パーキンソン病の手術療法  → 戻る


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 パーキンソン病に対する手術手技は、神経核破壊術、脳深部刺激療法(DBS)、神経細胞移植療法に大別される。歴史的にはパーキンソン病の外科的治療としては神経核破壊術が主体であった。しかし、近年、パーキンソン病の外科的治療はDBSが主流をなしつつある。神経細胞移植療法は、いまだ確立した治療法には至らず、今後の発展が期待される。


歴史】【手術適応】【定位脳手術】【破壊術と電気刺激術】【手術目標点(ターゲット)】【部位別手術効果】【脳深部刺激療法(DBS)



【歴史】(この歴史の項目は、専門的な内容が濃いので、興味が無い方は次にスキップしてください。)   → 戻る

 パーキンソン病に代表される各種不随意運動症に対する外科的療法の歴史を簡単に紹介する。

 パーキンソン病に対する大脳基底核部の手術は1930年代後半のMeyers<1>による尾状核頭や基底核の切除に始まる。この手術では、淡蒼球視床線維が含まれたときに振戦と固縮の改善が報告されているが、死亡率も高かった。

 1954年にCooperは、脳炎後遺症に対する大脳脚手術中に誤って前脈絡叢動脈を傷つけ、結紮をやむなく行った患者において、振戦と固縮の劇的な改善をみたと報告している<2>。Cooperは、前脈絡叢動脈の結紮による梗塞巣が淡蒼球および視床下核からの求心性線維、さらには視床腹外側核、黒質、赤核にまで及ぶことより、以後55例の症例において、前脈絡叢動脈の結紮術を行ない、良好な結果を報告しているが、死亡率も10%にみられている<3>。解剖学的に前脈絡叢動脈の灌流域は個人差が大きく、一定しないため、この後、Cooperは後述の化学的淡蒼球切除術と化学的視床切除術へと手術方法を変更していく。

 装置を使用した定位脳手術は、1947年のSpiegelらの報告したstereoencephalotome<4>から始まり、1948年に最初の定位的な淡蒼球切除術と視床切除術が舞踏病の症例に対し施行されている<5>。1951年には楢林ら<6>がパーキンソン病とアテトーゼに対して、プロカインを浮遊させたオイルワックスを淡蒼球に定位的に注入し、振戦と筋固縮の軽減をみている。1954年には、Cooperが、淡蒼球内へのプロカインの注入を試み<7>、振戦と筋固縮の一過性の消失をみている。彼は、バルーンカニューラ針を考案し手術目標部でバルーンを膨らませ、このバルーンでできた空洞にアルコールを注入する化学的淡蒼球切除術へと手技を発展させている<8>。Cooperはさらに1961年には温度により破壊巣の調節ができる凍結視床切除術<9>を始めている。

 パーキンソン病に対する視床腹外側核(VL核)の破壊は1951年にHasslerら<10>により、開始されている。Hasslerは、上小脳脚からBrodmannの第4野へ信号をVOP核が中継し、VOA核は、淡蒼球内側からの求心性線維を受け、第6野へ遠心性線維を放射する事に注目しながら視床切除術を施行している。1954年には、VOA核の破壊は固縮に効果があり、VOP核の破壊は振戦に効果があると報告している<11>

 淡蒼球手術においては、1960年にLeksellら<12>が、過去に行われてきた前背側部破壊巣から後腹側部の破壊巣に変更し、寡動、振戦、固縮に有効であったと報告している。この破壊巣の部位は、現在では代表的な淡蒼球手術のターゲット部位となっているが、当時は普及には至らず、やがて、パーキンソン病の治療は1968年に出現したレボドパ(L-dopa)による薬物療法が主流となる。

 レボドパの出現後、パーキンソン病に対する外科的手術は一部の施設をのぞき、世界的に手術件数は激減している。しかし、レボドパ投与後5年ほど経過すると、レボドパの副作用が顕著となり、服薬の継続ができなくなる症例がみられ、再び外科的手術に関心が持たれるようになってきた。

