grenzen in chirurgie

Inleiding

Holmes tremor (ht) is beschreven als een zeldzame laagfrequente tremor (onder 4,5 Hz) die rust -, kinetische en posturale componenten omvat; HT gaat meestal gepaard met ataxie, bradykinesie en oftalmoplegie (1). De oorzaken van HT kunnen betrekking hebben op neurologische beledigingen die traumatisch hersenletsel, ischemische beroerte, tumoren, veneuze misvormingen, of neurologische chirurgie. Na een eerste neurologische belediging volgt het begin van HT een vertraging van 1 tot 24 maanden op welk moment de tremor zich begint te manifesteren (2). Hoewel soms aangeduid als “rubrale tremor”, de oorzaken zijn niet beperkt tot laesies van de rode kern. Eerder, laesies van de bovenste hersenstam, thalamus, en cerebellum zal dit type van tremor produceren door het onderbreken van de cerebellaire uitstroom tractus (3-5). Hier rapporteren we het geval van een patiënt met bilaterale thalamische laesies die HT ontwikkelde in de loop van 3-4 maanden en reageerde op DBS therapie in de prelemniscale radiaties (Raprl).

de farmacologische behandeling van HT omvat gewoonlijk de gelijktijdige toediening van geneesmiddelen voor de ziekte van Parkinson (PD) of voor essentiële tremor (ET), zoals dopaminerge middelen, anticholinergica, propranolol en primidon, maar in de meeste gevallen zijn deze geneesmiddelen niet effectief of niet te verdragen (6). Bewijs wijst erop dat DBS therapie tremor verlichting kan bieden voor patiënten met medisch refractaire HT. De voorkeursdoelstellingen voor de behandeling van HT met DBS zijn de ventrale tussenkern van de thalamus (VIM), de subthalamische kern (STN) en de globus pallidus interna (GPi) (7, 8). In sommige gevallen werd een succesvolle therapie bereikt door zich gelijktijdig te richten op meerdere ipsilaterale hersenkernen (9). Bijvoorbeeld, Romanelli et al. (8) implanteerde een ipsilaterale STN-elektrode bij een patiënt voor wie VIM-stimulatie de intentie en de posturale tremor verbeterde, maar de rusttremor niet verbeterde; gelijktijdige stimulatie van VIM en STN leidde met succes tot verzwakking van alle drie de tremor componenten, terwijl individuele stimulatie van deze kernen minder succesvol was. Op basis van deze bevindingen stelden de auteurs dat de gemengde tremoren waargenomen bij HT-patiënten het resultaat kunnen zijn van de gecombineerde onbalans van cerebellotalamische en pallidothalamische routes, en dat een succesvolle behandeling de implantatie van meerdere DBS-leads noodzakelijk kan maken. In tegenstelling tot deze multi-elektrode aanpak, Toda et al. 2017 (10) gebruikte een enkele elektrode om gelijktijdig vim en het sub-thalamische gebied te stimuleren gebruikend een Interleaved configuratie; de doeltreffendheid van deze single-elektrode/multi-target strategie leiden de auteurs om te suggereren dat een groter gebied van stimulatie nodig was om HT te behandelen dan andere tremor wanorde. Het succes van multi-target DBS blijft echter variabel, Lim et al. (11) beschreven een ht patiënt geïmplanteerd met VIM, VOA (ventralis oralis anterior) en GPI elektroden. Stimulatie van de GPi alleen was voldoende om tremoronderdrukking te veroorzaken, maar de toevoeging van stimulatie van thalamische kernen faalde om bijkomende voordelen te bieden. Gezamenlijk tonen deze rapporten aan dat de werkzaamheid van DBS met één of meerdere doelwitten voor de behandeling van Holmes tremor per patiënt lijkt te variëren. Naast het gebruik van meerdere elektroden, de stimulatie parameters vereist om therapeutische resultaten te produceren met behulp van single-elektrode configuraties in HT (verhoogde amplitude, pulsbreedte en frequentie, interleaved instellingen of meerdere elektroden) meestal groter zijn dan die nodig zijn om PD of ET te behandelen. Deze hogere energievraag kan de levensduur van de batterij verkorten en vaker pulsgeneratoren vervangen. In dit rapport presenteren we een alternatieve doelstelling voor DBS binnen de prelemniscale radiaties (Raprl) van een patiënt met langdurige, behandelingsresistente HT. De ernstige rechter-bovenste extremiteit tremor van de patiënt werd succesvol behandeld met behulp van unilaterale neurostimulatie van het linker prelemniscale gebied. Belangrijk is dat neurostimulatie aanhoudende en robuuste tremorcontrole veroorzaakte bij de laagste amplituden die momenteel in de literatuur worden gerapporteerd. De effectiviteit van deze aanpak bevestigt bestaand bewijs voor Raprl als een effectief, alternatief neurochirurgisch doelwit voor de behandeling van Holmes tremor met DBS.

