文献推荐精神疾病的手术方法精神外科的

医院交流学习,这里有一篇功能神经外科张陈诚医师翻译的来自德国科隆大学神经生理研究所等带来的“精神疾病的手术方法:精神外科的全球文献概述”,受益良多,分享给大家。

1.前言

1.1.专业名词

1.2.适应证和结果测量

2.精神外科的起源

3.前额叶白质切除时代

3.1前额叶切除术

3.2眶前脑叶切除术

3.3早期限制性手术

3.3.1部分额叶脑白质切除术

3.3.2选择性脑皮质毁损术

3.3.3皮质下边缘系统靶点

4.立体定向精神手术时代(-)

4.1尾状核下束切断和毁损

4.2扣带回毁损术

4.3胼胝体毁损术

4.4边缘系统白质切除术

4.5内囊前肢毁损术

4.6控制行为精神外科

4.6.1杏仁核毁损术

4.6.2下丘脑毁损术

4.6.2丘脑毁损术

5.神经调控时代(-)

5.1扣带回毁损术和切开术

5.2边缘叶脑白质切开术

5.3热射频和伽玛刀内囊毁损

5.4立体定向伏隔核毁损术

5.5脑深部电刺激

5.5.1内囊和腹侧纹状体/伏隔核

5.5.2丘脑底核

5.5.3丘脑下脚

5.5.4扣带回膝部及前部

5.5.5丘脑

5.5.6苍白球

5.5.7下丘脑

5.5.8其它靶点

6.结论和展望

7.参考文献

摘要

改善人类行为及情感变化的脑部手术仍然是医学、精神病学、神经科学及生物伦理学中最受争议的话题之一。脑深部电刺激在神经精神病学中的快速发展,使这个领域再度成为热点。但我们还需要对它的利弊进行认真地评估:一方面要保证脑深部电刺激可以帮助到严重受损患者;另一方面,要避免不进行评估确证而过早使用脑深部电刺激的风险。在此,我们将重温该领域的生动历史,探讨它的发展现状,并藉此描绘出这种治疗最终手段——从粗糙的人工手术到多学科共同治疗——的发展云图;并将通过再次评估过去大量的病例报道以及小规模的开放或者对照试验,来描述精神外科的发展历程。本文对于不同手术的方法、原理及科学价值的探讨非常通俗易懂,即便是缺乏大量精神外科或精神病学知识的读者也会很容易理解。本文可为精神外科领域从业者和希望进一步探讨此话题的读者提供很有用的资源。

1.前言

虽然药物治疗和认知行为干预的发展提高了对精神疾病的治疗效果,但是传统的治疗方法对于10%-30%的重型情感障碍、焦虑症及强迫症患者依旧疗效不佳[1-3]。这些病人通常患有重度抑郁症、存在自杀意念、具有慢性焦虑或反复的侵入性想法和行为,往往影响了他们正常的生活。

许多手术毁损和神经调控的方法,也就是通常所说的精神外科手术,已开始用于治疗某些难治病人。其中最著名的就是中断额叶与其它脑叶联系的额叶脑白质切除术,该技术的目的在于干扰额叶-边缘环路的异常信号。在20世纪30年代晚期,这种粗糙的用切割器械盲目插入大脑的技术非常普及,那时有强效镇静作用的药物仍仅限于巴比妥及水合氯醛。

尽管医学界很快就认识到该技术存在并发症高发性和严重副作用,但大众的热情和对于有效且廉价的精神疾病治疗方法的迫切需求导致了这种人工手术在世界各地的无差别应用。与此同时,世界各地的一些精神外科医生研发出了一种更有针对性的方法,其中一些为今天的立体定向微创手术奠定了基础。到20世纪50年代后期,第一波手术热潮被终止。当时精神外科手术大多为药物治疗所取代(图1)。在意识到部分患者无法从药物治疗中获益后,在20世纪70年代,早期改良手术方法引发了第二波立体定向手术热潮。但是随后几年公众的强烈反对几乎把这个领域推向了灭亡(图1)。这个手术在特定情况下仍有应用,但由于过去曲折的历史,仍然面临着来自大众和政府的压力。

然而,越来越多的证据表明:有相当比例的难治性精神疾病患者确实可能得益于现代精神外科手段的干预。越来越多的人意识到,这些精神疾病是由于特定大脑环路的功能障碍引起的[4]。因此,如脑深部电刺激(deepbrainstimulation,DBS)这样的新技术再次引起了精神外科的兴趣(图1)。

图1

尽管这些新技术提供了更加可逆和适应性的治疗前景,但鉴于精神外科的历史,我们仍需谨慎考虑,特别是要强调两方面的内容:一方面,要考虑不恰当使用这些技术的风险,另一方面,是要确保帮助到严重受损患者。该领域的先驱们缺乏现有的精密仪器和结果验证措施,但他们的经验帮助定义了现代精神外科的适应症和靶点。

尽管已有大量文献阐述了精神外科的历史或现状,但很少有文献尝试对该领域中大量的医学科学文献资料进行系统地总结。这些文献资料跨越了一个多世纪,遍布40多个国家。

目前的工作目标是通过提供过去和现在的手术方法的详细综述来弥补这个缺口,便于将过去的经验整合到目前的研究进展中来。虽然还远未到完整,但本文通过:

(1)考虑大量的病例报道和小规模的开放或者对照试验以及相关的次级文献;

(2)首次提供神经精神病学的DBS靶点及适应症的综合性总结,为上述目标提供了框架和起点。

本文的讨论对于缺乏精神外科、神经病学或生物伦理学知识的读者是通俗易懂的,并且大量有关的一次和二次文献对于该领域的从业人员或致力于进一步探讨该话题的读者大有裨益。第一部分的后续部分简单阐述了术语的选择、适应症的比较以及随时间变化的结果评估方法。

