【浙二神外周刊】第487期(特别报道)|宏微兼备:癫痫外科评估迈上新台阶!--记首例脑深部宏微柔性电极的临床应用

学术   2024-12-23 18:36   上海  
































































































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病史简介


患者,男,37岁,因“反复意识丧失12年余”就诊,门诊拟“难治性癫痫”收住入院。


12年前患者出现意识丧失1次,呼之不应,言语不能,具体时间不详,醒后不能回忆,至当地医院就诊,考虑诊断“癫痫”,予“托吡酯”治疗。10年前患者再次出现类似发作,调整用药为“德巴金0.25g bid+拉莫三嗪 25mg bid”,症状控制可。7年前改为“德巴金0.25g bid”单药治疗,减药后再发,予恢复原方案。4年前再发,调整用药方案为“德巴金 早0.5g 晚0.25g+拉莫三嗪bid+卫克泰 2mg qn”,仍有反复愣神发作,每次持续数分钟。1年前骑电动车时突感四肢发冷,后愣神,肢体僵硬,驾驶电动车与汽车相撞。调整治疗方案为“德巴金 早0.5g 晚0.25g+拉莫三嗪100mg bid”,仍有临床发作。加用布立西坦片25mg bid,仍有先兆发作。现为求进一步手术治疗,收入我院癫痫中心。

入院神经体格检查未见明显阳性体征。既往否认手术、外伤、脑炎及出生缺氧史;否认高热惊厥史及家族史。


诊治经过


第一次住院:
行24小时视频脑电监测。监测期间先兆发作12次,临床发作 6次。发作间期脑电,睡眠中偶见尖慢综合波单发出现,右侧额颞区,T2、F8、T4明显(图1A)。


发作期症状记录:1)先兆发作:患者自诉有畏寒、不适感,具体无法形容,有时双手环抱。脑电图见右侧额颞区低波幅theta波活动并逐渐演变(有时演变为delta活动),演变以右侧额颞区明显,有时传导至右侧半球或全导,持续数十秒至1分钟余(图1B);2)临床发作(先兆愣神发作、自动症):患者自诉有畏寒、不适感,后见患者玩手机时/进食时突然停止动作、呼之无反应,随后出现反复吞咽或咀嚼动作,有时伴有左手抖动。脑电图见右侧额颞区低-中波幅theta波活动,波幅逐渐增高,频率逐渐减慢,并传至全导演变为delta活动,演变以右侧额颞区为著,期间夹入大量尖波、棘波,持续2分钟左右(图1C)。头颅磁共振提示右颞极局部可疑灰白质分界不清(图2A)。行头颅PET检查,进一步行PET/MRI融合,结果显示右颞叶低代谢,右颞极低代谢更明显(图2B)。


图1. 24小时视频脑电监测A.发作间期脑电,右侧额颞区偶见尖波。B.先兆发作见右侧额颞区低波幅theta波活动并逐渐演变。C.临床发作见右侧额颞区低-中波幅theta波活动,并传至全导演变为delta活动,难以定位发作部位。


图2.A.MRI提示右侧颞极局部可疑灰白质不清。B.PET-MRI提示右侧颞叶低代谢,右颞极低代谢更明显。


第二次住院:
经癫痫中心讨论,考虑患者先兆发作有畏寒感,临床发作以愣神为主,伴自动症(反复吞咽或咀嚼动作),每次发作持续时间短,符合额颞叶癫痫的表现;MRI提示右侧颞即局部可疑灰白质不清;视频EEG提示右侧额颞区起源可能;PET/MRI融合提示右侧颞叶低代谢。推论癫痫起源于右侧颞叶内侧,不排除眶额回向颞叶及杏仁核的传播网络,同时经讨论决定以右侧杏仁核海马—边缘系统—扣带回环路及右侧杏仁核海马—颞叶新皮层环路为主行立体定向电极埋藏技术(SEEG)进行脑电定位(图3)。


图3.SEEG埋藏方案之电极位置。


手术经过


患者局麻后安装头架,扫描CT后至手术室。将头CT图像与MRI在手术机器人导航软件上融合,确定右侧杏仁核、海马、颞极可疑病灶、眶额回、扣带回等11个靶点,其中前两根杏仁核与海马电极替换为临床科研试验用的北京智冉柔性宏微电极(图4),并确定各自的穿刺通道,避开脑内血管。常规消毒铺巾,循立体定向仪穿刺头皮至颅骨,以电钻钻1孔,电凝烧破硬脑膜后,在颅骨上固定螺帽,以穿刺针至靶点,并计算电极需植入的深入。按上述方法依次植入11根深部电极。连接电极确定所有脑电信号良好(图5)。


