Νευροφυσιολογία κινητικών διαταραχών

Abstract

Introduction Subthalamic deep brain stimulation (DBS) has become the standard surgical therapy for medically refractory Parkinson Disease (PD) since stimulation of the STN improves all cardinal features of PD. Despite the wide acceptance of the deep brain stimulation (DBS), there is considerable variability in the technical approach and several issues remain controversial. An important issue is whether the insertion of bilateral DBS electrodes or the use of multiple simultaneous tracts for the microelectrode recordings (MERs) is associated with a higher risk of brain damage such as hemorrhage, contusion or even not detectable by imaging damage. S-100b protein has been established as the most reliable so far biochemical marker of brain damage and a prognosticator of response to therapy. Moreover there is still debate about the necessity of the utilization of the microelectrode recordings or the use 5 simultaneous tracks for the microelectrode recordings. Furthermore, the optimal targeting technique is a subject of controversy. The aim of this study was 1) Present the results of DBS in STN in 59 patients and to analyze the surgical morbidity and mortality of the procedure.2) Evaluate whether brain damage is caused during the passing of i) microrecording electrodes, ii) macrostimulation electrodes or iii) permanent stimulation electrodes.3) Examine whether there is any relationship between the number of inserted electrodes and brain injury or morbidity.4) Evaluate the differences between the coordinates of the lead’s final location with those of the predicted location and the standard coordinates.5) Define the role of the intraoperative electrophysiological recording in targeting STN.Patients - MethodsBetween 2004 and 2008, we implanted 117 DBS systems in 59 patients. Mean age of patients was 61,4 years (38-75 years) and the average duration of the disease was 15,1 years (7-29 years). The clinical rating tests included: the unified Parkinson’s disease rating scale (UPDRS), the Hoehn and Yahr and the Swab and England scales. The quality of life was assessed with the Parkinson’s Disease Questionnaire 39 (PDQ39). Preoperatively, all patients were assessed in “on” and “off” condition and postoperative evaluations were performed at 6 and 12 months in medication “on” and “off” condition and stimulation “on” and “off” condition. Targeting of the STN was performed by direct visualization of the nucleus in the fused stereotactic CT / preoperative MRI. We then proceeded to indirect targeting using the standard geometric coordinates; the target was correlated to the electronic version of the Schaltenbrand and Warhen atlas. We used an array of five microelectrodes separated by 2mm for MERs. Final location was selected according to the results of intraoperative MERs and macrostimulation. All patients underwent measurements of serum S-100b as follows: 1) prior to the operation 2) after the burr hole opening 3) after insertion of microrecording electrodes, 4) during macrostimulation, 5) at the end of the operation and 6) on the 1st postoperative dayResultsBilateral STN-DBS resulted in a significant reduction in UPDRS motor scores, in Hoehn and Yahr and the Swab and England. The quality of life improved in the majority of the patients. Complications occurred in 10 patients; these included: infection, hemorrhage, pulmonary embolism and epileptic seizures. All complications were managed conservatively and the patients recovered without any permanent sequelae. No perioperative death occurred. The anterior-posterior and vertical values of the predicted location were significantly different from those of the target in the atlas; anterior-posterior: absolute range 0.7-4.10, p<0.05; lateral; absolute range 9.8-12.9, p<0.05. There was no statistical difference in the vertical value (p>0.05). The predicted location was used in 37% of the cases but was modified by MERs in the remaining 63%. We found that S-100B protein was increased in only two cases. In all other cases, serum S-100b protein values remained within the normal range. No relationship was found between the number of inserted electrodes and the complicationsConclusions: The results of this study prove that: 1)The insertion of either DBS electrodes or recording electrodes does not cause any detectable brain injury. Furthermore the results indicate that there is no statistically significant difference between the number of electrodes used and either the risk of brain damage or the morbidity of movement disorders surgery. 2)The combined use of all available targeting methods is important for the optimal insertion of the DBS lead.3)The use of the microelectrode recordings is necessary for the optimal DBS placement.4)Five simultaneous tracks provide more detailed information about the topography of the STN and result in better motor outcome.