1.1术语

由于精神外科这个术语存在相关的污名,因此如“精神系统或边缘系统精神外科”这些替代词汇有时也被用来指代现代手术方法。虽然从语义上,这种概念区分是可行的,但是它很容易造成误解,即现代的手术方法与过去的手术方法截然不同。这里,这些术语可以可交换地用以表示所有精神外科干预手段,包括改变行为或情感,破坏(精神外科毁损)或选择刺激一些大脑区域(精神外科神经调控)。正如整篇文章所指出的,目前仍在使用的各种形式的微创毁损手术的确可以追溯到早期的精神外科阶段(图1和图2),DBS的大部分靶点也是采用了过去毁损手术的靶点或是受过去毁损手术的启发所得出的。

图2

1.2适应症和结果评估

利用统计或Meta分析评估精神外科存在很多问题,包括但不限于非同质群体研究,合适的未经治疗患者的对照研究的普遍缺乏,以及中心偏倚中的诊断不准确和时间变化。这些方面的彻底讨论不在本文范围内,但可以在其他文献中找到资料[5-6],但需要明确一些重要的因素,包括不同时代手术前后评估的可比性。在标准化评估工具发明之前,治疗的成功率通常用术后出院率或症状变化来评估。这种评估方法已被精神总体评估量表所替代,如里克特五级精神评估量表7,它用广泛的分级法(即症状消失、明显改善、部分改善、没有变化及症状加重)来说明术后改善情况。评估通常是由外科医生自己或相关的精神科医生进行,他们的标准多变且定义不明确。这种评估方法虽然在实践中备受争议,但其本质上很少损坏客观性[6]。也似乎由于这些量表存在一定的临床有效性[8-9],因此这种形式的原始数据将采用常见的四级量表(图表1-3),其中1级(反应)对应的评价是,“无症状”、“缓解”、“极好”或“明显改善”等;2级(部分反应)对应的评价是,“轻度”、“部分”或“中度改善”等;3级(无反应)对应的评价是,“无变化”或“无改善”等;4级(恶化)对应的评价是,“加重”或“死亡”等[a]。

表1

表2

表3

但这种简单的“点人头”的方法,显然不能代替个体手术中的关键定性分析,因此仅旨在传达一个普遍的观念,而不是用来严格地比较不同手术方法。目前手术效果更多是对原始的结果测量指标进行编译,依据症状严重程度的降低(定义为一组如Y-BOCS、HDRS-17或MADRS[b]的标准分的减少),和(或)总体改善(依据CGI或GAF[c]标准分)来进行评价(表4和5)。

表4

表5

对不同的治疗方法进行真正有效的比较必定需要可靠一致的诊断方案,这在精神外科中显然无法得到满足。早期的精神外科手术用于大量的诊断常常不太明确的疾病中。这些诊断在外科医生之间存在意见分歧,并且随着时间的推移还将发生变化,这使得手术方法之间的比较更为复杂。根据精神外科所报道的临床反应的明显差异,第一代和第二代的手术适应症(表1和表2)可大致分为两种。一是“心境障碍”(如情感和焦虑障碍),二是人格障碍(如精神分裂症、心理变态或精神病)(详见3.3节)。二代行为手术的适应症(表3)同样可依据临床反应和有无脑部结构及脑电图异常分为两类,分别为“有机疾病”和“无机疾病”(详见4.6节)。文中和图表更为详细确切地提供了包括不同类别在内的诊断概述[d]。

a.表中仅纳入作者可获得全文并且样本量≥3的文献

b.Y-BOCS:耶鲁布朗强迫症状量表;HDRS-17:17项汉密尔顿抑郁评定量表;MADRS:蒙哥马利-艾森贝格抑郁评定量表

c.CGI:临床总体疗效量表;GAF:大体功能评定量表

d.见图6、8、10

2.精神外科的起源

Alt等人提供了最早在人体中成功进行精神外科干预的现实证据。他们在法国新石器时代墓葬遗址中发现了一个成年男子的头盖骨,该头骨有多次手术操作的迹象[10]。这个保存完好的头骨展示了两个成功的环钻术:其一是颅骨顶部部分切除;另一个是利用颅骨钻孔到达颅内,从而使颅内组织暴露出来[10,11]。

环钻术后来应当在全世界更为广泛地使用过。有证据显示,世界各地的古代文明常常使用这项技术,且其并发症发病率和死亡率出奇的低。考古队在秘鲁南部的安第斯山脉地区发掘了具人类头骨,其中有8%显示出钻孔的迹象,这其中又有一半存在证据表明有适当愈合[12]。在德国西南部发现的个头骨也有类似的情况,这些头骨可追溯到中世纪早期,头骨钻孔8例(2.1%),其中7例有恢复和生存的迹象[13]。

对现代医学文献的调查将使我们了解到当时实施环钻术以及描述环钻术过程的信仰基础。十二世纪末,RogeriusSalernitanus在其《PracticaChirugiae(手术实践)》一书中建议躁狂和抑郁患者使用颅骨钻孔进行治疗,“使有害物质跑出去”[14]。RobertBurton则在他著名的书籍《抑郁的解剖》()一书中同样提议使用颅骨钻孔,“将里面的煤烟蒸汽排出来”[15],接着描述了一个难治性抑郁症患者在颅骨外伤后发生了症状缓解的案例[15]。后者说明了神经损伤的临床病理联系是如何促进早期手术策略的发展的,而这不可避免地要提及一个对精神外科有重大影响的类似事件——PhineasGage事件。