casusrapport

een 45-jarige rechtshandig man in eerste instantie gepresenteerd aan de Universiteit van Washington Movement Disorders Clinic in maart 2015. Informed schriftelijke toestemming werd verkregen van de patiënt voor het doel van video-opnames en case study publicatie. Hij schreef zijn HT toe aan een val in 2010, hoewel hij ook HIV-infecties en HIV-gerelateerde neurologische problemen had zoals progressieve multifocale leuko-encefalopathie en toxoplasmose. Hoewel de oorzaak van zijn laesies onduidelijk is, gezien de locatie van de laesies, hun uiterlijk en de voorgeschiedenis van HIV van de patiënt, vermoeden we dat ze het mogelijke resultaat zijn van HIV-gerelateerde vasculopathie geassocieerd met CNS toxoplasmose. Zijn carrière was in de bouw, en het begin van zijn neurologische symptomen werd geassocieerd met een val door een dak in 2010. Zijn onmiddellijke neurologische status na de val blijft onbekend; hij meldde echter het begin van meerdere opeenvolgende neurologische tekorten in de volgende drie tot vier maanden, waaronder tremor, aanvallen, loopafwijkingen, linker spastische hemiparese en dysartrie. Daaropvolgende MRI wees op de aanwezigheid van bilaterale thalamische laesies met de linker laesie aanzienlijk groter dan de rechter. Hij merkte eerst trillingen van de linker ringvinger, die verspreid over zijn linkerarm, dan geleidelijk betrokken zijn rechterarm. Zijn rechterarm tremor vertegenwoordigde de meest actieve component van Is Holmes tremor en weergegeven componenten van rust, houding en kinetische tremoren. Naast armtremor vertoonde hij lage frequentie tremoren van de nek en kin. In overeenstemming met de asymmetrie van zijn thalamische laesies, was zijn tremor ernstiger aan het rechter lichaam in vergelijking met zijn linker lichaam, terwijl stijfheid symptomen dezelfde ernst vertoonden in bilaterale bovenste en onderste ledematen. Zijn tremoren waren ongevoelig voor medicijnen zoals levodopa, propranolol, gabapentine, topiramaat en primidon. Hoewel hij enige tremor verbetering van baclofen 80 mg per dag vond, werd dit geassocieerd met een verergering van zijn aanvallen, en verergerde zijn reeds beperkte loopvermogen. Voorafgaand aan de operatie was de progressie van zijn symptomen, waaronder HT, geëlimineerd, en zijn thalamische laesies bleven eveneens stabiel op beeldvorming (zie bijgevoegde video: https://doi.org/10.6084/m9.figshare.5708275.v1).Daarna onderging hij een DBS-operatie. Neuroimaging omvatte intraoperatieve stereotactische CT-scans, die werden gefuseerd met eerdere MR-beelden. De chirurg boorde een standaard braam gat en opende de dura. Neurofysiologische opnames werden uitgevoerd met het Medtronic Lead Point systeem. Twee micro-elektroden werden naar VIM verlaagd; de neurofysiologische bevestiging van het doel werd gebaseerd op de aanwezigheid van groot-spikende neuronen. Tijdens het opnemen werd de elektrode over 4,5 mm gevorderd, waarbij de thalamus tussen 4 en 4,5 mm werd testelektrode werd vervolgens vervangen door een quadripolaire Medtronic DBS-elektrode (model 3387). Tijdens daaropvolgende intraoperatieve macrostimulatie vertoonde de patiënt onmiddellijke tremorreductie in zijn rechterarm met verbeterde spraak en geen paresthesie. De elektrode werd in geplaatst gezien het duidelijke therapeutische effect. We bepaalden de doelelektrode (contact 0) ongeveer 3,5 mm van het doel, met contacten 0 en 1 gelegen in de Raprl, inferieur aan de caudale zona incerta (CZi), en contacten 2 en 3 in de thalamus (zie Figuur 1). De coördinaten van contact 1 binnen de Raprl waren -11,5, -6 en -2 mm. de coördinaten van contact 2 waren -12,6, -3,7 en 1,1 mm. de doellocatie voor VIM gebaseerd op AC / PC was -13,7, -6,2 en 0 mm. zijn AC / PC afstand is 25,51 mm. De Raprl wordt klassiek gedefinieerd met betrekking tot AC/PC afstand gedeeld door 10; de locaties zijn van de elektrode ten opzichte van de Raprl zijn consistent met die in de Schaltenbrand Atlas.