ΕισαγωγήΗ εν τω βαθεί εγκεφαλική διέγερση (DBS) του υποθαλαμικού πυρήνα αποτελεί τη θεραπεία εκλογής για τους ασθενείς που πάσχουν από Νόσο Πάρκινσον, στις περιπτώσεις των ασθενών εκείνων που έχουν μειωθεί σημαντικά τα οφέλη της φαρμακευτικής αγωγής. Πάρα το γεγονός της ευρείας αποδοχής της ως θεραπεία εκλογής, παρουσιάζεται σημαντική ποικιλομορφία στην τεχνική προσέγγιση και πολλά ζητήματα που αφορούν τη χειρουργική τεχνική αποτελούν αντικείμενο συζήτησης και διερεύνησης, κυρίως για το θέμα της μεθόδου επιλογής του τελικού στόχου και της ασφάλειας της χειρουργικής τεχνικής. Ένα σημαντικό ζήτημα είναι εάν η εισαγωγή των μόνιμών αμφοτεροπλευρών ηλεκτροδίων της εν τω βάθει εγκεφαλικής διέγερσης ή η χρήση των πολλαπλών ταυτόχρονων ηλεκτροδίων που χρησιμοποιούνται για την νευροφυσιολογική επιβεβαίωση του στόχου- μικροκαταγραφικά ηλεκτρόδια και ηλεκτρόδια διέγερσης - συνδέονται με υψηλότερο κίνδυνο εγκεφαλικών βλαβών, όπως αιμορραγία, ή ακόμα και βλάβη που δεν μπορεί να ανιχνευθεί απεικονιστικά. Η πρωτεΐνη S-100b έχει καθιερωθεί ως ο πιο αξιόπιστος βιοχημικός δείκτης εγκεφαλικής βλάβης και προγνωστικός παράγοντας ανταπόκρισης στη θεραπεία. Στόχος αυτής της μελέτης ήταν:1.Να παρουσιαστούν τα κλινικά αποτελέσματα της εν τω βάθει εγκεφαλικής διέγερσης του υποθαλαμικού πυρήνα σε 59 ασθενείς και οι επιπλοκές της θεραπείας. 2. Να αξιολογηθεί εάν προκαλείται εγκεφαλική βλάβη κατά τη διάρκεια της διέλευσης των i) των μικροκαταγραφικών ηλεκτροδίων, ii) των μακροηλεκτροδίων διέγερσης και των μόνιμων ηλεκτροδίων διέγερσης του υποθαλαμικού πυρήνα. 3. Να εξεταστεί εάν υπάρχει κάποια σχέση μεταξύ του αριθμού των ηλεκτροδίων που χρησιμοποιούνται για τη νευροφυσιολογική επιβεβαίωση του στόχου με την πιθανότητα πρόκλησης εγκεφαλικής βλάβης ή νοσηρότητας.4. Να αξιολογηθούν οι διαφορές μεταξύ των συντεταγμένων της τελικής θέσης του ηλεκτροδίου με εκείνες της προβλεπόμενης θέσης και των τυπικών συντεταγμένων. 5. Να καθοριστεί ο ρόλος της ενδοεγχειρητικής νευροφυσιολογικής καταγραφής και διέγερσης στην στόχευση του υποθαλαμικού πυρήνα .Ασθενείς – ΜέθοδοιΑπό το 2004 έως και το 2008, εμφυτεύσαμε 117 αμφοτερόπλευρα συστήματα εν τω βάθει εγκεφαλικής διέγερσης του υποθαλαμικολύ πυρήνα σε 59 ασθενείς. Ο μέσος όρος ηλικίας των ασθενών ήταν 61,4 ετών (38-75 ετών) και η μέση διάρκεια της νόσου ήταν 15,1 χρόνια (7-29 χρόνια). Οι κλινικές δοκιμές περιλάμβαναν: την ενοποιημένη κλίμακα αξιολόγησης της νόσου του Parkinson (UPDRS), την κλίμακα Hoehn και Yahr και την κλίμακα Swab και England. Η ποιότητα ζωής αξιολογήθηκε με το ερωτηματολόγιο της νόσου του Parkinson 39 (PDQ39). Προεγχειρητικά, όλοι οι ασθενείς αξιολογήθηκαν σε κατάσταση "on" και "off" και οι μετεγχειρητικές εκτιμήσεις πραγματοποιήθηκαν στους 6 και 12 μήνες σε φάρμακο "on" και "off" κατάσταση και σε κατάσταση ενεργοποίησης "on" και "off". Η επίτευξη στόχευσης του Υποθαλαμικού Πυρήνα πραγματοποιήθηκε με άμεση οπτική αναγνώριση του υποθαλαμικού πυρήνα στην εικόνα που δημιουργήθηκε από τη συγχώνευση της στερεοτακτικής αξονικής με την προεγχειρητική μαγνητική. Στη συνέχεια προχωρήσαμε σε έμμεση στόχευση χρησιμοποιώντας τις τυπικές γεωμετρικές συντεταγμένες. Η στόχευση αυτή συνδέθηκε με την ηλεκτρονική έκδοση του άτλαντα του Schaltenbrand