術(shù)中皮層及皮層下電刺激在腦功能區(qū)膠質(zhì)瘤手術(shù)中的應(yīng)用

[摘要] 對(duì)于功能區(qū)膠質(zhì)瘤手術(shù)來說，最大程度切除腫瘤的同時(shí)最大限度地保留功能一直是我們追求的目標(biāo)，術(shù)中皮層及皮層下電刺激技術(shù)可以在術(shù)中準(zhǔn)確定位腦功能區(qū)及皮層下纖維束并提供實(shí)時(shí)反饋，為達(dá)到手術(shù)效果提供保障。本文就這一技術(shù)的具體實(shí)施方法、在功能區(qū)膠質(zhì)瘤手術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀、安全性、可能引發(fā)的并發(fā)癥、麻醉相關(guān)問題及局限等問題作一綜述。

[關(guān)鍵詞] 腦功能區(qū)；術(shù)中電刺激；膠質(zhì)瘤

[中圖分類號(hào)] R739.4 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 1673-9701（2013）15-0020-03

目前越來越多的證據(jù)表明[1-3]膠質(zhì)瘤手術(shù)切除程度越高，患者的生存期越長(zhǎng)、預(yù)后越好，但在進(jìn)行功能區(qū)膠質(zhì)瘤手術(shù)時(shí)，必須在手術(shù)切除率及功能區(qū)保護(hù)之間進(jìn)行權(quán)衡，在最大程度切除腫瘤的同時(shí)最大限度的保護(hù)神經(jīng)功能，從而使病人獲得最好的恢復(fù)。而腦功能區(qū)的位置有一定的個(gè)體差異，特別是在膠質(zhì)瘤患者中，由于腫瘤的生長(zhǎng)，腦功能區(qū)的位置可能會(huì)發(fā)生重構(gòu)。這時(shí)許多應(yīng)用于術(shù)前評(píng)價(jià)和術(shù)中定位腦功能區(qū)的工具，如fMRI（功能磁共振）、DTI（彌散張量成像）、神經(jīng)導(dǎo)航及術(shù)中皮層/皮層下電刺激技術(shù)等對(duì)于神經(jīng)外科手術(shù)就十分有幫助了。目前皮層/皮層下電刺激技術(shù)仍是術(shù)中定位及監(jiān)測(cè)腦功能區(qū)的金標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)綜述如下。

1 皮層/皮層下刺激的裝置及參數(shù)

皮層/皮層下刺激的裝置包括刺激發(fā)生器和刺激器，刺激參數(shù)則包括脈沖波形、脈沖波寬、刺激頻率和刺激強(qiáng)度。不同的刺激裝置及刺激參數(shù)，其電生理機(jī)制都有所不同，也有不同的適應(yīng)證。

1.1刺激發(fā)生器

刺激發(fā)生器分為恒定電流發(fā)生器和恒定電壓發(fā)生器兩種，進(jìn)行皮層/皮層下電刺激時(shí)，恒定電流發(fā)生器被認(rèn)為更為安全，因?yàn)樗鼈鲗?dǎo)出的電流強(qiáng)度并不受所刺激皮層或皮層下部位電阻抗大小的影響，總是保持恒定。而與之相反，恒定電壓發(fā)生器所傳導(dǎo)出的電流則受刺激部位電阻抗大小的影響較大，如果刺激部位的電阻抗減小，其所傳導(dǎo)的電流可能會(huì)急劇上升，而這在手術(shù)中可能引起一定的危險(xiǎn)，因此我們?cè)谧鲂g(shù)中皮層/皮層下電刺激時(shí)一般使用的都是恒定電流發(fā)生器。

