腦功能區病變手術治療的難點主要集中在術中對腦功能區難以正確定位。目前，最準確、可信、微創的腦功能區定位方法是術中直接電刺激，但錯誤的刺激方法和引數設定會導致假陽性和假陰性刺激結果，給功能區定位帶來一定困擾。本文複習了直接電刺激的有關文獻，對直接電刺激的歷史、基本原理、基本引數及注意事項等進行綜述，希望能為臨床提高術中電刺激的應用功效提供依據。
在功能區腦內病變手術中，積極切除病變而不發生術後肢體和語言障礙，從而保障病人的生存質量，已成為當前神經外科特別關注的問題。這類手術的難點是術中對腦功能區難以正確定位。目前，最準確、可信的腦功能區定位方法是術中直接電刺激，採用該方法可實時確定運動、感覺、語言等腦功能的必需部位。但如刺激方法不正確，則易出現假陽性和假陰性結果[1-2]。為此，本文通過複習直接電刺激的有關文獻，對直接電刺激的歷史、基本原理、基本引數及注意事項做一綜述，希望能為臨床提高術中電刺激的應用功效提供依據。
1、功能區手術使用直接電刺激的必要性
腦功能區病變手術區域涉及重要的“中樞”，對一些生存期較長的良性病變或低級別膠質瘤而言，病人術後生存質量是手術成敗的關鍵，不進行腦功能區定位，可能造成以下後果：①術後神經功能障礙發生率高。在未採用功能區定位技術前，功能區病變手術後永久性神經功能障礙的發生率高達15％～27.5％[3]，而採用術中直接電刺激定位腦功能區後，發生率可降低到6.5％[4]。②病變切除程度低。Duffau等[4]報告功能區病變的次全切除率和全切除率在未採用直接電刺激前分別為37.0％和6.0％，而採用術中電刺激後分別提高到50.8％和25.4％。因此，有必要進行功能區定位，而許多因素能對其產生影響，如：①功能區存在變異。由於個體差異及腦腫瘤佔位效應造成功能區推移和重塑，因此，利用經典的功能區解剖定位有一定誤差。Uematsu等[5]認為：運動區皮質在經典體表定位中央溝2 cm以外的區域；而Gilbert等[6]發現：腫瘤推移可使功能區移動 （2 ± 1.3） cm。②無創定位方法具有侷限性。近年來出現的影像學方法，如PET、功能MRI （fMRI）、腦磁圖等使術前定位感覺和運動皮質成為可能。但這些方法對複雜腦功能區的定位仍不夠準確，如fMRI定位語言區的靈敏度為81％，而特異性僅為53％[7]。且這些方法無法在術中實時監測腦功能區的位置，不能進行腦白質纖維定位，雖能發現與某一功能有關的全部腦皮質區，但不能確定哪些部位是必需保留的部位。採用彌散張量成像 （DTI） 技術可在術前無創地確定出病人的白質分佈，但DTI所顯示的視覺化神經纖維並不等同於腦組織內的有髓神經纖維；特別是在腦組織出現病理改變的情況下，決不能直接將DTI示蹤結果作為術前評判神經纖維束功能及術後神經功能預後的惟一依據。與導航融合的DTI影象可作為判定神經纖維束位置的初步依據，可據此選擇手術入路，但對於術中涉及白質內切開、切除的操作，仍需應用皮質下電刺激加以確認。總之，這些無創的定位方法雖在一定程度上提高了定位水平，但仍不能成為功能區定位的“金方法”。
目前，最準確、可信的腦功能區定位方法是術中皮質或皮質下直接電刺激，它可實時確定運動、感覺、語言甚至記憶等腦功能的必須部位，可對大腦、腦幹、脊髓進行術中皮質和皮質下功能區定位。1874年，Bartholow首先在術中使用電極刺激皮質，出現運動反應時記錄下來。1931年，Foerster首先在神經外科應用直接電刺激確定腦功能區；隨後，Penfield將其應用於癲(疒間)病灶切除，並在此基礎上建立了著名的Brodmann腦皮質定位模型。Ojemann將刺激器改進為雙極刺激，大大提高了刺激的精度，此後直接電刺激技術在西方國家得以迅速推廣[6-7]。2004年，王偉民等[2]在國內將直接皮質電刺激技術應用到腦功能區病變的手術中，隨後，這項技術在國內神經外科迅速得到推廣[8-9]。
2、直接電刺激的基本原理和主要引數