figuur 1

figuur 1. T2 MRI van elektrode-implantatieplaats, axiaal (A) en sagittaal (B) uitzicht. Doellocatie op de schaltenbrand en wahren atlas (12) in Axial (C) en saggital (D) uitzichten. Schaltenbrand G, Wahren W (12) Atlas voor stereotaxie van het menselijk brein. Stuttgart: Thieme. T2-ruimte MRI, samengevoegd met intraoperatieve CT-beeldvorming. (A-B). De elektrode is gemarkeerd met een rode stip. AC / PC coördinaten waren (Lat: -11, A-P: -5, Vert: -1.5). (A) axiale weergave, contact 1. Opmerking STN is zichtbaar voor elektrode locatie, met analoge relatieve locatie genoteerd in C. (B) sagittale weergave, contact 1. Let op de locatie van de elektrode op de sagittale weergave ten opzichte van STN in B, en D. let ook op de grote cystische laesie superieur aan de elektrode in de thalamus. Elektrode locatie, schaltenbrand en wahren atlas, met elektrode locatie gemarkeerd op basis van AC / PC coördinaten (witte cirkel). (C) plaats van de elektrode in axiaal vlak (plaat 54, H. v -1.5). (D) elektrode locatie in het sagittale vlak Schaltenbrand en Wahren, (plaat 44, S. l. 13)