年9月13日,一个电池的过早爆炸导致一根厘米长、3厘米厚的铁棒贯穿了一个工作了25年的佛蒙特州铁路老工人的头骨和前脑[16]。Gage在这个事故中存活下来并迅速康复了,但很快他的家人和朋友发现他的性格发生了根本性变化。JohnHarlow医生认为这是因为“患者在智力和动物习性间的平衡”被中断了[16],而这引起了19世纪后半叶对大脑与行为之间进行关联研究的热潮。PaulBroca和其他人做了后续研究,阐明了不同的大脑区域具有不同的功能[17-19],这激起了对于有可能通过精神外科手术干预治疗精神疾病的兴趣。

在和年,没有通过正规手术训练的瑞士精神科医生GottliebBurckhardt对少量“疯狂而激进”的患者进行了实验性的脑部手术。2年后,他发表了一份详细的工作报告[20],该报告涉及额叶、顶叶和颞叶多个位点的皮层毁损,这常常被视为现代精神外科的起源。由于当时医学界大多数人强烈反对[21-22],Burckhardt最终放弃了他的研究。后来,意大利的LeonardoBianchi[23]评估了狗和猴子损伤大脑后所产生的影响,同时德国的ErichFeuchtwanger[24]和KarlKleist[25]也已系统地分析了一战老兵的额叶损伤对其人格和情感的不同影响。

在年,爱沙尼亚的精神外科医生LodovicusPuusepp切断了三个双相障碍患者在额叶和顶叶之间的纤维,但他对结果不满意,一直到精神外科受到了公众认可才把结果发表出来[26-27]。20多年后,瑞士精神外科医生FrancoisOdy对一个精神分裂症患者实施了右侧前额叶切除术[28],但他也推迟了几年才发表他的工作。年,第二届国际神经病学会议召开,正是这个会议使得精神外科得到了跨越性的发展。耶鲁大学生理学家JohnFulton发现切除大猩猩双侧额叶能起到镇静效果,而这个工作启发了葡萄牙神经学家EgasMoniz在人类患者上尝试类似的治疗方法[29]。他很快创造了术语“精神外科”,并成为额叶白质切除术的时代先驱。

3.额叶白质切断术的时代(-)

虽然Moniz经常被误认为是第一个成功完成精神外科手术的人,但是他确实推广了这一领域的工作,并最终使精神外科手术在全世界积极开展起来[30]。因为Moniz不是一个训练有素的外科医生,且他的手因为痛风致畸了,所以手术是由技术娴熟的精神外科医生PedroAlmeidaLima在他的指导下完成的[22,30]。

年11月,他们开始了第一组共8个病人的手术[31],在他们的额叶白质双侧注射无水酒精。该手术往往需要多次注射才能获得良好结果,因此Moniz很快决定改变方法。在后来的病例中,他们使用一种用可伸缩钢丝圈(脑白质切断器)定制而成的手术器械来切断额叶与其他脑叶的联系(图3A)。该器械可通过颅顶钻孔插入大脑,其钢丝圈会向外弯曲导致末端产生环形而毁损病灶(图3B)[31]。在4个月内,Moniz发表了一系列报道来描述他最初的20例实验,他的助手在巴黎社会心理医学大会上展示了这些成果[32-34]。与Moniz预期的相反,大家的第一反应是相当恶劣的,这与50年前Burckhardt的遭遇类似[22]。

图3

尽管缺乏客观数据或长期评价,然而他的思想在随后几年被广泛采用,特别是在意大利,两年内就出现了首个对照研究以及数百宗案例纪录(综述见[35])。随后,他的技术被全球40多个国家的精神外科医生不同程度地接受(综述见[36]),其中有两个是来自乔治华盛顿医学院的美国医生,他们开始在美国推广使用精神外科手术。

3.1前额叶白质切断术

WalterFreeman和JamesWatts受Moniz成果的影响,在年开始试验进行额叶切除术[31]。但他们按照Moniz介绍的方法所做出来的结果并不理想,他们的病人会在短期内复发。他们利用碘剂和X射线造影观察了切口的平面和范围,发现实际毁损的位置差异很大[37,38]。在后来的手术过程中,他们发展和完善了自己的方法,也就是所谓的前额叶白质切除术或标准的前额叶脑白质切除术[30,31,39]。

该手术采用标准化的平刀(精密的脑白质切断器)在冠状缝水平的单侧颅骨进行钻孔(图4A)并上下转动,从而在所希望的平面上将大量额叶与边缘系统的纤维分离开来(图4B)。然后,他们通过一种钝刀(放射状刺切器)在颅骨钻孔并推入加深切口(图4B),并在对侧重复这个操作。在年,他们发表了例病例的结果,显示其成功率为63%,另外23%的患者无变化,14%的患者则情况恶化或死亡[37]。根据丘脑核团退化变性的尸检研究[40,41],Freeman认为使用前额叶白质切除术切除前额叶与丘脑的纤维联系,在“把情感过度患者的智力解放出来”中起着最重要的作用[e,37,42]。接下来的几年,多位英国和美国的精神外科医生对标准的前额脑白质切除术进行了微调[43-49],尽管他们中的一些人对缺乏可视化控制表示严重担忧[49]。而由于这个原因,年由JohnLyerly引进了开颅手术,并采用这种手术来降低大脑前动脉出血的风险[50-54]。

e对接受了这些手术的病人进行现代MRI引导分析,显示其有多处白质和灰质的结构损伤,如矢状层和丘脑前束,以及眶额叶、背外侧前额叶皮质与前扣带回皮质[]。

图4

3.2经眶前脑白质切除术

为了提高封闭手术的效率,Freeman最后采用了经眶前脑叶白质切除术,这个方法是由意大利精神科医生AmarroFiamberti首次采用的[55]。该手术在患者电休克后的无意识状态下进行,用类似冰锥的器械(经眶脑白质切断器)插入患者的眼睛上方,并用木槌敲击到达眶顶,然后横扫前额叶皮质(图5)[30,31]。

