뇌심부자극술(DBS)에서 미세전극기록(microelectrode recording, MER)-1

뇌심부자극술에 대하여

 

뇌심부자극술(deep brain stimulation, DBS)의 궁극적인 목적은 결국 뇌 심부에 일정한 전류를 발생시키는 자극기를 위치시켜 그 전기자극으로 하여금 환자의 증상들을 완화시키는게 가장 큰 목적일 것입니다. 주로 파킨슨병(parkinson disease, PD), 본태성 진전(essential tremor, ET), 근긴장이상증(dystonia)와 같은 이상운동질환을 가진 환자에게서 시행할 수 있고 수술은 환자의 수술부위만을 국소 마취한다음 미세전극을 삽입하고 다양한 세기의 전기자극 뒤에 환자에게서 증상이 가장 호전되는 자극점을 환자와 소통을 통해 알아보거나 혹은 전신마취를 한뒤 미세전극기록으로 원하는 타겟부위에 전극을 위치시키는 방법이 있습니다. 이상운동 질환이 있는 환자라고 해서 모두다 이런 수술을 진행하지 않고 주로 약물치료로 충분히 호전되지 않는 환자들에게 추천됩니다.

 

수술과정

 

우선 수술 전 수술을 위해 제작된 프레임을 머리에 씌운뒤 고정하고 자기공명영상(magnetic resonance imaging, MRI)을 촬영하고 영상에서 얻어진 이미지를 바탕으로 전극을 위치시킬 타겟 좌표를 구한다음 수술실 내에서 네비게이션 항법장치와 다양한 로봇 장치들로 좌표를 다시 확인한 후 미세전극이 들어가는 위치를 정하고 머리뼈를 뚫습니다. 전극 삽입을 위한 프레임을 조립하고 전극을 삽이한 뒤 뇌에서 발생되는 다양한 신호를 통해 전극의 위치를 예측하고 전기자극을 통해 증상완화가 나타나는 것을 확인 한뒤 전극을 고정시키고 수술부위를 봉합하고 전기 발생기를 체내에 심는 2차 수술이 진행됩니다. 대략적으로 환자들은 이런 과정을 거쳐 수술을 받게됩니다.

 

 

Microelectrode recording 

미세전극 기록에서 나타날 수 있는 cell의 양상

Cell	Characteristics	Where we can observe particular cell
Border cell	Regular cell, 30-40 Hz	Border between GPe and GPi, SNr
Pause cell	Regular, Tonic discharges that are interrupted by brief pauses in firing	GPe
Tremor cell	Rhythmical burst with tremor	STN, Vim, Vop, Vc, GPi, GPe in tremor patients
Voluntary cell	Respond to voluntary movements	STN, Vop, GPi, GPe
Kinesthetic cell	These cells change their firing rate on passive movement across a joint or deep pressure of brisk tap on a muscle or skin	STN, Vim, GPi, GPe
Tactile cell	Respond to superficial light touch of glabrous skin	Vc

 

subthalamic nucleus(STN)-DBS에서 microelectrode의 경로는 striatum, dorsal thalamus, STN, substantia nigra pars reticulate (SNr)의 순서이며, Thalamus에서는 ventral thalamus pars oralis posterior (Vop), ventral intermediate (Vim), ventral caudal (Vc) 의 순서로 진행되며, 증상에 따라 Vim-DBS와 Vc-DBS로 나눌 수 있습니다. globus pallidus의 경우는 globus pallidus externalis (GPe), globus pallidus internalis (GPi)의 경로로 진행됩니다.