και Warhen. Ακολούθως κατά τη διάρκεια της χειρουργικής επέμβασης χρησιμοποιήσαμε πέντε μικροηλεκτρόδια για τη νευροφυσιολογική καταγραφή σε διάταξη στόχου με απόσταση 2mm, και μετά έγινε ενδοεγχειρητική διέγερση με τη χρήση. Η θέση της τελικής εμφύτευσης του μόνιμου ηλεκτροδίου επιλέχθηκε από τα αποτελέσματα της νευροφυσιολογικής παρακολούθησης. Όλοι οι ασθενείς υποβλήθηκαν σε μετρήσεις της πρωτεΐνης S-100b ως εξής: 1) πριν από την επέμβαση 2) μετά το άνοιγμα των κρανιανατρήσεων 3) μετά την εισαγωγή των μικροηλεκτροδίων 4) κατά τη διάρκεια της διέγερσης με τα μακροηλεκτρόδια 5) στο τέλος της επέμβασης και 6) την πρώτη μέρα μετά την επέμβαση.ΑποτελέσματαΗ εν τω βάθει εγκεφαλική διέγερση του υποθαλαμικού πυρήνα είχε ως αποτέλεσμα στατιστικά σημαντική βελτίωση στις κλίμακες κλινικής αξιολόγησης της Νόσου Πάρκινσον: την ενοποιημένη κλίμακα αξιολόγησης της νόσου του Parkinson (UPDRS), την κλίμακα Hoehn και Yahr και την κλίμακα Swab και England. Βελτίωση παρατηρήθηκε και στη μετεγχειρητική ποιότητα ζωής όπως αξιολογήθηκε με το ερωτηματολόγιο της νόσου του Parkinson 39 (PDQ39). Επιπλοκές εμφανίστηκαν σε δέκα ασθενείς. Μεταξύ αυτών των επιπλοκών περιλαμβάνονταν: λοίμωξη, αιμορραγία, πνευμονική εμβολή και επεισόδιο επιληπτικών κρίσεων. Όλες οι επιπλοκές αντιμετωπίστηκαν συντηρητικά και οι ασθενείς ανάρρωσαν πλήρως. Δεν παρουσιάστηκε θάνατος κατά τη διάρκεια της επέμβασης. Σε σχέση με τη στόχευση παρατηρήθηκε διαφοροποίηση της θέσης τελικής τοποθέτησης του μόνιμου ηλεκτροδίου που στηρίχθηκε στο διεγχειρητικό νευροφυσιολογικό έλεγχο σε σχέση με τη θέση της προεγχειρητικής άμεσης και έμμεσης στόχευσης Οι τιμές στον πρόσθιο οπίσθιο και πλάγιο άξονα, παρουσίασαν στατιστικά σημαντική διαφορά σε σχέση με τη θέση στόχου του άτλαντα. Στην πρόσθιο-οπίσθιο θέση: απόλυτο εύρος 0,7-4,10, p<0,05: πλάγια: απόλυτο εύρος 9,8-12,9, p<0,05. Δεν υπήρξε στατιστική διαφορά στον κάθετό άξονα, (p>0,05). Η προεγχειρητική επιλογή του στόχου, χρησιμοποιήθηκε στο 37% των περιπτώσεων, αλλά τροποποιήθηκε μετά τις μικροκαταγραφες και μακροδιέγερση στο υπόλοιπο 63% των περιπτώσεων. Σε όλες τις άλλες περιπτώσεις, εκτός από δύο, οι τιμές της πρωτεΐνης S-100b του ορού παρέμειναν εντός των φυσιολογικών ορίων. Δεν βρέθηκε σχέση μεταξύ του αριθμού των ηλεκτροδίων που εισήχθησαν και των επιπλοκών.Συμπεράσματα: Τα αποτελέσματα αυτής της μελέτης αποδεικνύουν ότι:1) Η εισαγωγή είτε των μόνιμών ηλεκτροδίων της εν τω βάθει εγκεφαλικής διέγερσης, είτε των ηλεκτροδίων του νευροφυσιολογικού ελέγχου, δεν προκαλεί ανιχνεύσιμη βλάβη στον εγκέφαλο. Επιπλέον, τα αποτελέσματα υποδηλώνουν ότι δεν υπάρχει στατιστικά σημαντική διαφορά μεταξύ του αριθμού των ηλεκτροδίων που χρησιμοποιούνται και του κινδύνου εγκεφαλικών βλαβών ή της νοσηρότητας των χειρουργικών επεμβάσεων αντιμετώπισης κινητικών διαταραχών.2) Η συνδυασμένη χρήση όλων των διαθέσιμων μεθόδων στόχευσης είναι σημαντική για τη βέλτιστη εισαγωγή των ηλεκτροδίων DBS.3) Η χρήση των μικροκαταγραφικών ηλεκτροδίων είναι απαραίτητη για τη βέλτιστη τοποθέτηση των μόνιμων ηλεκτροδίων.4) Η χρησιμοποίηση πέντε ταυτόχρονα καταγραφικών ηλεκτροδίων παρέχουν πιο λεπτομερείς πληροφορίες σχετικά με την τοπογραφία του STN και έχουν ως αποτέλεσμα καλύτερο κινητικό αποτέλεσμα.