1.2 刺激器

目前常用的有雙極刺激器和單極刺激器，雙極刺激器在臨床應(yīng)用上更加常見，其兩極之間的距離從5 mm～10 mm之間不等，兩極之間的距離越短則定位更加精確，5 mm的雙極刺激器一般用于皮層刺激，而10 mm的雙極刺激器則適合于刺激神經(jīng)元細(xì)胞較為粗大的錐體束[4]。相比單極刺激器，雙極刺激器的優(yōu)點(diǎn)在于之前有大量用于皮層/皮層下刺激的的經(jīng)驗(yàn)，對(duì)于運(yùn)動(dòng)皮層的刺激來說更加敏感[5]，而且目前為止，只有雙極刺激器可用于對(duì)語言功能區(qū)的皮層刺激，因此，雙極刺激器目前仍是做皮層/皮層下電刺激功能區(qū)定位的標(biāo)準(zhǔn)配置[6-8]。它的缺點(diǎn)在于不能對(duì)患者運(yùn)動(dòng)功能進(jìn)行持續(xù)的監(jiān)測(cè)，另外由于其所用刺激頻率較低，雙極刺激器引發(fā)術(shù)中癲癇的可能性更大。與之相比，單極刺激器所需的電流強(qiáng)度及脈沖次數(shù)要低于低頻率的雙極電刺激器，因此也更為安全，術(shù)中癲癇的發(fā)生率更低。另外，由于單極電刺激所需的電流強(qiáng)度較小，它可以在術(shù)中全程對(duì)運(yùn)動(dòng)皮層進(jìn)行重復(fù)的刺激，以達(dá)到對(duì)患者運(yùn)動(dòng)功能全程監(jiān)測(cè)的目的[9]。單極刺激器還被證明是一種可靠的監(jiān)測(cè)皮層下纖維束的方法，監(jiān)測(cè)時(shí)MEP（運(yùn)動(dòng)誘發(fā)電位）潛伏期及幅度的變化可在手術(shù)中提供預(yù)警并可用于患者的預(yù)后估計(jì)。不過，由于單極電刺激器所形成的電場(chǎng)是從電極末端向四周放射狀播散的，其電刺激可能傳導(dǎo)至離電極末端較遠(yuǎn)的神經(jīng)組織，因此應(yīng)用單極電刺激器進(jìn)行皮質(zhì)功能區(qū)定位的準(zhǔn)確性和可靠性要差于雙極電刺激器。

1.3 電刺激參數(shù)

在進(jìn)行皮層腦功能定位時(shí)，一般采用短串低頻率的波形，頻率的范圍從25～60 Hz，一般常用的是50 Hz或60 Hz。用于電刺激的波形一般都是方形波，可以是單向方波，也可以是雙向方波，一般來說，只有正向的波才能對(duì)皮層形成足夠的刺激[10]，因此雙向方波一定是正向波在前，負(fù)向波在后，而單向方波都是正向的。正向波的持續(xù)時(shí)間一般在0.2～0.5毫秒之間，由于雙向方波只有一半的波形可用于皮層電刺激，如果要達(dá)到同樣的刺激強(qiáng)度，雙向方波的持續(xù)時(shí)間必須要兩倍于單向方波，因此在同樣的電流強(qiáng)度下雙向方波產(chǎn)生的電荷量也要兩倍于單向方波。出于對(duì)安全的考慮，最大的電刺激強(qiáng)度不應(yīng)超過40微庫侖/平方厘米/周期，最大的電流強(qiáng)度一般也不超過20 mA[11]。

