分析接触位置的丘脑核脑深部电极刺激诱发的多汗

文摘

目标。分析多汗丘脑核引起的神经网络结构(STN)脑深部电刺激(DBS)。材料和方法。帕金森症患者接受STN-DBS在长海医院7月1日2015年12月1日,2016年,进行回顾性分析。使用记录术中macrostimulation测试的副作用,患者皮肤出汗被选为出汗。基于病例数在出汗,相同数量的患者被随机选择从其他STN-DBS病人没有出汗组成对照组。研究标准化的电极位置与Lead-DBS软件蒙特利尔神经学研究所(MNI)标准立体空间比较的差异激活接触组的三维坐标。结果。355名患者,11在术中患者出汗macrostimulation测试。没有显著差异在术前基线信息和术后UPDRS-III改进率(Med-off IPG-on)组。接触诱导汗水更有内侧(X设在)(11.02±0.69毫米和11.98±0.84毫米, )向上(Z设在)(−7.15±1.06毫米VS−7.98±1.21毫米, )比对照组。汗水的中心之间的直线距离接触和红核离的最近的体素比对照组(2.72±0.65毫米和3.76±0.85毫米, )。结论。STN-DBS-induced汗表示,STN的接触是在优越的内侧。

1。介绍

丘脑核(STN)和苍白球内肌(GPi)脑深部刺激(DBS)对特发性帕金森病(PD)实质性的影响(1]。一些作者发现带incerta(子)DBS [2(Raprl) DBS[]和prelemniscal辐射3]也治疗PD的选项;后丘脑下的区域——(PSA) DBS治疗特发性震颤4)和药物难治性震颤PD (5,6]。然而,STN-DBS [7]或PSA-DBS可能导致出汗对一些病人来说(8,9]。

PSA-DBS联系人的位置及其影响汗水是探索10]。然而,有两个问题没有通过之前的研究来解决。(1)由于小数量的病人在先前的研究中,病人的成像数据没有使均匀。因此,基于AC-PC活动联系人的解剖位置不同。(2)只在STN-DBS出汗观察,主动接触并没有达到PSA。这导致的问题是否有其他解剖结构与汗水。

为了解决以上两个问题,目前的研究足够标准化病人的脑成像数据到三维空间的蒙特利尔神经学研究所(MNI)来确定一个活跃的接触STN-DBS-induced出汗的解剖位置。

2。材料和方法

2.1。数据的患者

研究了上海长海医院伦理委员会的批准。PD患者接受STN-DBS之间在上海长海医院7月1日2015年12月1日,2016年,进行回顾性分析。符合诊断标准的患者大脑PD英国银行(11),和手术适应症专家共识DBS治疗帕金森病在中国的(12]。而数据挖掘所有术中电刺激测试记录,患者出汗被选为出汗组。一个相同数量的匹配患者选择与其他病人作为对照组比较差异激活接触的位置。

2.2。成像和操作

2.2.1。术前磁共振和CT

所有情况下接受术前MR成像在3.0 T扫描仪(MAGNETOM Skyra,西门子、德国)使用T1影像用以下参数:TR 1900 ms, TE 2.45毫秒,体素的大小1.1×1.1×1.0毫米,切片厚度:1毫米,和视场:272毫米。此外,t2加权图像使用以下参数:TR 3790 ms, TE 100 ms,体素的大小0.4×0.4×2毫米,切片厚度:2毫米,视场:272毫米,和总收购时间:15分钟。所有情况下接受术前CT与名声(华晨CT大孔、飞利浦、荷兰),和CT图像重建为1毫米厚片的视场272毫米。