het is waarschijnlijk dat de afwijking van het beoogde traject het gevolg was van de elektrode die verkalking of gliose tijdens de vooruitgang tegenkwam. De patiënt onderging vervolgens implantatie van een pulsgenerator (Model 37612; Medtronic). Hij herstelde goed, en onderging ongeveer 4 weken later programmering. Monopolaire mapping werd uitgevoerd met incrementele spanningsverhogingen van 0,5 V( 0-4, 5 V), waarbij alle contacten werden onderzocht. Contacten 0, 1 en 2 veroorzaakten allemaal duidelijke therapeutische voordelen bij spanningen onder 3 V. Echter, het dorsale meeste contact (contact 3) leverde geen voordeel op bij amplitudes tot 4,5 V. Op basis van deze waarnemingen was de geselecteerde configuratie met contact 2 negatief, case positief, pulsbreedte 90 microseconden, frequentie 130 Hz en spanning 2,7 V. de patiënt werd geïnstrueerd om zijn normale behandeling met medicijnen te hervatten. Helaas leed hij aan ernstige handkrampen, duizeligheid en verhoogde aanvalsfrequentie. Hij werd gezien voor dringende herprogrammering en stimulatie werd teruggebracht tot 2,0 V. Hoewel dit de krampen van de patiënt verlichtte en zijn aanvalsfrequentie verminderde, veroorzaakte de lagere instelling onvoldoende tremorcontrole en had hij progressieve verergering van zijn symptomen. Bij verdere herprogrammering, werd het meer ventrale contact 1 toegewezen negatief met positief geval. Dit veroorzaakte tremorcontrole bij opmerkelijk lage spanningen. Zijn gekozen configuratie was met contact 1 negatief, case positief, pulsbreedte 90 microseconden, frequentie 130 Hz en spanning 1,0 V. Dit resulteerde in een therapeutische impedantie van 1303 Ohm en een therapeutische stroom van 0,782 mA. Bij de follow-up klinische evaluatie waren zijn tremor en stijfheid aanzienlijk afgenomen en de effecten hielden meer dan 6 maanden aan. Hoewel zijn mobiliteit nog beperkt is, heeft hij een verbeterde gang getoond. Verder is hij nu in staat om zijn naam te schrijven met een pen en heeft eerdere hobby ‘ s van het bouwen van modellen, het maken van origami en airbrushing hervat, die geen van allen mogelijk waren voorafgaand aan de DBS-operatie. Zijn toespraak heeft een aanzienlijke verbetering aangetoond ten opzichte van zijn neiging om woorden te schelden, en hij meldt dat de kwaliteit van het leven is veel verbeterd. De gunstige effecten van stimulatie zijn gehandhaafd en zijn al meer dan 2 jaar niet verdwenen.

de CT en MRI van de patiënt werden gelijktijdig geregistreerd via een standaard lineair registratiealgoritme. De gemodelleerde elektrode werd handmatig zo dicht mogelijk bij het centrum van het CT-gedefinieerde artefact geplaatst, wat werd bevestigd op axiale, sagittale en coronale MRI-scans. Na plaatsing van de elektrode werden de stimulatieparameters ingevoerd in de StimVision-computersoftware, die een geschatte hoeveelheid weefselactivering genereerde met behulp van een gevalideerde kunstmatige neurale netwerkvoorspellings-functie (13-15). Modelparameters waren 1V stimulatie met Contact 1 negatief, case positief en pulsbreedte 90 microseconden. Volumes werden vervolgens gebruikt als zaad regio voor vezel tractografie. Tractografie werd uitgevoerd met behulp van FSL (Analysis group, FMRIB, Oxford, UK). Preoperatieve diffusiegewogen beelden werden verkregen met reversed phase-encode blips, resulterend in paren van beelden met vervormingen gaan in tegengestelde richtingen. Het gevoeligheidsgeïnduceerde off-resonantieveld werd geschat (16), wervelstroomdistorsies gecorrigeerd en lokale modellering van diffusieparameters werd uitgevoerd met standaard bedpostparameters (2 vezels/voxel) (17), met daaropvolgend lineaire coregistratie met anatomische MRI en postoperatieve CT-beeldvorming. Maskers voor de superieure cerebellaire steel en dentate gyrus werden handmatig gemaakt, en samen met de VTA-schatting, werden gebruikt als waypoint maskers om het vezelmodel te genereren. Berekende vezels reisden naar beneden naar de dentaatkern van het cerebellum, en naar boven naar de M1-en premotorische gebieden (zie Figuur 2).

figuur 2

Figuur 2. DBS elektrode in anatomische locatie aantonen volume van weefsel geactiveerd (groen volume). Vezels werden gegenereerd via computationele tractografie (rode vezels). Deze vezels werden gevonden om naar beneden te projecteren dentate kern van cerebellum (lagere regio), en naar boven naar de premotor en M1-Motor strip van de cortex (bovenste regio). Stimulatie gebruikt contact 1 met amplitude-1V en pulsbreedte 90 microseconden.