 この様な時代背景のもとに、1992年Laitinenら<13>により、Leksellの提唱した淡蒼球後腹側部手術の効果が再確認され、再びパーキンソン病に対する定位脳手術が脚光をあびるようになってきた。

 1987年には、Benabidら<14>により脳深部刺激療法(deep brain stimulation: DBS)が報告され、現在では、このDBSが外科的治療の主流となっている。これは、高周波熱凝固装置による脳組織の熱破壊ではなく、ターゲットの部位に電極を埋め込み、この電極でターゲットの部分に通電を行い、破壊効果と同じ効果をうることを目的としたものである。この特徴は、破壊ではなく、電気刺激であるために、(1)手術後にも効果の調節が可能である点、(2)効果が可逆性であるために副作用が少ない点、が利点といえる。しかし、スイッチを切るとその効果は消失する。

 1993年Pollakら<15>は、視床下核に対するDBSが無動に有効であったと報告している。さらに1994年、Siegfriedら<16>は、DBSを淡蒼球の手術に用いている。

 神経細胞移植の歴史は、1985年Backlundら<17>により、副腎髄質がパーキンソン病患者の線条体に自家移植された報告がなされ、以後数多くの追試が行われている。しかし、この効果は一過性であることが判明し、現在ではこの手技は否定的となっている。1989年Lindvallら<18>により、ヒト胎児のドパミン細胞移植が試みられ、この方法は効果がみられているようである。この他、1991年より、板倉ら<19>により、自家頚部交感神経節の脳内移植手術が試みられ、約半数に効果をみている。

 近年、遺伝子操作を施した神経栄養因子の臨床応用として、glial cell linederived neurotrophic factor (GDNF) の脳室内注入の試みも開始されている<20>


【関連URLリンク集】

1. 定位脳手術装置博物館Dr. Taira's Home Page 提供)


【手術適応】(どの様なときに手術を考えるか)   → 戻る

 一般に、レボドパの効果が減弱してきたとき、もしくはレボドパの副作用が顕著になりレボドパの維持投与が困難になった時が、外科的治療の適応時期とされている。しかし、パーキンソン病では、一度レボドパを投与し始めると、生涯にわたりレボドパの継続投与が必要となる症例がほとんどであり、この点を考慮すると、レボドパの投与開始時期を遅らせ、かつ投与量を少量に維持する目的でも、レボドパ療法に先立って外科的療法を行うことも一治療手段であり、私は主としてこの立場をとっている。Kellyら<21>も同様に、手術が奏効する症状に対しては先に定位脳手術を行い、レボドパの使用は温存すべきと述べている。

 年齢的には、一般に神経核破壊術は70歳までが安全と考えられている。しかし、近年の脳深部刺激療法(DBS)における電極挿入は、70歳を越えての手術例も多くみられるようになってきている。

 手術適応を考える上で、CTもしくは、MRIによる検査は必須である。多発性脳梗塞を伴う例では、原因が脳血管性パーキンソニズムの可能性もあり、さらには、このような症例では術後に高次脳機能の低下を来す可能性もあるため手術の適応には慎重を要する。脳動静脈奇形(AVM)や脳動脈瘤が見られる症例、脳腫瘍を有する症例などは、基礎疾患の治療が優先し、機能的外科の対象とはなりがたい。広範な脳萎縮が見られる症例も、術後の高次脳機能障害の可能性や、術中の過度の髄液流出による手術目標点の変位が問題となり、手術適応の決定には充分な検討が必要となる。