2.2.2。操作和术中Macrostimulation测试

Leksell G头架和Surgiplan系统(Elekta AB,斯德哥尔摩,瑞典)。电极植入后在局部麻醉下,一个骨孔与生物蛋白胶密封。然后,外部神经连接进行术中macrostimulation测试和记录的阈值电刺激的疗效和不良反应。测试是最低劣的接触阴极,阳极接触是上级联系。电极是3389(美国Villalba美敦力公司)或L301(别针,北京)。刺激参数如下:脉冲宽度:60μ年代;频率:130赫兹;与电压逐渐增加从1.5 V至5.0 V。副作用观察和记录。修复后的电极Stimloc(美国Villalba美敦力公司)或Leadloc(别针,北京),头皮被缝合。如果电极的位置满意后确认1.5 T MRI(西门子MAGNETOM Avanto,德国)和帧扫描,一个扩展铅和植入式脉冲发生器植入在全身麻醉下。

2.2.3。术后CT

CT检查排除后6天内进行操作,确认产生迟发性颅内出血和性的电极的位置和接触。术后高分辨率CT图像获得的在所有情况下匹配术前CT。

2.3。电极的位置和接触

因为每个病人个体特异性的STN和为了统一核的位置和电极,术后电极进行了本地化使用Lead-DBS软件(http://www.lead-dbs.org/)[13]。术后图像线性coregistered术前图像使用统计参量的映射软件版本12 (SPM12) [14)和BRAINSFit软件(15]。图像被非线性扭曲成标准立体定向(MNI;ICBM152 2009 b非线性非对称)空间使用快速diffeomorphic图像配准算法(DARTEL) [16]。电极轨迹自动prelocalized,结果是手工精制使用Lead-DBS MNI空间。这个过程让我们想象记录网站的情况下在一个图。

距离电极活性中心之间的联系和他们最近的体素红细胞核的体积(RN)上定义(MNI版本17)histology-based莱尔的阿特拉斯(18)计算。

2.4。统计分析

学生的t以及被用来比较X绝对值,Y和Z中心坐标的最低联系MNI空间以及电极活性中心接触,他们之间的距离最近的体素之间的红核出汗组和对照组。显示统计学意义。

3所示。结果

3.1。数据的患者

共有355名患者筛选,其中11例(18电极)在术中电刺激诱导的汗水,其中9例出汗造成的最低接触造成的出汗和9例左侧右侧的最低联系。共有11个患者术中电子刺激被随机采样期间没有出汗。两组之间的基线数据差异没有统计学意义(包括性别、年龄、疾病持续时间、术前UPDRS三世(Med-on和Med-off),细微精神状态检查(MMSE),蒙特利尔认知评估(MoCA) NonMotor症状量表(nms)、汉密尔顿抑郁量表17项(HAMD)、汉密尔顿焦虑量表(HAMA)),如表所示1。6个月后将IPG-on和获得最佳编程参数,在两组病人也不会出汗。此外,第三UPDRS评分的差异下IPG-off Med-off, IPG-on Med-off,和IPG-on Med-on两组之间无统计学意义(表1)。共有22位患者两组没有颅内出血,没有硬件相关并发症在为期一年的随访。

3.2。接触诱导出汗的位置

活跃的阴极接触的位置相对于出汗的绝对值计算X设在坐标的两个电极接触激活。MNI空间坐标的基础上比较两组的联系人,发现联系人诱导汗水更有内侧(11.02±0.69毫米和11.98±0.84毫米, )和更多的优越(−7.15±1.06毫米VS−7.98±1.21毫米, )比对照组。电极的位置和激活联系人数据所示1和2。的Y设在出汗组和对照组没有差异(VS−−15.44±1.25毫米15.06±1.11毫米)。接触的中心之间的直线距离的出汗组和红核离的最近的体素比对照组(2.72±0.65毫米和3.76±0.85毫米, )。

统一病人的成像数据和重建体积组织激活(VTA)电刺激后有利于理解科学,神经纤维参与出汗的过程。然而,由于病人出汗发生逐渐macrostimulation测试过程中,很难准确地确认电压导致出汗的副作用。因此,我们设置了电压5.0 V, 90年频率150赫兹,脉冲宽度μ年代和重建每个患者的腹侧被盖区。结果显示(图3)STN和带incerta(子)在两组VTA刺激,但prelemniscal辐射(Raprl)主要是刺激出汗组(8/22和17/18, )。Raprl的位置是根据前面的研究19),但Raprl是集群的结构有很多纤维不能全部Lead-DBS和图所示3。

