013/5/14

腦深層電刺激

腦深層電刺激(Deep Brain Stimulation)
巴金森氏病人服藥後,隨著病情的進展,此時藥物會引起ㄧ些行動不良的副作用。最常見的,就是令人困擾的異動症 (dyskinesia),此種症狀會引起肢體不自主的抖動、會跳躍,常令人無法正常生活。
除了藥物引起的副作用外,左旋多巴胺經長時間服用後,並不再具有最初時的療效,而會形成一種「開」和「關」的交替反應;當藥物引起「開」反應時,此時病人可得到良好的症狀控制,但是引起了「關」反應時,此時病人的症狀並不能夠獲得控制,因此在「關」反應期便喪失了正常活動的能力。所以當病人因上述兩種原因(藥物的副作用或產生開關現象),而得不到正常的行動能力,或生活品質受到影響時,此時便須要考慮手術治療。
目前治療巴金森氏病的手術治療有:
  • 燒灼破壞術:例如丘腦燒灼術 (thalamotomy) 及蒼白球燒灼術 (pallidotomy) 。以此種方法破壞腦中皮質下核小區域內不正常的細胞活性,通常它是不可逆的,同時對於兩側均需要手術的病患,此種方式具較高的危險性。目前丘腦燒灼術只用於僅有顫抖症狀的病人,而蒼白球燒灼術也完全被腦深層刺激術 (DBS) 所取代,除非病人只有單側症狀,或無法負擔 DBS 的高額費用。
  • 腦深層刺激術 (Deep Brain Stimulation, DBS):DBS 手術包括了植入一個細長的電極導線(electrode),至腦中的丘腦下核 (subthalamus nucleus,STN) 或是蒼白球內核 (globus pallidus internal segment,GPi),此一導線經皮下和植入於胸前的脈衝產生器 (pulse generator) 相連。
DBS 電極導線須植入腦中有三處標的 (targets),可做為 DBS 之植入標的,分別是丘腦下核 (subthalamus nucleus,STN),蒼白球內核 (globus pallidus internal segment,GP) 和丘腦的腹中央區 (ventro-intermediate nucleus,VIM)。這些小區域具有許多神經細胞束,在控制運動方面,扮演了重要的角色。目前而言,刺激 VIM 只能改善顫抖症,並不能改善巴金森氏病的其他症狀。
刺激丘腦下核 STN 或蒼白球內核 GPi,對巴金森氏病的各種症狀包括了顫抖 (tremor)、僵直 (rigidity) 及運動遲緩 (bradykinesia),均能得到良好的控制效果;此外對藥物引起的異動症 (dyskinesia),亦有明顯的療效。
不同於燒灼手術,DBS 不會破壞腦部組織,它是一種可逆式的反應,藉著產生電流來控制調節腦內不正常的活動訊息,而達到運動症狀的控制。目前 DBS 已成為治療巴金森氏病最有效的手術方式。
目前而言,真正的 DBS 治療機轉並不是很清楚,但是我們知道的是,DBS 並不是直接作用於產生多巴胺的細胞上,不會改變腦中多巴胺的濃度,但它能導正因多巴胺缺損造成的 STN/GPi 不正常放電,或是 DBS 電流能影響到附近神經纖維束的活性,使得大腦得到正確的訊息,進而使得不正常的運動狀況得到矯正。
DBS 手術評估
判斷病人是否合適做 DBS 的手術,必須評估下列各項條件,
  • 病人智力或記憶力是否正常,通常失智患者並不適合;
  • 過去服用左旋多巴胺是否有明顯的症狀改善,病人目前的「開」反應期是否明顯,且於「開」反應期是否具有良好行動能力;
  • 必須經醫師確診為巴金森氏病,而非其它的「非典型巴金森氏症」,或續發性的巴金森氏症;
  • 無伴隨其他嚴重的慢性疾病;
  • 病人充分了解手術的過程及手術後的追蹤程序,且不能期望過高,手術僅是改善運動方面的症狀,把不好的「關」反應期,變成好的「開」反應期,但是於「開」反應期的狀況,DBS 並不能讓它變得更好。此外 ,DBS 不能保護腦細胞,防止巴金森氏病繼續惡化;
  • 病人的年紀;DBS 的效果通常是隨著病人年紀的增加而遞減;相反的,手術的危險性卻隨著病人年紀的增大而遞增,除非是病人的身體狀況很好,且完全符合各種條件,否則我們很少替 75 歲以上的病人做手術;
  • 病人腦部的磁振造影 (MRI) 必須是正常的,且無其它的血管病變、水腦或是嚴重的腦萎縮;
  • 病人必須能夠和醫生配合,且於清醒狀態下能承受 3-4 小時的手術