2 皮層電刺激技術(shù)在功能區(qū)膠質(zhì)瘤手術(shù)中的應(yīng)用

對(duì)于臨近功能區(qū)（語言或運(yùn)動(dòng)）的膠質(zhì)瘤患者來說，在術(shù)中使用皮層電刺激腦功能區(qū)定位技術(shù)可以使得術(shù)者在切除腫瘤更好的辨認(rèn)功能區(qū)的位置，從而減少術(shù)后永久神經(jīng)功能障礙的發(fā)生率，增加全切腫瘤的可能。Rethmeier等[12]將42例術(shù)中使用皮層電刺激技術(shù)的患者與28例配對(duì)良好的術(shù)中未使用皮層電刺激技術(shù)的患者進(jìn)行了對(duì)比，結(jié)果發(fā)現(xiàn)使用術(shù)中皮層電刺激技術(shù)組術(shù)后神經(jīng)功能障礙發(fā)生率為14%，明顯低于對(duì)照組的29%。另一研究中，Duffau等[13]比較了1985～1996年100例應(yīng)用傳統(tǒng)手術(shù)技術(shù)切除的幕上低級(jí)別膠質(zhì)瘤患者及1996～2003年由同一手術(shù)小組完成的122例應(yīng)用術(shù)中皮層電刺激技術(shù)的類似部位的低級(jí)膠質(zhì)瘤患者。結(jié)果顯示傳統(tǒng)手術(shù)組全切率為6%，神經(jīng)功能障礙發(fā)生率為17%，而術(shù)中皮層電刺激組全切率為25.4%，神經(jīng)功能障礙率為6.5%。

在臨床應(yīng)用中，不是所有的手術(shù)都可以引出陽性的皮層電刺激結(jié)果，由于個(gè)體差異、功能區(qū)重構(gòu)及受手術(shù)開瓣大小的限制，有時(shí)在進(jìn)行腦功能區(qū)定位特別是語言功能區(qū)定位時(shí)并不能引發(fā)陽性的刺激，這時(shí)就出現(xiàn)了所謂的“陰性皮層刺激定位”技術(shù)。這一技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于不需要因?yàn)橐褂闷与姶碳ぜ夹g(shù)而擴(kuò)大手術(shù)開瓣的范圍，增加手術(shù)創(chuàng)傷。Sanai等人[14]在對(duì)250例患者進(jìn)行皮層刺激語言功能區(qū)定位時(shí)，有42%的患者術(shù)中并未出現(xiàn)陽性刺激反應(yīng)，而這250例患者只有1.6%術(shù)后出現(xiàn)了語言功能功能障礙，說明這一技術(shù)是可行的。

3 皮層下電刺激技術(shù)在功能區(qū)膠質(zhì)瘤手術(shù)中的應(yīng)用

皮層下電刺激術(shù)與皮層電刺激技術(shù)類似，不過它刺激部位是皮層下的纖維束，而不是皮層。應(yīng)用這一技術(shù)可以定位重要纖維束如錐體束、弓形束、下額枕束的位置，從而避免對(duì)這些纖維束的損傷。不過，在實(shí)際應(yīng)用中，這一技術(shù)還存在一些問題。首先，相比皮層電刺激來說，皮層下電刺激十分耗時(shí)，術(shù)者需要反復(fù)在切除腫瘤和進(jìn)行皮層下刺激之間進(jìn)行切換；其次，它不能給術(shù)者提供有效的預(yù)警，往往在引出陽性結(jié)果時(shí)，纖維束的損傷就已經(jīng)發(fā)生了，因此這一技術(shù)的使用上目前還存在一定爭(zhēng)議。