图5

Freeman将手术用于门诊,且任何医生可在约15-20分钟内完成这个手术[56]。他的助手兼精神外科医生Watts对这个粗糙的技术表示高度怀疑,最终放弃了他们的合作。与此同时,Freeman开始医院和精神病院,推广他的手术方法,并实施了数百例的经眶前额脑白质切除术。他后来评论道:“对于大部分外科的同事来讲,尽管他们对手术毁损病灶的准确性和对称性印象深刻,却无法接受这个手术[57]”。

尽管该手术的致命性出血及其他并发症的发生率高,但Freeman的工作是成功的,当时的流行杂志像《新闻周刊》、《时代周刊》或《读者文摘》对此进行了轰炸式的报道[29,30]。年,Freeman在里斯本组织了第一届国际精神外科会议,吸引了来自26个国家的人员参会[30,58]。一年以后,Moniz被授予诺贝尔医学和生理学奖,“表彰他发现了脑白质切除术在某些精神病上具有治疗价值”[59]。由于新闻的大量报道和受到Moniz诺贝尔奖科学性的吸引,不可避免地吸引了一大批患者和他们的家人申请来做这个手术[31]。

而在年,Freeman仍强调“必须把精神外科手术作为一种最后手段,一种绝望的治疗措施来考虑[60]”。然而在接下来的几年,他和他的同事们开始认为手术治疗在精神疾病早期是最有效果的[61,62]。且经眶脑白质切除术提供了一种经济而具吸引力的方式,它能使不安和躁狂的患者趋于平静,让这些患者更加易于管理,并且降低了对于受训人员的要求。另外,精神病院的过度拥挤及缺乏可供选择的治疗方式进一步导致了精神外科的广泛使用。于是,精神外科手术医院的一线治疗方法,并且经常是由未经培训的医生和精神科医生来实施的[30]。

3.3.早期限制性手术

随着病例数持续增多,在20世纪40年代后期发表了第一个随访研究,其表明副作用和人格改变的严重程度通常与额叶白质切除术相关是很明显的[63-71]。波士顿Lahey诊所的JohnDynes和JamesPoppen报道了一些用额叶白质切除术来治疗难治性疼痛的病例,他们指出其中一些术后患者往往“思维及行动迟缓……有时候毫无情绪表达”,而另外一些患者则变得“缺乏控制且情绪高涨”[72]。其他人还发现“这些患者不但没有因为他们的精神疾病而痛苦,而且似乎无法表达出任何情绪,比如快乐或其他情绪”[70]。

瑞典的精神科医生GostaRylander对标准脑白质切除术的术后患者进行了智力和心理测验,进一步显示了这些人的智力和抽象概括能力有明显降低[73]。最终,一些研究人员指出,使用冠状缝作为标记是不合适的[66,74]。Rowland和Mettler在大量尸检研究中确认了这一点,他们认为外侧进行颅骨钻孔与实际脑内到达的位置有相当大的差异[75]。

同样的,JohnWalsh提出的尸检证据也表明经眶额叶白质切除术不仅不精确而且相当不可靠,因为在打开大脑后使用脑白质切断器进行剪切动作时,容易偏移至额叶外侧部分[76]。可以查阅到的当时的医学文献的主观性和偏倚性使得是否有患者或者有多少患者从手术中实际获益变得难以回答。大不列颠控制委员会综合了相关资料发现,个进行了前额叶脑白质切除术的患者中,35.3%出现好转或痊愈[77],9.3%之后有复发,持续获益的患者仅有26%。这项研究和随后Tooth和Newton对超过0例额叶白质切除术病例的研究共同表明,人格障碍的患者(几乎完全是精神病患者)占据了手术患者的2/3(图6),且目前为止也是效果最不理想的一类患者,而心境障碍患者的术后效果则要好一些(表1)[77,78]。

图6

因为这些研究缺乏合适的未经手术治疗的患者的对照组,他们的结果不得不与自发缓解(也就是说没有经过特定治疗)率比较,而自发缓解率也能有20%-50%(表1)。疾病的适应症,随访过程和病程的不同,同样也阻碍了研究者对不同研究进行严格比较。但总的来说,似乎没有证据表明精神外科相对于非特异性治疗有明显的优势。因此,Staudt和Zubin对文献进行全面分析表明,虽然有精神外科手术适应症的患者数量更多,但往往会被术后多年再次住院的病人的巨大人数所抵消[79],这样,手术的一个主要优点就成了可以降低死亡率[f]。而少量用未经治疗患者做了匹配对照的研究,其中大多表明进行了前额叶白质切除术和未经治疗的患者在病程上并没有显著差异[80-83]。Freeman仍然满怀热情地使用着他一成不变的手术方法,而此时,世界各地的精神外科医生已经开始研究破坏性更小、靶点更精确的手术了(综述见84)(图7)。

f由于精神病院卫生条件差并且过度拥挤,缺乏自理能力的精神科病人死亡率远高于普通人群。

图7

3.3.1受限的额叶白质切除术

早期为了降低人格改变发生率所做的尝试演变成了受限的额叶白质切除术,该手术将只切除内侧额叶(双侧内侧额叶白质切除术)[85-89]。波士顿精神病院实施了一项计划,该计划比较了标准开放式前额叶白质切除术和限制性双侧额叶内侧白质切除术的长期疗效,结果表明术后5年,双侧额叶内侧白质切除术的患者工作表现更好,并且更有积极性[90,91]。