【定位脳手術】   → 戻る

 不随意運動症は、全身麻酔下では消失する。したがって、手術は、その効果を確認しながら行われるために、基本的には局所麻酔下で患者さんと対話をしながら行われる。


【破壊術と電気刺激術】   → 戻る

破壊術:手術目標点に電極を挿入し、電極先端部を65℃から70℃の温度(卵の白身が白く変性する温度)にて熱凝固する。熱凝固により、同部位の神経活動の機能低下が出現し、異常興奮(または抑制)が抑えられ神経機能の回復が得られる。

電気刺激術:手術目標点に電極(尖端に4極の刺激点が存在)を挿入し、適切な刺激条件(刺激点、刺激電圧、刺激頻度、刺激時間、単極刺激、双極刺激など)を設定し同部位の神経機能を麻痺させることにより、異常興奮(または抑制)が抑えられ神経機能の回復が得られる。

(注:電気刺激という用語が使用されているが、刺激により活動を活発化させるのではなく、刺激電流により刺激部位をシビレさせて機能麻痺を誘発する)


【手術目標点(ターゲット)】   → 戻る

 パーキンソン病例では、黒質緻密層の機能低下が原因となり、視床下核から淡蒼球内節への異常興奮、淡蒼球内節から視床への異常抑制が生じている。パーキンソン病の手術療法では、この異常興奮(または抑制)部位(視床下核淡蒼球内節視床)が手術のターゲット(目標点)となる。この目標点の位置は、CTやMRIなどを利用して個人毎に同定され、特殊な手術装置(定位脳手術装置)を用いて正確に同部位に手術針が挿入される。

 解剖学的に体積でみてみると、その大きさは、淡蒼球内節>視床VL核>視床下核の順となっている。視床下核は最も小さいために、的確に同部の異常興奮を抑えることができれば、手術効果は最も期待できる。しかし、体積が小さいがために、破壊することは難しく、また、以前より視床下核が障害されるとバリズム(上下肢を投げ出すような激しい,速い,絶え間ない運動が体の半側に出現する状態)が生じることがしられている。このために、視床下核では、破壊術の適応とはならず、刺激術の適応となっている。

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【部位別手術効果】   → 戻る

手術部位により、異なった手術効果が得られる。

注:視床下核の電気刺激術では手術効果によりL-dopaを減量することが可能となり、このL-dopaの減量によりジスキネジアが改善される。


【脳深部刺激療法(Deep Brain Stimulation: DBS)】   → 戻る

現時点のパーキンソン病に対する定位脳手術の術式は、DBSが主流となってきている。したがって、このホームページではDBSの手術について紹介する。

装置   → 戻る

 高周波タイプの脳深部刺激装置(Medtronic社製)は、脳の手術目標点へ刺入する刺激電極、延長線、植込み型刺激装置から構成される。下図に脳深部刺激装置一式の模式図を示す。

一般的手術手技   → 戻る

 基本的に手術目標点に達するまでの方法は、神経核破壊術の定位脳手術法と一致する。局所麻酔下にて前頭部に小さな穴(穿頭)をあけ、特殊な定位脳手術装置を用いて、手術目標点に手術針を挿入する。手術目標点に手術針の先端が挿入されたことを確認後、手術針をDBS用の電極に入れ替える。術中のテスト刺激で効果を確認後、DBS用電極を固定する。次に、DBS用電極に経皮的延長コードを接続し、延長コードの先端を皮下トンネルを利用して、遠位部に露出し、閉頭する。

 次に病室にて1-2週間のテスト刺激を施行する。DBS用電極の先端は、10.6mmの間に1.5mm幅の電極が4個配置されている。テスト刺激では、これらの電極の2個を選び、刺激電圧、刺激頻度、刺激パルスの長さを変更し、臨床症状を観察しながら適正刺激電極の組合せと適正刺激条件を決定する。

 以上の刺激条件が確定すると、前胸部もしくは前腹部に植込み型刺激装置を植え込み、延長コードを使用して、DBS用電極と接続する。なお、刺激条件により異なるが、一般に刺激装置内に内蔵された電池の寿命は約5年であり、電池がきれると電池を含む植込み型刺激装置全体を入れ替える手術が必要となる。