4 可能引起的并發(fā)癥

由術(shù)中皮層或皮層下電刺激所引起的遠(yuǎn)期并發(fā)癥目前還未見報(bào)道[15]。術(shù)中的并發(fā)癥最為常見的是出現(xiàn)術(shù)中癲癇發(fā)作，在術(shù)中出現(xiàn)癲癇可能對(duì)病人造成一定的傷害，特別是在清醒開顱的情況下，不過目前還未見有關(guān)術(shù)中癲癇發(fā)作引起嚴(yán)重后果的報(bào)告。在術(shù)中發(fā)生癲癇后，用冰的林格氏液沖先腦表面可以很容易終止發(fā)作[16]，這也許是術(shù)中癲癇發(fā)作對(duì)患者預(yù)后影響較小的原因，不過對(duì)于運(yùn)動(dòng)功能區(qū)電刺激來說，在癲癇中止后，很難再次引出動(dòng)作誘發(fā)電位，使得對(duì)患者運(yùn)動(dòng)功能區(qū)的監(jiān)測(cè)被迫中止。有以下幾種情況時(shí)容易發(fā)生癲癇：①電刺激時(shí)程較長(zhǎng)；②反復(fù)對(duì)同一部位進(jìn)行刺激；③中央?yún)^(qū)病變的患者進(jìn)行皮層刺激時(shí)；④術(shù)前已有癲癇發(fā)作的患者，不過這一點(diǎn)還未獲得證實(shí)；⑤采用頻率為50～60 Hz的電刺激比采用連串電刺激技術(shù)更容易出現(xiàn)癲癇[17]。因此，為避免出現(xiàn)術(shù)中發(fā)作，術(shù)者應(yīng)盡量避免使用長(zhǎng)程的電刺激，不連續(xù)二次刺激同一部位，術(shù)前應(yīng)對(duì)患者術(shù)中發(fā)生癲癇的可能性進(jìn)行評(píng)估，對(duì)于易于出現(xiàn)術(shù)中癲癇發(fā)作的患者有所準(zhǔn)備，并針對(duì)性的選用電刺激的模式及參數(shù)，另外，術(shù)中對(duì)患者進(jìn)行皮層腦電監(jiān)護(hù)，在監(jiān)測(cè)到異常腦電增加或電刺激后放電時(shí)及時(shí)減小或停止電刺激，也可以起到減少術(shù)中癲癇發(fā)作的作用。

5 麻醉相關(guān)問題

應(yīng)用術(shù)中皮層/皮層下電刺激技術(shù)定位運(yùn)動(dòng)功能區(qū)時(shí)需要監(jiān)測(cè)運(yùn)動(dòng)誘發(fā)電位，監(jiān)測(cè)語言功能區(qū)還需術(shù)中喚醒讓患者完成一些任務(wù)，因此其麻醉方案與傳統(tǒng)神經(jīng)外科手術(shù)相比有一定的特殊性。

首先討論全身麻醉，監(jiān)測(cè)運(yùn)動(dòng)功能區(qū)可選用全身麻醉，全身麻醉分為吸入麻醉和靜脈麻醉兩種方式，但常用的吸入麻醉藥物如氧化亞氮、安氟醚、異氟醚等既使在低濃度的情況下都可能對(duì)電刺激運(yùn)動(dòng)皮層時(shí)的運(yùn)動(dòng)誘發(fā)電位反應(yīng)有影響，因此目前越來越多采用全靜脈麻醉。靜脈麻醉藥物分為三種：肌肉松弛劑、鎮(zhèn)痛劑和鎮(zhèn)靜麻醉劑，肌肉松弛劑對(duì)運(yùn)動(dòng)誘發(fā)電位的監(jiān)測(cè)影響較大，而在氣管插管時(shí)肌松劑是必需的，所以目前的方法是在氣管插管時(shí)聯(lián)合應(yīng)用琥珀膽堿和短效非去極化肌松劑如阿曲庫銨或維庫溴銨，這些藥物的作用時(shí)間都很短，為20～30 min，因此在開顱后進(jìn)行皮層/皮層下電刺激時(shí)對(duì)運(yùn)動(dòng)誘發(fā)電位的監(jiān)測(cè)就不會(huì)有影響了。鎮(zhèn)痛劑目前常使用阿片類藥物（如芬太尼、阿芬太尼、舒芬太尼等），這類藥物對(duì)電刺激皮層誘發(fā)的肌肉反應(yīng)影響較小，此外聯(lián)合應(yīng)用氯胺酮和阿片類藥物也是另外一種選擇，不過氯胺酮可升高顱內(nèi)壓，其使用也因此受到一定的限制。鎮(zhèn)靜麻醉劑最常使用的是異丙酚，異丙酚可以提供良好的麻醉效果而且對(duì)運(yùn)動(dòng)誘發(fā)電位影響很小，非常適合于術(shù)中皮層/皮層下電刺激手術(shù)，依托咪酯與咪唑安定都有良好的鎮(zhèn)靜、遺忘作用，也可以加以選用。而用于全麻誘導(dǎo)的苯巴比妥類藥物對(duì)誘發(fā)電位的影響與吸入麻醉藥物相似，應(yīng)盡量避免作用。