DBS 手術
病人是於清醒狀態下,接受局部麻醉,來接受電極線植入手術。此種手術,屬於立體定位腦部手術;所謂立體定位手術,就是手術前,先搭一個金屬頭架於頭骨上,而後再戴著此一頭架進行磁振造影 (MRI)的掃描。醫生於電腦上將手術的標的座標找出,而後於開刀房進行手術。手術過程是在局部麻醉之下,於頭頂(髮線之後)鑽一個大約新台幣五元大小的洞,而後將我們計算好的標的座標 X、Y、Z 調整好(標的為電極線要植入的 STN、GPi 或 VIM),最後進行最重要的腦細胞定位過程 (brain mapping);在此一過程中,我們使用一細的電極針,來記錄腦細胞的電位,來確定我們的標的是否正確。
在記錄的過程中,病人不會有任何感覺,只要放輕鬆,安靜的和醫生合作即可。因為此時醫生會要求病人配合做一些肢體的動作,腦細胞活動的聲音和波形會顯示在我們的記錄儀上,在此時,手術團隊就會討論、研究,以決定最正確的植入位置。我們會使用微電極記錄儀記錄每一種腦深部皮質細胞,包括了基底核、丘腦、丘腦下核及黑質細胞,以確定它們的分佈範圍及相關位置。
因為每個人的腦部都有差異,因此整個細胞定位過程所需的時間並不一定,大約 30 分鐘至 2 小時。
當正確的植入標的決定後,我們便會植入永久性的 DBS 導線(直徑約 1.27 mm),植入後再進行 20 分鐘的植入後測試,主要是測試當電流開啟時,是否有不正常的反應(例如肢體麻木、說話 (語言)困難、臉部肌肉拉扯或是眼睛出現閃光等),測試後,若無不良反應,則將導線固定並且埋入頭皮下,將傷口縫合,再將頭架移除,此即完成第一階段的手術。
接著進行第二階段的手術,亦即於前胸鎖骨下埋置脈衝刺激器。病人隨即接受全身麻醉,在前胸鎖骨下,埋入脈衝刺激器 (pulse generator),在皮下打一通道,與經過脖子和頭皮下的導線相連接(類似水腦引流管手術),手術過程大約 40 分鐘。
大多數的病人同時具有兩側的運動障礙。因此必須植入兩側的 DBS,方能達到最好的治療效果。通常我們是一次做一邊,因為考慮到病人的年紀及體力負荷,階段性的手術是比較安全的,時間間隔大約數個月左右。
DBS 手術效益
DBS 使得原來病人的「關」反應期消失,變成「開」反應期,改善病人運動狀況和生活品質。由於 DBS 的功能機轉,至今尚未完全明瞭,在調整胸前的脈衝刺激器後,可能需要數小時到數天的時間,才能看見最大的症狀進步。而某些症狀又可能較其它症狀反應的更快。此外,要完全了解最適合病人的「電流」大小及「口服藥物」的改變情況,以及臨床上所達到最大程度的改善,通常需要數月的調整與適應。
DBS 能減少因服用左旋多巴胺引起的異動症 (dyskinesia) 的症狀。換言之,在服用「左旋多巴胺」有效改善(如動作緩慢、僵直、顫抖或步態不穩)的患者,DBS 亦有同樣效果。若一些先前並不能因服用左旋多巴胺來改善的症狀,DBS 手術可能亦無法改善之。
DBS 手術後,可以有效降低病人均服用藥物劑量,通常可降低 1/3 至一半的劑量。
DBS 手術之副作用
顱內出血(腦中風)- 機率大約 2%。通常出血引起的症狀大部分是輕微的肢體無力,數星期至數月會逐漸恢復;嚴重時,或可能造成永久的肢體無力,甚至死亡。我們使用加馬機影像系統合併 3D 電腦導航影像系統來確認手術位置及避免導線穿過腦室或大腦血管,不但增加準確度同時可減少出血機會。
感染 - 機率約 4%,若發生感染,須移除整套 DBS 系統,等感染控制後,再重新裝回。
在手術後的前幾天,電極線附近的腦組織,可能會有暫時性的水腫。大部分均不會有神經的症狀,但也有少部分人會有失眠、輕度錯亂或人格情緒改變等神經精神方面的症狀,大約會持續約 1-2 星期。
結論 - 
本院至今已成功治療 86 位巴金森氏病患者。86 位病人手術後運動症狀均顯著進步,於電池開啟狀態下,全天均可自由行動。此外每位病人手術後腦部磁振造影 (MRI) 檢查都顯示導線位置正確,且手術後並無產生任何之併發症及後遺症。當然病人仍需要長時間的追蹤及藥物調整。
目前而言,美國 FDA 僅核准用於運動障礙疾病,但一些臨床試驗亦證明 DBS 對於頑固型頭痛、癲癇及精神疾病 (尤其是強迫性人格及憂鬱症) 亦有相當的療效。

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