 植込み型刺激装置は外部より設定を自由に変更することができ、手術後も容易に刺激部位や周波数、強度が変更できる。また、テスト刺激で、何ら臨床症状の改善がみられなかった場合には、DBS用電極を抜去する。

脳深部刺激療法(Deep Brain Stimulation: DBS)の特徴   → 戻る

 この手技により、手術目標点を破壊(不可逆性変化)することなく、破壊術と同様の効果(可逆性変化)が得られる。これは、高頻度電気刺激により、神経細胞の過分極が生じ、ニューロン活動が抑制されるためと考えられている。この特徴により、DBSには下記のような利点と欠点があげられる。

利点

1) 片麻痺、同名半盲、言語障害、認知障害などの副作用は、刺激条件を調節することにより症状を消失もしくは減弱する事が可能である。

2) 両側手術においては、破壊術(特に視床)では同時に行うと重篤な合併症の出現の可能性があり、1-2年間の期間をおかないとできなかったものが、DBSでは、同時手術が可能となった。

3) 破壊術での手術目標点は、その効果と副作用の予防のために厳密な精度を要求されたが、DBSでは、術後に手術目標点の調節が可能である。

4) 破壊術の場合には、パーキンソン病の病状の進行と共に手術効果の減弱がみられることがあるが、DBSでは、刺激条件の変更で病状の進行にも対応できる可能性がある。

欠点

1) 効果は、刺激装置がonの時だけでみられ、offにするとパーキンソン病の症状が出現する。

2) 刺激装置の内臓電池の寿命が通常使用で約5年であり、その都度刺激装置のみ交換する必要がある。

3) 長期刺激により、耐性の問題がある。また、長期の脳深部電気刺激の脳への影響はまだ不明である。

4) 脳深部電気刺激装置のマニュアルによると以下の様な禁忌と使用上の注意があげられている。

禁忌(してはならないこと)

 脳深部電気刺激装置は、心臓ペースメーカーを使用中の患者、または今後心臓ペースメーカーを必要とする患者には禁忌となっている。

 また、MRIは要注意(最近の装置では数回は検査可能に改良されてはいるが、できれば避けたほうがよい)。

要注意

a) カウンターショック(除細動)の影響は確定されてなく、神経組織に障害を加える可能性がある。
b) 妊婦、小児、装置の表層でのジアテルミー(高周波電気治療)は、安全性が確認されてない。
c) 図書館やデパートなどでの盗難防止用装置や空港でのセキュリティシステムは、植込み型刺激装置の誤作動を来す可能性がある。
d) 刺激中に車の運転やその他の危険を伴う機器の操作は、すべきではない。

参考

DBSのスイッチon時の心電図

DBSのスイッチoff時の心電図

 

所見: DBSのスイッチを切ると、心電図での心房細動が明瞭となる。

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【参考文献】

<1> Meyers, R.: The modification of alternating tremor, rigidity and festination by surgery of the basal ganglia. Res Publ Assoc Res Nerv Ment Dis , 21: 692-665, 1942.  → 戻る

