利用诱发的共振神经活动自动化帕金森病丘脑底核脑深部电刺激编程

Automating Subthalamic Deep Brain Stimulation Programming with Evoked Resonant Neural Activity in Parkinson's Disease

作者信息Kanae J Nagao, Thushara Perera, Matthew Petoe, Wee-Lih Lee, San San Xu, Kiaran Lawson, Ashton Moorhead, Hugh McDermott, Kristian Bulluss, Wesley Thevathasan
PMID41986243
发布时间2026-07
DOI10.1002/mds.70318

实验完整度

包含12例患者的急性疗效评估,比较了三种编程条件,并分析了ERNA空间分布与运动结果的相关性,但未进行长期随访或独立队列验证。

主要模型

帕金森病患者(12例,STN-DBS术后) STN-DBS电极(Cartesia™ DB-2022) ERNA记录(术中,清醒或全麻)

重点核对

患者群体:12例帕金森病患者,4-6个月后,最差身体侧; 编程条件:临床编程、影像引导编程、ERNA编程; 急性运动评估:停药后,MDS-UPDRS-III评分; 刺激参数:频率和脉宽与临床编程一致,振幅递增至5mA; 统计学:重复测量ANOVA,非参数检验。

摘要

背景:帕金森病(PD)丘脑底核脑深部电刺激(STN-DBS)的最佳疗效依赖于对背外侧STN内理想功能靶点的精确刺激。临床编程是启发式的,需要客观方法来提高效率和一致性。目的:本研究旨在探讨在PD患者中,以术中记录的诱发共振神经活动(ERNA)为指导的STN-DBS编程的可行性和急性运动获益。方法:我们评估了12例解剖位置良好的电极植入患者,在STN-DBS术后4-6个月。测试最差身体侧在停药状态下。急性运动获益采用双盲评估三种编程配置:(i)经验丰富的临床医生设置的慢性刺激,(ii)影像引导,和(iii)ERNA自动化算法。我们还比较了治疗和副作用阈值以及分馏电流的空间分布。结果:与关闭刺激相比,ERNA编程将身体侧运动障碍学会统一帕金森病评定量表第三部分(MDS-UPDRS-III)评分中位数改善了75.7%。这与影像引导(81.6%,P=0.19)或临床医生编程(68.8%,P=0.33)无显著差异。治疗阈值(P=0.90)和副作用阈值(P=0.57)在各条件下无显著差异。ERNA编程的位置比影像引导和临床编程更靠腹侧0.8-1毫米,更靠后0.3毫米。结论:仅基于ERNA的编程算法达到了与专家临床和影像引导方法相当的急性运动疗效和耐受性。ERNA记录在清醒和全身麻醉条件下均可在1分钟内完成。这些发现表明,术中ERNA可以为STN-DBS编程提供一个快速、客观和实用的起点。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
术中记录的ERNA能否指导帕金森病STN-DBS编程,并达到与临床和影像引导方法相当的急性运动疗效?
核心机制
ERNA可能反映丘脑底核与苍白球外侧部之间的异常网络活动,其空间分布与理想的刺激靶点相关,可作为功能靶点的生理学标志。
主要证据
在12例帕金森病患者中,ERNA编程的运动改善(75.7%)与影像引导(81.6%)和临床编程(68.8%)无显著差异,且治疗和副作用阈值无差异。
研究意义
ERNA编程可提供快速、客观的起点,可能减少编程的时间和负担,提高一致性。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

患者招募与筛选

筛选符合条件的帕金森病患者进行STN-DBS术后评估。

从更大的多中心观察性研究(ADEPT)中招募29例符合条件的患者,其中12例同意参加并完成研究。排除标准包括无法耐受方案、ERNA不足等。

2

手术与ERNA记录

记录术中ERNA信号并确保电极位置准确。

由同一神经外科医生和神经科医生团队进行立体定向框架植入,使用微电极记录和术中测试。记录ERNA(约45秒/根导线),使用神经刺激器和放大器。

3

编程配置生成

生成三种编程配置:临床、影像引导和ERNA引导。

临床编程为慢性使用的程序;影像引导基于术前MRI和术后CT配准,使用商业软件模拟刺激场;ERNA编程基于ERNA功率分布自动化分数化电流。

4

急性运动评估

比较三种编程配置的急性运动疗效和安全性。

在停药状态下,将对侧最差身体侧的电极分别应用三种编程,以随机顺序,每条件间有30分钟洗脱期。确定治疗平台和副作用阈值,并评估完整的MDS-UPDRS-III。

5

数据分析与比较

比较三种编程的运动改善、治疗阈值和空间分布。

计算运动评分的百分比改善和运动反应比(MRR),比较治疗和副作用阈值,并分析电流分数化的加权中点位置。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
Guideline5™FHC Inc.--
Cartesia™ DB-2022Boston Scientific Corp.--
Vercise Genus™Boston Scientific Corp.--
Airo® CTBrainLab--
neuroBiBionics Institute--
g.HIampg.tec Medical Engineering--
BrainLab Elements®BrainLab AG--
GuideXT™BrainLab AG--

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
患者筛选
患者纳入标准:12例PD患者,STN-DBS术后4-6个月,最差身体侧,停药状态。排除标准:无法耐受方案,ERNA不足等。
阅读提示:Methods: Participants
ERNA记录
ERNA记录条件:刺激参数(3.36mA, 130Hz, 60μs/相),记录窗口(100ms),采样率(19200Hz),麻醉状态(清醒或全麻)。
阅读提示:Methods: Surgical Procedure and ERNA Recordings
编程配置
临床编程:慢性程序,专家设置;影像引导:使用BrainLab Elements和GuideXT,模拟参数2mA, 60μs, 130Hz;ERNA编程:基于ERNA功率分布,自动分数化。
阅读提示:Methods: Programming Conditions: Configuration
急性运动评估
评估条件:停药>12小时,最差身体侧,三种编程切换顺序随机,30分钟洗脱,振幅递增至5mA,评估MDS-UPDRS-III。
阅读提示:Methods: Clinical Motor Assessments
统计分析
统计方法:重复测量ANOVA,非参数检验,FDR校正。
阅读提示:Methods: Data and Statistical Analysis