美国的WilliamBeecherScoville发明了一种皮质下切除的方法,该方法利用脑压板抬高额叶,然后利用气管插管切断眶额叶皮质下的神经纤维[92-95]。这个手术是通过额骨上的钻孔在直视下进行的,因此允许相对更具选择性的解剖学定位毁损。总结他们实施的共例皮质下切除手术和33例标准化前额叶白质纤维切断术的病例,他和他在康涅狄格生活研究所的助手预计有60%的患者术后明显改善[94]。他们推荐对神经症和轻度的情感障碍患者使用眶额叶皮质下神经纤维切除术,指出“几乎不会有人格的改变”。而对于精神分裂症和严重情感障碍的患者,他们发现额叶顶部皮质下白质纤维切断术的术后效果可与标准前额叶白质切除术相提并论,但是其术后的严重副作用明显减少。其他使用相同手术方法或相关技术的人也报道了类似的结果,最著名的有英国的GeoffreyKnight[96-]和WylieMcKissock[],丹麦的EduardBusch[,],以及后来日本的SadaoHirose[,](表1)。

在少部分病例中,Scoville还试验了一种内侧扣带回皮质下纤维切断术,Papez在年就已阐述了该区域在情绪中的作用。但其结果被证明更具挑战性,且伴有严重的并发症,效果也不理想[94,95]。俄勒医院的KennethLivingston也使用了类似的手术方法来治疗神经症及神经精神疾病[]。他是第一个评估了是否存在安慰剂效果的医生之一。医院职员不知情的情况下,对他的4个患者进行了假手术(也就是说未进行皮质毁损),并且追踪了整个术后过程,结果显示安慰组没有出现改善的迹象,直到在随访之后的几个月里进行了真正的手术[]。

3.3.2选择性皮质毁损术

减少不相关大脑纤维损伤的替代方式就是真正地切除和去除皮质特定部分,这与Burckhardt和Ody的前期工作是类似的。其中最极端的方式,就包括双侧额叶前部切除术(前额叶切除术)[],部分颞叶切除术(颞叶切除术[g])或杏仁核周与梨状皮质切除术(海马回沟切开术)[]。WilderPenfield则实施了一种更受限的手术——单脑回切除术(脑回切除术),但几乎没有取得过临床成功[-]。一些医生包括美国的Heath和Pool[,],法国的JacquesLeBeau和Ferey[-],英国的Whitty及他的同事[-],把这个手术改良成了皮质部分切除术,他们采取了对额叶皮质局部进行切除的方法,但与传统的额叶白质切除术相比,该手术会导致丘脑逆行性退化[-]。正如LawrencePool和他的同事所提出的,手术区域的确定广泛受限于Brodmann脑区划分本身的局限性,通常需要“经由大量的试验来改进”[]。在治疗重性焦虑或难治性疼痛时,皮质部分切除术就需要切除包括背外侧前额叶(标准额叶局部皮质切除术),前额叶前部(额极皮质切除术)或者眶额叶,和岛叶(眶部皮质部分切除术)皮质[-]的灰质部分。而对于精神运动性躁动和不伴焦虑的暴力患者,这个手术选择的靶点常常是扣带回前部毁损(扣带回白质切除术)[,,,]。波兰的StanislawZiemnowicz自己发明了一种手术方法——局部缺血术——即通过临时或永久性地中断血液流动以选择性毁损皮层表面[,]。鉴于额叶靶点需谨慎选择,皮质部分切除术迅速遭到弃用也就不足为奇,特别是因为这些手术似乎没有提供任何优于标准脑白质切除术之处(表1)。

g是指原始文献中的颞叶内侧白质切除术

3.3.3皮质下边缘系统靶点

第三种中断皮质-边缘系统环路中异常信号的方法是将边缘系统的中继站作为靶点。这种方法由Fulton首次提出,并认为可能是可以减少智力损伤的一种方法[6]。根据Fulton的研究成果和丘脑核退行性改变的尸检结果,EarnestSpiegel和HenryWycis研究了应用双侧丘脑背内侧核毁损术治疗精神疾病(丘脑背内侧核毁损术)的情况。为了在尽量减少损伤不相关脑组织的前提下对治疗靶点进行定位和到达,他们将做动物实验用的霍斯利-克拉克装置改装成了立体定向装置[,]。

电凝法中针形电极的精确制导结合了脑室造影和X射线成像的成像技术,这样就可以看到大脑内的解剖结构,并且可以利用脑电图记录电极在丘脑中的准确位置[,]。有少部分患者的毁损部位是在其他脑区,例如丘脑前核,下丘脑或传导疼痛的脊髓丘脑束[-]。尽管他们的方法很复杂,但是术后效果却与之前手术最多持平(表1),且还伴有相当多的并发症,所以这种手术方法在精神疾病治疗中很快被抛弃了[]。然而,这种基于大脑自身标记的立体定向脑外科手术原理很快被世界各地的精神外科医生所接受或得到了进一步开发[-]。

法国的JeanTalairach发明了一种立体定向手术,该手术在内囊前肢水平切断前额叶皮质与背内侧丘脑之间的神经纤维[],从而保留了大部分丘脑前辐射。与以前的经验类似,这个手术对精神分裂症患者的治疗效果不佳,但报道称,它对焦虑障碍的治疗效果很好。在美国[]和伊拉克[]也有人使用了相似的手术方法,他们把丘脑-扣带回的投射纤维作为靶点(分别为丘脑-扣带回纤维束切断术和扣带回-传导束切断术)。