<2> Cooper, I.S.: Surgical occlusion of the anterior choroidal artery in parkinsonism. Surg Gynecol Obstet 99: 207-219, 1954.   → 戻る
<3> Cooper,I.S.: An investigation of neurosurgical alleviation of parkinsonism, chorea, atherosis and dystonia. Ann Int Med 45: 381-392, 1956.   → 戻る
<4> Spiegel, E.A., Wycis, H.T., Marks, M. and Lee, A.J.:Stereotaxic apparatus for operation on human brain. Science 106: 349-350, 1947.   → 戻る
<5> Spiegel, E.A. and Wycis, H.T.: Pallidothalamotomy in chorea. Arch Neurol Psychiatry 64: 295-296, 1950.   → 戻る
<6> Narabayashi, H. and Okuma, T.: Procaine oil blocking of the globus pallidus for the treatment of rigidity and tremor of parkinsonism. Proc Jpn Acad 29: 134-137, 1953.  → 戻る
<7> Cooper, I.S.: Intracerebrall injection of procain into the globus pallidus in hyperkinetic disorders. Science 119: 417-418, 1954.  → 戻る
<8> Cooper, I.S.: Chemopallidectomy: An investigative technique in geriatric parkinsonians. Science 121: 217-218, 1955.  → 戻る
<9> Cooper, I.S.: Cryogenic surgery of the basal ganglia. JAMA 181: 600-604, 1962.  → 戻る
<10> Hassler, R. and Riechert, T.: Indikationen und Lokalisationsmethode der gezielten Hirnoprationen. Nervenarzt 25: 441-447, 1954..  → 戻る
<11> Hassler, R. and Riechert, T.: Indikationen und Lokalisationsmethode der gezielten Hirnoperationen. Nervenarzt 25: 441-447, 1954.  → 戻る
<12> Svennilson E, Torvik A, Lowe R, Leksell L: Treatment of parkinsonism by stereotactic thermolesions in the pallidal region. Acta Psychiatr Neurol Scand, 35: 358-377, 1960.  → 戻る
<13> Laitinen, L. V. ; Bergenheim, A. T. ; Hariz, M. I.: Leksell's posteroventral pallidotomy in the treatment of Parkinson's disease. J Neurosurg, 76:53-61, 1992.  → 戻る
<14> Benabid, A. L., Pollak, P., Louveau, A., Henry, S. ; de, R. J.: Combined (thalamotomy and stimulation) stereotactic surgery of the VIM thalamic nucleus for bilateral Parkinson disease. Appl Neurophysiol, 50(1-6):344-6, 1987.  → 戻る
<15> Pollak P., Benabid A.L., Gross C., Gao D.M., Laurent A., Benazzouz A., Hoffmann D., Gentil M. and Perret J.: Effects of the stimulation of the subthalamic nucleus in Parkinson disease.[Article in French] Rev Neurol (Paris), 149:175-6 , 1993.  → 戻る
<16> Siegfried, J. and Lippitz, B.: Bilateral chronic electrostimulation of ventroposterolateral pallidum: a new therapeutic approach for alleviating all parkinsonian symptoms. Neurosurgery, 35:1126-30, 1994.  → 戻る
<17> Backlund, E. O., Granberg, P. O., Hamberger, B., Knutsson, E., Martensson, A., Sedvall, G., Seiger, A. and Olson, L.: Transplantation of adrenal medullary tissue to striatum in parkinsonism. First clinical trials. J Neurosurg, 62:169-73, 1985.  → 戻る
<18> Lindvall, O., Rehncrona, S., Brundin, P., Gustavii, B., Astedt, B., Widner, H., Lindholm, T., Bjorklund, A., Leenders, K. L., Rothwell, J. C. et al: Human fetal dopamine neurons grafted into the striatum in two patients with severe Parkinson's disease. A detailed account of methodology and a 6-month follow-up. Arch Neurol, 46:615-31, 1989.  → 戻る
<19> Itakura, T., Uematsu, Y., Nakao, N., Nakai, E. and Nakai, K.: Transplantation of autologous sympathetic ganglion into the brain with Parkinson's disease. Long-term follow-up of 35 cases. Stereotact Funct Neurosurg, 69:112-5, 1997.  → 戻る
<20> Olson, L.: The coming of age of the GDNF family and its receptors: gene delivery in a rat Parkinson model may have clinical implications. Trends Neurosci, 20:277-9, 1997.  → 戻る

<21> Kelly P.J. and Gillingham F.J.: The long-term results of stereotaxic surgery and L-dopa therapy in patients with Parkinson's disease. A 10-year follow-up study. J Neurosur, 53: 332-7 , 1980.  → 戻る