discussie

de prelemniscale straling verwijst naar een cluster van vezels die mediaal en inferieur overgaan op de cellichamen van de CZi, lateraal aan de rode kern, anterieur aan de mediale lemniscus, en posterieur aan de sub-thalamische kern. De Raprl is gerangschikt onder de ventralis oralis anterior (VOA) en ventralis oralis posterior (VOP) van de thalamus. Neuroanatomisch bewijs suggereert dat de vezels van de Raprl afkomstig zijn van drie verschillende bronnen met verschillende terminale regio ‘ s: (1) axons project van de cerebellaire kernen, via de VIM thalamus, naar de primaire motorische cortex (2) axons project van de interne globus pallidus, via de motor thalamus, overlappen met projecties van de ventrolaterale thalamus (VL), en innerveren de supplementary motor area (SMA), en (3) axons dat project van de reticulaire vorming. In het bijzonder, vertegenwoordigen de vezels van de Raprl een verschillend hersengebied gescheiden van de cellichamen van de CZi. De Raprl is al beschreven als een effectief doel voor de behandeling van PD met DBS (18). Velesco, et al 2016 hebben verondersteld dat stimulatie van verschillende Raprl subregio ‘ s verbeteringen in de specifieke symptomen geassocieerd met de functie van elke regio zou veroorzaken. Bijvoorbeeld, de cerebellaire-thalamic-corticale weg overbrugt het cerebellum met de primaire motor cortex door middel van de VIM; daarom, kan de stimulatie van deze vezels tremor-controle veroorzaken die de gevolgen met directe vim stimulatie wordt gezien. Daarentegen zijn de Raprl-routes geassocieerd met GPI-VL-SMA specifiek betrokken bij de verbetering van de stijfheid (19); deze therapeutische effecten worden waarschijnlijk gemedieerd via het verminderde metabolisme van het aanvullende motorische gebied veroorzaakt door DBS. De thalamische laesies bij onze patiënt vallen samen met de verstoring van zowel de cerebellaire-thalamische-corticale route als de GPI-VIM-SMA circuits; de locaties van zijn laesies komen overeen met zijn symptomen van tremor en stijfheid. We stellen daarom dat de therapeutische effecten van stimulatie waarschijnlijk worden gemedieerd door deze circuits. Meldingen van Raprl DBS voor HT zijn zeldzaam; echter, in 2004 Plaha (20) gemeld verbetering van HT met stimulatie van de naburige CZi.

er is een voortdurende discussie gaande over het precieze mechanisme van DBS, met name over de vraag of de therapeutische voordelen het gevolg zijn van prikkelende of remmende effecten (21, 22). De neurofysiologische gevolgen van DBS worden verondersteld om op basis van verscheidene factoren met inbegrip van het type van neuronaal weefsel te variëren dat, de afstand van de elektrode, en de frequentie van stimulatie wordt gestimuleerd. Er zijn aanwijzingen dat axonen prikkelbaarder zijn dan cellichamen en dat de grootte van axonale prikkelbaarheid grotendeels afhankelijk is van de mate van axonale myelinatie; men denkt dat sterk gemyelineerde vezels prikkelbaarder zijn dan die welke niet gemyelineerd zijn (23). De hier gerapporteerde therapeutische stimulatiespanningen zijn lager dan die beschreven voor STN of VIM in HT. Eerdere werkzaamheden hebben de voordelen aangetoond van het richten van het posterior subthalamic gebied, dat bestaat uit zowel de cellichamen in de CZi en vezel tracts van de Raprl (24). In plaats van conventionele targeting van de grijze-materie kernen van thalamus of subthalamus, ons case rapport suggereert dat lagere therapeutische drempels in plaats daarvan kunnen worden bereikt door zich te richten op de gemyelineerde vezel tracten van de Raprl.