瑞典的LarsLeksell认识到通过急剧聚焦射线,可以得到一个单一的大剂量辐射,这样的辐射可以非侵入性地毁损病灶,因此也避免了感染或出血。在年,他提出了立体定向放射手术的概念,为20世纪80年代晚期伽马刀的发展奠定了基础[]。于是,利用患者特异,微创的手术方法来治疗精神疾病的想法兴起,而以皮质下边缘系统为靶点的新手术方式在世界各地快速发展起来。然而,由于在享有盛誉的杂志上发表的一些专业文章提出精神外科本身存在固有风险和副作用,精神外科手术的广泛使用遭到了抵制[83,-]。最终引进的一种可行的替代治疗方案,几乎导致了精神外科的消亡。

4.立体定向精神外科时代(-)

年,美国FDA批准氯丙嗪可进入临床应用,Smith、Kline和French将其以盐酸氯丙嗪为商品名打入美国市场[]。一年之内,仅仅在美国就有0000个患者使用了该药物,而类似的抗精神病药,抗抑郁药物和新的抗焦虑药物很快在国际市场上出现[]。

科学界和医学界公认药物治疗经济效益好并且相对安全,这导致了精神外科领域的暂时停滞。然而,对手术方法的兴趣很快就复兴了,因为越来越多的证据表明,有些患者并不能从药物治疗中获益,或要受到药物剂量逐渐增加带来的严重副作用。与此同时,精神外科继续小规模地进行着手术,尽管很难估计实际的手术量,因为很多手术没有文献发表。根据大量的问卷调查和个人通信,ElliotValenstein估计,年和年间美国和加拿大的精神外科手术例数为-例,英国为-例,澳大利亚为83例,像印度、捷克斯洛伐克和墨西哥这样的国家则有10-61例不等[6]。

在大多数国家,患者选择的急剧变化也导致了手术数量的下降。和年,在英国进行手术治疗的患者中只有3%是精神分裂症,手术治疗主要适用的是抑郁症(42%),强迫症(22%),焦虑障碍(19%),和癫痫相关的精神障碍(8%)[6](图8)。当时技术的改进为今天的立体定向微创治疗奠定了基础,其中一部分技术仍然在临床中有使用,只少量地改动一点手术方法。

图8

4.1尾状核下束切断和无名质毁损术

立体定向尾状核下束切断术(stereotacticsubcaudatetractotomy,SST)医院的GeoffreyKnight的成果,他改进了Scovilles皮质下选择性毁损无名质眶上前额边缘白质纤维的方法[]。Knight采用了立体定向技术,他在切口最后2厘米处的双侧都放置了多个80Y放射粒子(图9)[]。

图9

年和年间,在一个跨学科团队寻求了所有非手术治疗而无果后[,],医院进行了约0例的尾状核下束毁损手术,用来治疗抑郁症、强迫症、难治性焦虑患者。Knight的接班人JohnBartlett总结了该手术12年的经验,称该手术可以使40%-60%的患者在术后过上“正常或接近正常的生活”[,]。而根据诊断所得的不同结果,提示强迫症患者的治疗效果是33%-50%,焦虑症的效果是25%-63%,重型情感障碍的效果是34%-68%(表2)[-]。Knight也报道了6例巴比妥或海洛因上瘾的患者在术后缓解的病例,但是他并没有报道病人在特征或结果上的有关细节[]。该手术在术后常见的副作用包括,可能由术后水肿引起的短暂定向障碍(10%),癫痫发作(1.6%)和自杀(1%)[]。其术后死亡率非常低,0例中仅出现1例,且是因为80Y误置于纹状体[]。在年和年间,LauriLaitinen和他的团队在芬兰使用了无名质纤维束热凝毁损的类似方法治疗了12例抑郁症患者,但是并没有提供术后结果和副作用的有关细节[]。

4.2扣带回毁损术

年,Foltz和White首次记录了Scoville采用立体定向技术切断扣带回内侧神经纤维束(扣带回毁损术)缓解焦虑和抑郁病人疼痛痛苦的手术方法[]。后来,医院的ThomasBallantine和他的同事[,]利用双侧脑室造影的引导方法对扣带回神经纤维束进行热凝毁损,形成2个及以上的位于胼胝体背侧2厘米、直径约8-10毫米的毁损灶(图9)[,],他们报道称情感障碍患者在术后有正面效果。这个手术方法相当安全,没有治疗相关的死亡病例,并发症仅有偏瘫(0.3%)、药物有效性癫痫(1%)、和自杀(9%[h])。对例病患进行了24年的回顾性随访,平均随访时间为8.6年,其中62%长期有效,且有诊断相关的不同程度的改善(表2)[]。

扣带回毁损术对于焦虑症、情感障碍的治疗效果最好,分别是50%和41%;强迫症要相对差一些(25%),且为了达到满意结果常常需要多次手术,诸如胼胝体等周边结构也会受到影响。本研究没有发现智力受损,情感基调改变或行为和神经系统缺陷的情况[]。

Brown和Lighthill则将扣带回前部纤维作为靶点治疗各种情感障碍和包括强迫症的焦虑障碍[]。他们报道的个患者中,87例在术后有临床症状的快速而显著的缓解。同样的,他们最初发表的文献中指出,至少在一些病例中,部分胼胝体受到了破坏[]。芬兰的Laitinen对直接位于胼胝体前部和下部的扣带回膝部进行毁损手术[,](综述见),他认为只毁损强迫症患者扣带回的手术术后效果不佳,除非同时毁损胼胝体膝部[,]。

根据对进行了扣带回毁损术的疼痛患者的观察,患者术后无药物戒断或渴求症状[,]。印度的VijayBalasubraniam团队研究了应用该手术治疗成瘾行为伴强迫症状患者的情况[]。他们共报道了73个在-年间进行了手术治疗的阿片类或酒精成瘾病例,并认为60%-90%的病人在术后1-6年的治疗效果令人满意(例如没有复发),但是并没有提及神经生理学方面的改变[]。

h18例自杀失访病人术前均报告有自杀意念,13例曾企图自杀

4.3胼胝体毁损术

基于针对胼胝体膝部进行高频电刺激或毁损所取得的良好疗效,Laitinen特异性地将这个区域作为靶点进行了手术,并称之为胼胝体前部毁损术[15](mesolovion衍生于希腊语,意为“胼胝体”)(图9)[](见综述)。短期内该手术临床疗效最好的是精神分裂症,而对抑郁症或强迫症患者几乎没有作用(表2)[,]。精神心理评估结果显示患者的精神运动表现、短时和长时记忆、情绪状态很快就能改善。随访平均两年后,一组心理测试显示31个不同适应症的患者在记忆和智力方面没有(与术前测试相比)缺陷并维持了改善效果[]。根据临床随访情况,67%有害怕情绪的减轻,71%有紧张情绪的减轻,72%有焦虑情绪的减轻,而抑郁情绪的改善只有37%。

4.4边缘系统脑白质切开术

年,由DesmondKelly和他的同事提出的边缘系统切开术本质上就是双侧前扣带回毁损术和尾状核下束切开术的结合。该手术针对的是边缘系统环路(扣带回毁损术)和前额叶边缘系统投射(尾状核下束切开术)[]。由于仅用扣带回毁损术治疗强迫症无效,而若同时损毁小型眶额叶则效果明显增加,由此该技术便应运而生[]。该手术可以一次完成或分次完成,例如对仅仅利用扣带回毁损术而治疗效果不明显的患者可以进行尾状核下束切开术。边缘系统切开术主要在英国使用,通常情况下使用频率比扣带回毁损术或尾状核下束切开术低。术后回顾性随访了66例患者,平均随访时间为16个月,结果显示强迫症患者改善率89%,严重抑郁症患者改善率78%,焦虑症患者改善率66%[](图2)。在后来的回顾性配对对照研究中,其术前及术后进行了盲估,平均随访时间为10年,结果显示26个强迫症患者中术后明显改善的为38%,而未经治疗的患者对照组则无明显变化[]。手术组和对照组在认知功能和记忆形成上并没有明显差异,除了手术患者在威斯康星卡片分类测验中提示有中度受损[]。

4.5内囊前肢毁损术

内囊前肢毁损术可以追溯到Talairach提出的立体定向手术[],而瑞典的Leksell和芬兰的Laitinen第一次在临床上使用了这种方法(综述见[]),手术时将立体定向热凝或聚焦放射(即放疗手术)置于内囊前肢(图9)[-]。内囊前肢毁损术对难治性焦虑症的疗效是20%,精神分裂症的疗效是27%,效果并不理想。但是,它对50-70%的难治性强迫症患者有显著疗效[-]。(表2)。与内囊前肢毁损术最相关的副作用包括认知和情感障碍,有些患者会表现出认知功能的减退和情感木讷。然而,术后的脑水肿会导致这样的症状[],因此,这与大量的长期术后评估结果相符,即手术对人格并没有明显的长期副作用[9,,]。

4.6行为精神外科

以皮层下边缘系统为靶点的手术是有争议的,目前被用于治疗多种未能明确定义的行为障碍疾病,例如攻击性、过度亢奋综合症或性偏差的疾病(图10)。许多研究者将这种方法称为镇静性神经外科手术,主要源于两个重要的观察,第一,在有意识的人类患者身上,电刺激边缘系统的一些结构可以减轻或抑制情感反应(如害怕、焦虑或攻击)[-];第二,在非人类的灵长类动物和多种哺乳动物中,毁损同一区域具有相似作用[-]。正如Valenstein所说,大多数的动物行为实际上是非常复杂的,很难去用一些简单的标准来衡量[6]。然而,有趣的是,类似程度的不利影响在人类患者中鲜有报道,如下所述。

图10

4.6.1杏仁核毁损术

年,HirotaroNarabayashi及同事在日本首次使用立体定向杏仁核毁损术治疗难治性的攻击或自残行为[i]。两年后,初始的66名患者中,85%有明显改善或社会行为趋向正常化[]。年,随访的40名患者中,68%仍有持续的改善[]。类似的试验报道,术后改善率为33%-%,分别来自泰国的HataiChitanondh[]、印度的Balasubramaniam等人[-]、波兰的Mempel等人[-]、美国的Heimburger等人[,]、荷兰的vanManen等人[,]、澳大利亚的Kiloh等人[]、丹麦的Vaernet与Madsen[]、苏格兰的Hitchcock和Cairns[](综述见[-])。

