帕金森病慢性感知脑深部电刺激患者左旋多巴给药后的β功率响应：动态调控与临床意义

这篇研究揭示了帕金森病（PD）患者在接受慢性感知脑深部电刺激（DBS）期间，左旋多巴（levodopa）给药对丘脑底核（STN）局部场电位（LFP）β波段（13–30 Hz）功率的动态影响。通过分析33名患者24,103次给药数据，研究发现低β频段（12.7–20.5 Hz）功率在给药后30–140分钟显著降低（p<0.01），且与剂量（100/150 mg）和低刺激强度（<1 mA）相关，为自适应DBS（aDBS）算法设计提供了关键生理标志物（physiomarker）依据。

Abstract

研究聚焦帕金森病（PD）患者丘脑底核（STN）β振荡（±13–30 Hz）与运动症状的关联性，首次在慢性感知脑深部电刺激（DBS）系统中描述左旋多巴给药后β功率的时程变化。

Objective

β功率作为症状波动的标志物，可用于自适应DBS（aDBS）算法，但居家环境下左旋多巴的β功率动态尚未明确。

Methods

33例STN-DBS患者（中位植入134天）的24,103次给药数据被纳入分析。通过聚类置换检验评估β峰值功率、频率、刺激强度（0–2.1 mA）及术前左旋多巴反应的影响。

Results

低β频段（12.7–20.5 Hz）功率在给药后30–140分钟显著下降（最大降幅4.7%，p<0.01），而高β频段（21.5–30.3 Hz）无响应。100/150 mg剂量和低刺激强度（<1 mA）时效应显著，50 mg剂量无效。线性混合模型显示，低β频段对左旋多巴的负响应更强（p<0.01），且存在剂量-反应关系。

Interpretation

STN β功率在低至中强度刺激下对左旋多巴敏感，其频率和剂量依赖性为aDBS实施提供关键参数。

材料与方法

研究采用Strobe报告标准，纳入标准包括使用Medtronic Percept系统、短期左旋多巴治疗及明确β峰值。β功率数据以给药时刻为基准归一化，通过非参数置换检验（1,000次迭代）分析显著性。

结果分析

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  频率特异性：低β频段在15.6 Hz处响应最强（图1D），高β频段无显著变化。

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  刺激强度：<1 mA时β功率下降显著（p<0.01），>1.5 mA时效应消失（表1）。

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  剂量效应：100/150 mg剂量引发显著响应，50 mg无效（图2A-C）。

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  术前反应：UPDRS III改善>60%的患者，给药前β功率即显著降低（p=0.03）。

讨论

β功率动态与左旋多巴药代动力学一致，但仅低β频段具有临床相关性。研究局限性包括给药时间依赖患者记录，以及高β频段样本量不足。该发现支持aDBS算法需结合剂量、频率和刺激强度进行个性化设置。

结论

β功率作为生理标志物可动态反映左旋多巴效应，尤其在低刺激强度下，为优化PD神经调控策略奠定基础。