Auteursbijdragen

VM: conceptformulering, patiëntmanagement en handschrift schrijven/bewerken. SH: patiëntselectie, patiëntmanagement en het schrijven/bewerken van manuscripten. TF: handschrift schrijven / bewerken en cijfers. AK: patiëntselectie, patiëntmanagement, cijfers en manuscript schrijven / bewerken.

belangenverstrengeling verklaring

de auteurs verklaren dat het onderzoek werd uitgevoerd zonder enige commerciële of financiële relatie die als een potentieel belangenconflict kon worden opgevat.

Dankbetuigingen

de auteurs willen Cameron McIntyre en Angela Noecker bedanken voor het gebruik van StimVision om de geschatte volumes van weefselactivering te berekenen.

8. Romanelli P, Brontë-Stewart H, Courtney T, Heit G. Mogelijke noodzaak voor diepe hersenstimulatie van zowel de ventralis intermedius en subthalamische kernen om Holmes tremor op te lossen. Rapport. J Neurochirurg (2003) 99(3):566-71. doi: 10.3171 / jns.2003.99.3.0566

PubMed Abstract / CrossRef Full Text / Google Scholar

9. Foote KD, Okun MS. ventralis intermedius plus ventralis oralis anterior en posterior diepe hersenstimulatie voor posttraumatische Holmes tremor: twee leads kunnen beter zijn dan één: technische noot. Neurochirurgie (2005) 56 (2 Suppl): E445. doi: 10.1227 / 01.NEU.0000157104.87448.78

PubMed Abstract / CrossRef Full Text / Google Scholar

10. Toda H, Nishida N, Iwasaki K. coaxiale interleaved stimulatie van de thalamus en subthalamus voor de behandeling van Holmes tremor. Neurochirurgische Focus (2017) 42 (VideoSuppl2): V1. doi: 10.3171 / 2017.4.FocusVid.16510

PubMed Abstract / CrossRef Full Text / Google Scholar

11. Lim DA, Khandhar SM, Heide S, Ostrem JL, Ringel n, Starr P. meerdere doel diepe hersenstimulatie voor multiple sclerose gerelateerde en poststroke Holmes’ tremor. Stereotact Funct Neurochirurgie (2007) 85 (4):144–9. doi: 10.1159/000099072

PubMed Abstract / CrossRef Full Text / Google Scholar

12. Schaltenbrand G, Wahren W. Atlas for stereotaxy of the human brain. Stuttgart: Thieme (1977).

14. Chaturvedi A, Luján JL, Mcintyre CC. Kunstmatige neurale netwerk gebaseerde karakterisatie van het volume van weefsel geactiveerd tijdens diepe hersenstimulatie. J Neural Eng (2013) 10(5):056023. doi: 10.1088/1741-2560/10/5/056023

PubMed Abstract / CrossRef Full Text / Google Scholar

15. Noecker AM, Choi KS, Riva-Posse P, Gross RE, Mayberg HS, Mcintyre CC. StimVision software: voorbeelden en toepassingen in subcallosale cingulate diepe hersenstimulatie voor depressie. Neuromodulatie (2018) 21(2):191-6. doi: 10.1111 / ner.12625

PubMed Abstract / CrossRef Full Text / Google Scholar

18. Jiménez F, Velasco F, Velasco M, Brito F, Morel C, Márquez I, et al. Subthalamische prelemniscale stralingsstimulatie voor de behandeling van de ziekte van Parkinson: elektrofysiologische karakterisering van het gebied. Arch Med Res (2000) 31(3):270-81.

PubMed Abstract / Google Scholar

19. Velasco F, Carrillo-Ruiz JD, Salcido V, Castro G, Soto J, Velasco AL. Unilaterale stimulatie van prelemniscale straling voor de behandeling van acrale symptomen van de ziekte van Parkinson: resultaten op lange termijn. Neuromodulatie (2016) 19(4):357-64. doi: 10.1111 / ner.12433

PubMed Abstract / CrossRef Full Text / Google Scholar

Geef een antwoord

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd.