丘脑底核脑深部电刺激治疗颅颈肌张力障碍：精准定位最佳刺激位点与神经环路机制解析

　　本研究针对颅颈肌张力障碍(CCD)患者接受丘脑底核脑深部电刺激(STN-DBS)后疗效差异大的问题，通过多模态影像分析与连接组学技术，首次系统揭示STN运动亚区为最佳刺激靶点，并发现调控通往颅颈区感觉运动皮层的超直接通路与基底节间接通路是产生疗效的关键机制，为个体化神经调控提供了精准定位依据。

　　

颅颈肌张力障碍（Cranial-cervical dystonia, CCD）又称Meige综合征，是一种局灶性肌张力障碍，特征性表现为眼睑（眼睑痉挛）、颌面和颈部肌肉不自主收缩。虽然口服抗胆碱能药物和肉毒毒素注射是标准治疗方法，但对药物难治性病例，脑深部电刺激（Deep Brain Stimulation, DBS）已成为重要选择。历史上，苍白球内侧部（Globus Pallidus internus, GPi）是DBS的主要靶点，其安全性和有效性得到大量证据支持。近年来，丘脑底核（Subthalamic Nucleus, STN）作为替代靶点显示出广阔前景，既往研究显示STN-DBS具有与GPi-DBS相当的治疗效果，并具备术中磁共振可视化程度高、电池耗能低、起效更快等优势。

尽管STN-DBS在CCD治疗中取得进展，但临床疗效存在显著个体差异。治疗效果高度依赖于电极放置的精确性和术后程控的精细调整。先前研究多采用体积重叠分析（volumetric overlap analyses），缺乏体素级别的空间精度，且STN本身解剖结构复杂，被多个纤维束穿行并被不同灰质结构包绕，迄今尚无研究专门针对CCD描绘STN-DBS的体素级“最佳刺激点”（sweet spot）。此外，虽然STN靶点临床有效，但其发挥治疗作用所依赖的白质通路和功能网络机制仍不清楚。

为解决上述问题，研究团队对51例接受双侧STN-DBS治疗的CCD患者进行了回顾性分析。利用术前和术后影像数据重建电极位置并模拟患者特异性电场（E-field）分布，进而开展三项核心分析：体素级最佳刺激点映射以识别最优刺激位点；使用规范追踪成像进行纤维过滤以确定与临床改善相关的白质通路；基于静息态功能磁共振（resting-state fMRI）进行网络映射以识别预测DBS反应的功能连接模式。

该研究主要依托以下关键技术方法：采用Lead-DBS v3.1平台进行电极定位和电场建模，使用有限元方法（Finite Element Method, FEM）计算电场分布；基于HCP-985和Basal Ganglia Pathway Atlas规范连接组进行纤维过滤分析；利用来自1000名健康人的规范静息态fMRI连接组进行全脑网络映射；采用留一法交叉验证（LOOCV）及k折交叉验证等多种统计方法验证模型稳健性。

研究结果揭示以下重要发现：

3.1. 患者与临床结局

共纳入51例患者，平均年龄55.7±9.7岁，平均病程5.2±4.5年，女性33例。术后平均随访27.31个月，Burke-Fahn-Marsden肌张力障碍评分运动部分（BFMDRS-M）从基线12.93±5.18降至5.25±4.22，改善率达58.9%（p<0.001）。

3.2. CCD的最佳DBS位点（最佳刺激点分析）

体素wise Spearman相关分析显示，最优刺激点位于STN运动亚区（峰值R=0.77），更具体地定位于Nambu所描述的颅颈运动区。交叉验证结果支持该模型的稳健性（LOOCV R=0.52, p=4.0×10^?4）。

3.3. 与最佳DBS反应相关的白质束空间轨迹（纤维过滤分析）

研究发现与临床改善最强相关的纤维束包括：连接STN与感觉运动皮层颅颈代表区的超直接通路（hyperdirect pathway）（R=0.52, p<0.001），以及感觉运动相关基底节通路（R=0.62, p<0.001）。这些通路主要投射至感觉运动皮层和辅助运动区（SMA）的颅颈区域，与症状的躯体拓扑分布一致。

3.4. 与最佳DBS反应相关的分布式功能全脑网络（网络映射分析）

功能网络映射显示，刺激位点与感觉运动皮层的连接强度与临床改善显著正相关（R=0.43, p=0.002），而与背内侧前额叶/前扣带皮层、背外侧前额叶及后扣带皮层的连接则与较差结局相关。

研究结论与讨论部分强调，该研究通过多层级连接组学分析，首次系统描绘了STN-DBS治疗CCD的最佳刺激点与神经环路机制。主要结论包括：第一，最佳刺激点明确位于STN后背外侧运动亚区，对应颅颈躯体定位区；第二，有效的刺激调控了连接STN与感觉运动皮层颅颈区的超直接通路和基底节间接通路；第三，功能连接分析进一步证实与感觉运动皮层的连接是疗效相关的关键网络。

这些发现具有重要临床意义：首先，为CCD的STN-DBS手术靶点选择和术后程控提供了精确的解剖与连接依据，“毫米级”的精度差异直接影响疗效；其次，强调基于症状的肌张力障碍分类对个体化神经调控的重要性，支持“表型特异性神经调控”理念；最后，研究所揭示的环路机制与肌张力障碍病理生理学的三大假说（运动抑制丧失、感觉运动整合异常、神经可塑性失调）相吻合，感觉运动皮层和SMA的异常活动在CCD中起关键作用。

研究的局限性包括回顾性设计、基于健康人规范连接组可能未完全捕捉疾病特异性改变、统计校正方法可能存在假阳性等。未来需前瞻性研究和患者特异性影像验证。总之，该研究为优化CCD的DBS治疗提供了精准地图，推动肌张力障碍的神经调控向个体化、靶点精准化和环路机制明确化方向发展。

该论文发表于《Brain and Spine》，首次全面解析了STN-DBS治疗CCD的立体定位与网络机制，为临床实践提供了重要理论依据和技术支撑。