如需要術(shù)中喚醒，則不需要進(jìn)行氣管插管，也不需使用肌松劑，其余靜脈用麻醉藥選用與全靜脈麻醉相似。術(shù)前需用局麻劑如利多卡因阻斷支配頭皮的神經(jīng)（眶上神經(jīng)、滑車上神經(jīng)、顴顳神經(jīng)、耳顳神經(jīng)、枕大神經(jīng)和枕小神經(jīng)），三點(diǎn)釘固定部位和手術(shù)切口部位還需要浸潤(rùn)麻醉，在打開骨瓣后再用局麻藥浸潤(rùn)硬膜，這時(shí)停用異丙酚持續(xù)滴注，患者可被喚醒進(jìn)行電刺激了[18]。

6 術(shù)中皮層/皮層下電刺激技術(shù)的局限性

術(shù)中皮層/皮層下電刺激技術(shù)雖然是目前腦功能區(qū)的金標(biāo)準(zhǔn)，也是唯一一種可以獲得實(shí)時(shí)反饋的技術(shù)，但它也存在一定的局限性。首先，電刺激技術(shù)有一定的假陰性率，如果使用的電刺激強(qiáng)度過低，持續(xù)時(shí)間過短、在不應(yīng)期進(jìn)行刺激或是麻醉方案不當(dāng)都會(huì)引出假陰性結(jié)果[19]。在進(jìn)行語言功能區(qū)定位時(shí)，術(shù)中可完成的任務(wù)是特定和有限的，有些和語言相關(guān)的功能如短期工作記憶等沒有相應(yīng)的任務(wù)來進(jìn)行測(cè)試，這也會(huì)產(chǎn)生一定的假陰性結(jié)果[20]；第二，電刺激技術(shù)也有一定的假陽性率，如患者在完成語言相關(guān)任務(wù)時(shí)，如時(shí)間過長(zhǎng)，患者會(huì)因?yàn)槠诙霈F(xiàn)語言的準(zhǔn)確性及語速下降，甚至出現(xiàn)中斷，這時(shí)有可能被誤認(rèn)為是陽性結(jié)果，另外電刺激技術(shù)在引起局部癲癇發(fā)作時(shí)，也可以出現(xiàn)相應(yīng)的神經(jīng)功能障礙，這時(shí)如不結(jié)合皮層腦電監(jiān)護(hù)，也可能誤認(rèn)為是陽性刺激結(jié)果；第三，電刺激技術(shù)并不能預(yù)測(cè)術(shù)后腦功能區(qū)的代償重構(gòu)，比如在術(shù)中刺激輔助運(yùn)動(dòng)區(qū)，會(huì)產(chǎn)生陽性的刺激結(jié)果（引發(fā)患者運(yùn)動(dòng)和語言的反應(yīng)），這時(shí)若依據(jù)電刺激的結(jié)果，這一區(qū)域是不能切除的，但實(shí)際上在切除這一區(qū)域后，術(shù)后患者一般在2周以內(nèi)，運(yùn)動(dòng)和語言功能就可以完全恢復(fù)正常，這一現(xiàn)象可能與術(shù)后腦功能區(qū)的重構(gòu)代償有關(guān)[21]，這種情況下僅依據(jù)術(shù)中電刺激結(jié)果是無法做出正確判斷的。

總之，術(shù)中皮層/皮層下電刺激術(shù)是一種有效、可靠、可實(shí)時(shí)反饋的腦功能區(qū)定位技術(shù)，但在其實(shí)際使用效果也受到許多因素的影響。未來，許多相關(guān)領(lǐng)域包括對(duì)功能影像，神經(jīng)心理測(cè)試，腦功能區(qū)重構(gòu)及代償?shù)难芯康榷紝⑦M(jìn)一步提高這一技術(shù)的敏感性及特異性。

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（收稿日期：2013-04-09）