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帕金森病慢性适应性脑深部电刺激(aDBS)的临床疗效与编程策略:基于β波段反馈的个体化治疗突破
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年08月30日 来源:npj Parkinson's Disease 6.7
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本研究针对帕金森病(PD)患者传统连续脑深部电刺激(cDBS)存在的运动症状波动问题,首次在商用DBS系统上实现基于丘脑底核(STN)β波段功率反馈的慢性适应性DBS(aDBS)临床转化。通过8例患者的双周家庭生态瞬时评估(EMA),发现aDBS显著改善整体幸福感(p=0.007),并在不加重异动症的前提下提升运动功能。研究提出的三阶段编程策略为aDBS的临床应用提供了标准化方案,标志着PD治疗进入动态精准调控新阶段。
帕金森病作为全球第二大神经退行性疾病,其核心症状——运动迟缓、震颤和肌强直,长期以来依赖多巴胺能药物和脑深部电刺激(Deep Brain Stimulation, DBS)治疗。然而传统连续DBS(cDBS)如同"恒速巡航",无法应对患者日常活动中复杂的症状波动:药物浓度变化时,过高刺激会诱发异动症,过低刺激又导致运动功能恶化。这种"过犹不及"的困境,促使科学家将目光投向能根据神经信号动态调整的适应性DBS(aDBS)——就像给大脑装上了"智能 thermostat"。
发表在《npj Parkinson's Disease》的这项研究,首次将实验室阶段的aDBS技术推向真实世界。团队利用商用Percept DBS系统,开发了基于丘脑底核(Subthalamic Nucleus, STN)β波段(13-30 Hz)功率反馈的双阈值算法(Dual Threshold algorithm)。这种被称为"神经恒温器"的技术,通过实时监测与运动症状相关的β振荡强度,在2.04 mA平均振幅基础上动态调节±0.58 mA范围,实现了"按需供电"的精准刺激。
研究采用三阶段技术路线:首先通过16个STN的局部场电位(Local Field Potential, LFP)信号测试筛选β振荡特征峰;随后配置双阈值参数(25th-75th百分位);最终通过平均7.8次编程访视优化算法。8例PD患者完成家庭生态瞬时评估(Ecological Momentary Assessment, EMA),比较两周cDBS与aDBS的效果。
aDBS leads to improved overall well-being in comparison to cDBS
EMA数据显示,aDBS使整体幸福感从5.92±1.01提升至6.73±1.33(p=0.007),运动功能呈现改善趋势(p=0.058)。个体分析显示3/7患者症状显著改善,且异动症未加重。值得注意的是,尽管β波段主要关联运动迟缓而非震颤,但5例震颤患者症状未恶化,提示该生物标志物具有一定普适性。

Challenges and solutions to set up aDBS in PD patients
研究揭示了三大技术挑战:1)3/16 STN在用药状态下无法检测β峰,需结合停药LFP数据;2)运动伪迹可能导致假性β功率升高,通过延长响应时间至3.6秒缓解;3)6/16半球出现刺激振幅"卡滞"现象,需调整LFP阈值。针对这些难题,团队开发了包括单侧传感、动态阈值校准等解决方案。

Discussion
这项研究标志着aDBS从实验室走向临床的关键突破。Johannes L. Busch团队提出的三阶段编程策略(准备-配置-优化),首次系统解决了β波段aDBS在实际应用中的三大矛盾:生物标志物特异性与临床普适性的平衡、算法灵敏度与抗干扰能力的权衡、以及个体化需求与标准化流程的统一。6/7完成编程的患者选择长期使用aDBS,证实其临床可接受性。
研究同时揭示了β振荡作为生物标志物的局限性:在4例出现双β峰的患者中,需结合临床测试确定功能相关性;而对药物敏感的患者,需建立"药物-LFP-症状"的三维调控模型。这些发现为下一代aDBS算法开发指明了方向——未来可能需要融合多频段神经信号与运动传感器数据,打造更智能的"全息神经调控系统"。
该成果的临床意义在于:为约占30%的cDBS应答不佳患者提供了新选择;通过减少人工编程访视(从平均7.8次降至3次)降低医疗负担;其EMA家庭评估模式为神经调控疗效评价树立了新标准。正如研究者Andrea A. Kühn指出:"这不仅是技术的进步,更是治疗理念的革新——从医生主导的静态调控,迈向患者参与的动态精准医疗。"
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