4所示。讨论

4.1。STN-DBS-Induced出汗只有相关的接触位置

研究表明,病人的术前基线数据(表1)没有明显的预测价值出汗引起的术后电子刺激。出汗的主要原因是激活的解剖位置关系。

4.2。STN-DBS-Induced出汗不影响病人的运动症状缓解

先前的研究表明,STN和周围结构参与催汗的功能障碍。STN-DBS可以改善多汗的症状(20.- - - - - -24在一些病人,但刺激STN或PSA (7- - - - - -9也可能导致出汗。此外,当电极接近下丘脑,电刺激可以诱发出汗(25]。而电极刺激诱发的多汗几乎没有效果在大多数病人的生活质量,它仍然是一个有趣的科学问题。

4.3。大脑结构可能涉及STN-DBS-Induced出汗

研究数据表明,接触的位置诱导多汗是稍微比PSA地区前。这样联系位于MNI空间X -轴:11.02±0.69,Y设在:−15.44±1.25,Z设在:−7.15±1.06。面前的这个区域外侧下丘脑(LH)地区,H2面积区域上方,ZI高于H2区域和胶囊的红核内侧区(26]。,大片Raprl眼窝前额皮质(离岸金融中心、终端皮层包括外侧和内侧眶额皮层)和前额叶皮层(PFC包含额极,pars orbitalis, pars triangularis,和吻侧额叶中回)(19)也通过该地区。这一发现支持子(7,27)或纤维从下丘脑室旁核(28)可能会导致出汗。

虽然我们不能证实哪个结构负责STN-DBS-induced出汗,我们建议增加Raprl-OFC和Raprl-PFC涉嫌犯罪结构有以下原因:(1)PSA包含Raprl-OFC和Raprl-PFC大片(19),也可以诱发出汗,星展银行(8,9];(2)本研究发现Raprl地区(包括Raprl-OFC和Raprl-PFC大片)激活VTA出汗组;(3)电电极刺激诱发出汗也可以观察到(29日)在治疗精神疾病与DBS在伏隔核和前翼内囊的25,29日]。此外,Raprl-PFC Raprl-OFC通过伏隔核和前翼内囊的19]。但是,更多的研究和明确的证据是必要的建立是否Raprl-OFC和PFC纤维参与DBS-induced出汗。

4.4。STN-DBS-Induced出汗时操作的临床价值

从临床的角度来看,出汗引起术中测试可能表明最低的接触是在内侧STN的一部分或接近红核。不得影响改善患者术后运动症状电子刺激,因为接触最后选择编程接近背外侧STN的一部分而不是最低的接触。然而,出汗的症状有一定的指导现象,和神经外科医生应该考虑电极的音高轨迹角是否太大或电极位置太内侧。Macrostimulation测试应进行认真观察和确定病人是否已经麻木的四肢或其他表现RN可能引起刺激,这可能有利于调整电极位置的操作。

有趣的是,虽然大多数患者出汗的身体的同侧的皮肤电刺激后,在其他病人,对侧的皮肤也流汗后一段时间。这表明两国出汗可能协同作用的结构,类似于STN (30.]。

5。结论

出汗造成STN-DBS表明接触接近STN的内侧边缘。

数据可用性

使用的数据来支持本研究的发现可以从相应的作者。

信息披露

春晖杨和一轻邱co-first作者。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突。

确认

作者感谢李Ningfei(神经信息处理组,软件工程和理论计算机科学研究所科技大学柏林,柏林,德国)帮助Lead-DBS软件的应用。这项工作是支持的“数字设备的诊断和治疗”特殊的国家重点研发项目计划(2016 yfc0105900)。

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