2.1 基本原理 神經元的細胞膜存在靜息電位，內負外正，大小約-60 ~ -100 mA。當陰極刺激達到一定閾值，即引起Na+快速內流，產生全或無動作電位，之後細胞膜電位進行復位，復位過程及隨後一小段時間存在不應期和超興奮期。直接電刺激的原理是區域性神經元及其傳導束的去極化導致區域性組織興奮或抑制，如刺激感覺區和運動區結構會造成異常感覺和運動反應 （興奮性效應），而刺激語言區和記憶區結構則造成短暫的功能抑制 （抑制效應）。目前使用的雙極刺激器由於避免了電流區域性擴散，使得定位更加準確，精確度可達5 mm左右，是目前最理想的定位方法。
直接電刺激是安全的，組織學檢查未發現刺激部位有炎症和其他損傷，病人隨訪也沒有發現明顯的併發症。但如果刺激方法不正確，有造成癲(疒間)持續狀態的可能[10]。因此，在術中直接電刺激過程中採用正確的刺激方法和刺激引數顯得格外重要。
2.2 主要刺激引數 ①採用雙極神經電刺激器 （雙極間隔5 mm），刺激範圍為所有暴露區域皮質及可疑的皮質下區域，每個部位至少刺激3次。②採用雙相方波。因為正弦波會造成刺激過程中細胞膜產生適應性調節 （accommodation），所需刺激電流增大，造成假陽性結果或誘發癲(疒間)發作。雙相波避免了電流在細胞膜周圍疊加而使區域性腦脊液中粒子出現電離水解、產熱，從而造成神經細胞損傷。③刺激頻率採用60 Hz，刺激方波時間為1 ms。一種有效刺激有賴於刺激的強度、頻率及電流變化的速度，刺激頻率太快容易產熱，太慢則易造成陰性刺激。④皮質刺激電流：根據腦電圖監測出現後放電時的刺激大小確定，先從1 mA開始，1 mA遞增，通常至4~6 mA；皮質下刺激通常比皮質刺激電流高2 mA。⑤刺激持續時間：運動和感覺任務約1 s，語言和認知任務約4 s[1-2，4]。
2.3 注意事項 ①最好選擇全麻術中喚醒麻醉。術前不要使用苯巴比妥鈉等鎮靜催眠藥物，避免病人術中昏睡。喚醒過程中注意使用保溫毯，避免喚醒後出現寒戰，不能配合。②避免連續2次陽性刺激，以免誘發病人術中出現癲(疒間)持續狀態，或出現持續的假陰性刺激結果。③刺激區域保持乾燥，不能有腦脊液或鹽水，因其電阻小於皮質電阻，容易導致雙極之間產生短路，造成假陰性刺激結果。④刺激過程中一定要密切監測病人神經功能，以確定陽性刺激結果和早期發現癲(疒間)發作。運動區為對側肢體或面部誘發出動作 （需 同時記錄肌電圖）；感覺區為對側肢體或面部誘發出脈衝式的異常感覺；語言區為病人數數或閱讀幻燈片時出現中斷、語言混亂及其他型別的語言障礙。如病人出現肢體活動乏力、語言異常或存在感覺異常，應立即進行皮質下電刺激，確認是否存在重要傳導束。⑤術中癲(疒間)持續狀態的防治：首先應儘量預防，如刺激頻率不能太快，刺激持續時間不能太長，刺激電流不能太大，避免連續2次陽性刺激等。術中一旦誘發出癲(疒間)持續狀態發作，可採用冰鹽水沖洗腦皮質，通常可終止癲(疒間)發作。⑥確定功能區保留的範圍：通過皮質或皮質下直接電刺激確定的功能區，均為手術不能損傷的部位。通常運動區和感覺區只要保留定位的區域即可，而語言區則需保留定位區域外1 cm的範圍。⑦獲得陰性刺激結果後的處理：Taylor等[10]報告，術中出現陰性刺激結果後，病人術後易出現永久性功能障礙。Duffau[11]建議行大骨瓣開顱，以確保避免陰性結果。我們在實踐中發現：出現陰性刺激結果的原因主要是骨瓣小，功能區在暴露範圍以外；另外，由於腦功能區皮質的重塑等，造成切除腫瘤前刺激不出陽性結果，而腫瘤切除後，在準備擴大切除過程中，再次刺激常可出現陽性反應。因此，我們建議可通過以下方法避免陰性刺激：不能單純根據體表解剖方法定位中央溝，應結合術前fMRI結果，初步判斷功能區皮質的位置，行大骨瓣開顱，儘量暴露功能區皮質，確保出現陽性刺激；採用喚醒麻醉方法，出現陰性刺激時，在切除病灶過程中，病人在完成一系列的運動和語言任務後，如出現輕微神經功能障礙，可再次進行電刺激，確認是否存在功能區，此時由於腦功能區皮質的快速重塑，可能會出現陽性結果。⑨由於手術區域已經接近功能區，皮質直接電刺激術後常出現短暫性功能障礙，這可能與術後水腫、血液迴圈紊亂及輔助運動區損傷等有關[1]，多可恢復。
總之，直接電刺激技術是一種可靠、無創的腦功能區定位方法，為腦功能區手術提供了一種新的手術理念。正確合理使用該方法將提高腦功能區病變的手術質量，同時可為神經科學領域探索人腦功能提供幫助。
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