图4. 北京智冉电极示意图

图5. A.术后CT;B.MRI/CT电极重建。

术后捕捉到多次惯常的癫痫发作,发作间期癫痫样放电部位(图6A):右侧海马、杏仁核和丘脑等部位。发作期癫痫样放点部位(图6B):右侧海马及杏仁核。


图6.A.发作间期脑电及定位。B.发作期脑电及定位。

图7.A.监测阶段微电极通道记录示意图。B.单个神经元活动示意图。


讨论


本例患者虽然考虑颞叶内侧癫痫可能大,头皮脑电只能记录皮层大概的脑区位置,并不能明确定位癫痫起源。因此对于癫痫定位把握并不高的难治性癫痫患者,SEEG似乎更有优势。


SEEG的适应症包括影像学无灶但术前评估疑为局灶性癫痫,特别是非侵袭性术前评估表明癫痫灶可行手术但切除界限不清者。对于影像学阴性,疑有局灶皮质发育不良者,当从一个或几个电极上记录到典型的发作间期和发作期EEG模式后,SEEG可以确认和精确定位发育不良的组织,因而帮助我们制定最佳手术策略以完全切除发育不良的组织。而获得典型EEG的前提无疑是至少一根电极置入到可疑癫痫灶,因此正确的电极置入策略非常重要。本例患者的电极埋植方案是以其可能的癫痫传播网络“右侧杏仁核海马—边缘系统—扣带回环路”及“右侧杏仁核海马—颞叶新皮层环路”为中心的,除了上述环路需要埋植电极以外,尚需要在其环路附近的脑叶亚区埋植电极以确定癫痫起源区及传播区,因此本例患者共埋植11根电极。


长期以来,传统癫痫外科评估运用的SEEG电极主要收集神经集群信号,这种评估方式在精细化程度上存在一定的局限性。在这次手中,我们与北京智冉科技合作,成功完成了柔性脑深部电极的植入,并首次采集到稳定、持久的单神经元信号。这一突破性的进展不仅为癫痫外科评估技术树立了新的标杆,也开启了脑科学研究与临床应用的新篇章。


与传统刚性电极相比,智冉医疗研发的高通量柔性电极具有优异的生物相容性,能够更好的保护大脑的神经元细胞,因此可在临床植入后长期保持稳定的神经元信号采集能力。超薄柔性电极具备多点采集能力,能够同时记录大量神经元的活动信息。结合先进的信号处理算法和实时数据分析技术,研究团队能够从海量数据中提取出精准的神经信号模式,实现更高效、更准确的脑机接口操作该款电极同时也是全球唯一一款同时支持采集、刺激功能的柔性电极,为患者的临床诊疗提供了更丰富的证据。


此次成功获取单神经元信号标志着癫痫评估技术进入了“宏微兼备”的新时代——不仅能从神经集群信号的宏观维度分析脑功能,还可从单神经元信号的微观层面挖掘更多与疾病密切相关的脑电信息。这种全新评估模式不仅大幅提升了神经疾病的精准诊断能力,还为个性化治疗方案的制定提供了更科学的依据,同时也为运动障碍性疾病、精神疾病及脑机接口等领域带来了前所未有的机遇。随着这一技术的不断完善和应用推广,未来将有更多的患者受益。


后记(张建民主任点评)



全国首例超薄柔性深部电极植入手术的成功实施,不仅在技术上实现了突破,更在国际舞台上展示了我国在脑机接口领域的科研实力。当前,全球脑机接口前沿研究主要集中在美国、欧洲和日本等地,拥有诸多领先的科研机构和企业。而我国通过本次超薄柔性深部电极的研发与应用,缩小了与国际先进水平的差距,甚至在某些关键技术上实现了超越。这不仅提升了我国在全球脑机接口领域的影响力,也为相关产业的发展提供了强有力的技术支撑。超薄柔性深部电极的应用,为脑疾病的精准诊疗提供了全新的工具。通过高分辨率的神经信号采集,医生可以更准确地定位和评估病变区域,实现个性化的治疗方案。例如,在帕金森病、癫痫等神经系统疾病的手术中,精确的电极植入能够显著提高手术的成功率,减少副作用,提升患者的生活质量。同时,高通量的神经信号数据为脑科学研究提供了丰富的素材。研究人员可以深入分析大脑不同区域的功能连接与活动模式,揭示更多关于人脑工作机制的奥秘。这不仅有助于基础科学的发展,也为开发更先进的脑机接口系统提供了理论支持和数据基础,推动脑科学与技术应用的双向进步。


参考文献


1. McGonigal A1, Bartolomei F, Régis J, et al. Stereoelectroencephalography inpresurgical assessment of MRI-negative epilepsy. Brain. 2007, 130(12):3169-83.

2. Serletis D, Bulacio J, Bingaman W, et al. The stereotactic approach formapping epileptic networks: a prospective study of 200 patients. J Neurosurg.2014, 121(5):1239-46.

(本文由浙二神外周刊原创,神经外科郭鑫霞博士整理,蒋鸿杰副主任医师、朱君明主任医师审校,张建民主任终审)


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