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巴金森氏症​的深層腦刺激治療之神經元分析

        巴金森氏症(Parkinson's disease)是因為腦部基底核及黑質退化,無法製造夠多的多巴胺所造成影響中樞神經系統的慢性神經退化疾病,主要影響運動神經系統,症狀通常隨時間緩慢出現,早期最明顯的症狀為顫抖肢體僵硬運動功能減退步態異常,也可能有認知和行為問題;失智症在病情嚴重的患者中相當常見,超過三分之一的病例也會發生重性抑鬱障礙焦慮症。其它可能伴隨的症狀包括知覺、睡眠情緒問題。

正中神經刺激增進辨識吸入麻醉下帕金森病患者下視丘腦底核的體感皮質定位

        深部腦刺激(DBS)透過抑制神經病理學振盪來改善帕金森氏病症狀。在 DBS 手術期間使用吸入麻醉藥物會影響神經病理學振盪從而影響電極放置的準確性。我們透過微電極 (MER)記錄 11 名在全身吸入麻醉下接受 DBS 的帕金森氏病患者的丘腦底核 (STN) 在正中神經刺激 (MNS) 下以 5、20、90 Hz 頻率和無 MNS的神經元放電訊號。本研究使用功率譜密度 (PSD) 分析尖峰放電率和神經元活動,並評估了神經元振盪參數與臨床運動結果的相關性。

        【結果】PSD 分析顯示, 20-Hz MNS 在背側和腹側丘腦底核 (STN) 於 β 波段振盪(分別為 16.9% ± 7.0% 和 13.5% ± 4.8%)和 γ 波段振盪(56.0%)之間產生顯著差異± 13.7% 和 66.3% ± 9.4%,分別)(p < 0.05)。此外,20-Hz MNS 會在背側 STN 上產生神經振盪,這與運動障礙呈正相關該現象顯示 MNS 可增進定位STN的運動區域 並識別吸入麻醉下的神經特徵。這種範式可能有助於確定一種替代方法,以促進吸入麻醉下的 STN 識別和 DBS 手術。


       【未來影響與應用】透過本研究得知MNS 不僅有助於識別 STN 的神經生理學特徵,而且更清楚地顯示了運動症狀和神經元振蕩之間的相關性。 特別是20-Hz MNS 可以加強吸入麻醉下運動症狀和背部 β 波段振蕩之間的相關性。未來可將MNS作為輔助全身吸入麻醉下進行DBS電極定位的重要步驟,以降低副作用的發生。

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Sevoflurane和巴金森病 : 視丘下核神經元活性與深部腦刺激手術臨床治療追蹤

        全身麻醉下所導致基底核之神經放電改變可能會影響深部腦刺激手術之精確性。我們假設使用sevoflurane麻醉藥物會導致低頻的神經共振,但是仍確保精確的定位出視丘下核神經與臨床症狀改善。

使sevoflurane的全身麻醉方式會使視丘下核神經的共振頻譜低於beta波,這與在腦波的研究結果相符。然而,這樣的麻醉方式除了可以達到一樣的精確腦晶片植入方式,也使患者在較舒服的方式下,接受深部腦刺激手術具有一樣好的手術改善結果。

        我們的研究不但提供新的手術麻醉方式,能夠使患者在麻醉睡眠情況下安全的接受深部腦刺激晶片手術,也發現新的麻醉藥機制。

 

       未來將使更多的巴金森病患者受惠也提供研究者不同的平台探討與分析麻醉藥物如何造成人的意識影響。

Sheng-Tzung Tsai, Guo-Fang Tseng, Chang-Chih Kuo, Tsung-Ying Chen,Shin-Yuan Chen*.Sevoflurane and Parkinson’s Disease: Subthalamic Nucleus Neuronal Activity and Clinical Outcome of Deep Brain Stimulation. Anesthesiology May 2020, Vol. 132, 1034–1044.

地氟醚和七氟醚對於巴金森氏症的下視丘神經活動影響

        地氟醚和七氟醚常使用的吸入麻醉藥物,但是很少有吸入麻醉藥物對於對腦內神經元活性影響的研究。本研究旨在比較帕金森氏病(Parkinson Disease)患者各別使用地氟醚和七氟醚麻醉進行深部腦刺激(DBS)手術分析比較兩麻醉藥在相同最小肺泡濃度(MAC)的視丘下核(STN)神經放電特性。

        研究結果讓我們對地氟醚和七氟醚麻醉之間視丘下核神經放電差異的理解。針對巴金森氏症主要神經訊號病徵兩者並無顯著差異且皆不影響視丘下核植入深層腦刺激電極晶片的臨床結果,透過神經訊號分析與目前相關研究發現兩者麻醉藥產生鎮痛和催眠具有程度上的差異,其中分析的神經訊號特徵未來可以作為鎮痛和催眠的生物標記之用途。

Chen-Yu Chen, Shin-Yuan Chen,Tsung-Ying Chen, Jiann-I Pan, Sheng-Tzung Tsai*. Desflurane and sevoflurane differentially affect activity of the subthalamic nucleus in Parkinson's disease. British Journal of Anaesthesia (BJA) Volume 12, Issue 2,February 2021, Pages 477-485

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