在病例中,有5岁孩子做手术的,这导致接下来几年的公众抗议(见第5节)。在这些研究中,最为一致的观察结果是:杏仁核毁损术对治疗精神疾病的阴性症状疗效不佳,但对治疗明显的脑损伤或癫痫发作对应的异常行为很有效(表3)。东京大学医学院的KeijoSano和助手在少数患者身上使用穹窿切开术(经胼胝体或立体定向穹窿切开)和上部中脑网状结构切开术(立体定向切开网状结构的延髓最头端)开展镇静手术(图9),发现了类似的结果[,]。尤其是前者往往会导致记忆损害,并且手术效果也不令人满意。因此,他们在年使用立体定向双侧下丘脑毁损术[,-]。

iMasaichiSawa于年发表了“徒手”使用杏仁核毁损术治疗精神分裂症病人的首例报道

4.6.2下丘脑毁损术

上面已经提到,Spiegel和Wycis在20世纪50年代早期已经实施了下丘脑毁损术[,,]。但是,Sano团队是第一次使用较大病例来研究具有暴力、攻击性或躁狂病人[]。为了以下丘脑后内侧的亢奋区域为靶点,他们利用神经电刺激确认交感神经最大的反应区域,然后排除这个区域的热凝毁损[,]。手术后,有一例患者死亡;但余下的42例患者中,95%效果显著[]。

阿根廷的Schwarcz[,]和印度的Balasubramanian等人(表3)[-]报道:该手术对治疗严重自残、躁狂、多动症或破坏行为有类似的效果。丹麦的神外医师Quaade利用单侧立体定向热凝毁损下丘脑外侧治疗三例病态肥胖的病人,术后患者的卡路里摄入明显下降,体重暂时下降[,]。在-年,西德有70多例性偏离的患者接受了单侧下丘脑毁损术(通常结合毁损其他脑区,比如外侧灰结节或漏斗核部分),他们中的大多数住在监狱或被精神机构强制监禁[-](综述见[,])。汉堡的Müller及同事,阿根廷的FritzRoedler及同事,洪木堡的GerdDieckmann及同事报道这个手术有很高的成功率,但其评价的客观性及复杂性遭到严厉评判[,]。

该手术可能会导致性欲的普遍减少,而不是减少某一特定的情感反应[6]。因此,Dieckmann及同事还运用单侧或双侧下丘脑毁损术治疗成瘾患者,结果显示:15名患者均有类似的性欲减退症状[]。他们认为手术与自我控制能力的提升有关,但6个患者中有4个接受了双侧手术,术后出现了严重的并发症,如自主神经危相、缺乏冲动和视觉障碍[]。因此,该手术可以治疗性犯罪,然而,在7年,人们对这个手术的争论尤为激烈,最终限制外科医师做进一步的手术(见第5节)。

4.6.3丘脑毁损术

医院的IrvingCooper首次使用立体定向丘脑毁损术治疗抽动秽语综合症。在-年,他对6例患者实施了丘脑腹外侧核毁损术,但只报道了一例患者,并没有提供其他患者的信息[,]。Hassler和Dieckmann在他们开创性的论文中,具体描述了立体定向丘脑毁损术对治疗难治性抽动秽语综合症的快速效果[j]。他们报道双侧大脑半球丘脑板内核及内侧核10-14处热凝毁损后,3例患者的主观改善率为70-%。他们后续报道了9例接受单侧或双侧手术的患者,手术的效果类似,但是没有提到随访时间[]。然而,该手术的副作用有:人格改变、注意力集中困难、步态障碍和精神混乱[,]。

Cappabianca及同事报道的手术效果不理想,4个抽动症患者中术后短期有效的3个,但长期有效的只有一个[,]。Babel和他同事报道了最大病例数,他们对16例患者的未定带和(或)丘脑核实施单侧或双侧毁损,一些患者术后出现偏瘫或偏身抽搐[]。俄罗斯的一篇病例报道丘脑腹外侧核毁损术的效果理想,但也提出术后会存在短暂性失语[]。Leckman及同事报道了底丘脑毁损术后的永久并发症,他们描述了利用扣带回毁损术和丘脑毁损术治疗伴有抽动症和强迫症症状患者的命运。第二次手术扩大丘脑毁损范围后,这些患者出现持续的严重神经系统缺陷,包括言语、吞咽、步态障碍,随访术后8个月,再次出现抽动症状[]。以上描述的大部分文章中,目标定位或确认限于外科医师的解剖经验,因此,对具体的结构区域进行损毁需要小心谨慎。从伦理的角度来看,这些手术操作被批评缺乏理论基础,是一种不恰当的干预。因此,虽然抽动症患者的症状通常是自限性的,并且症状在成年早期有所缓解。然而,非常年轻的患者却经常要接受这种不可逆的手术。也有2个病例报道利用立体定向丘脑背内侧毁损术治疗3个难治性厌食症患者,患者的症状在术后2到4年消失,并且生活质量得到明显改善[,]。

j见英语翻译[]

5.神经调控时代(-)

在年,哈佛医学院的两位专家出版的一本书引起了对手术行为治疗的争论,重燃了以前公众对精神外科的尖锐批评。书的题目是《暴力和大脑》,这一充满争议的成果阐述了获得性大脑疾病对异常行为的作用,并且认为病理性攻击行为往往是由与精神运动发作相关的颞叶结构的破坏引起的[]。作者强调暴力行为并不一定与大脑损坏相关,指出伴有异常放电活动的病理行为区域的重要性。这本书立刻引起了轰动,但是,读者仍然对额叶切除术的时代印象深刻。在20世纪70年代反正统的文化环境中,手术可以改变行为的概念,引起了政府利用手术来压制政治对手的考虑。

然而,新奥尔良杜兰大学的RobertHeath对这个想法充满质疑,因此,开展了利用手术控制显性行为和性取向的试验[,]。当手术使术前多动、不稳定、注意力不集中的5到13岁儿童在术后表现出“令人满意的依从性”和“持续稳定的心境”的报道浮出水面后,公众的







































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