定制的深部脑刺激可改善帕金森病患者的步态

帕金森病患者的行走能力变化可能非常明显。所谓的“帕金森步态”可能包括步幅变化和双腿不对称。这些步态障碍会降低患者的活动能力，增加跌倒风险，并严重影响患者的生活质量。

尽管高频深部脑刺激 (DBS) 在减轻震颤、僵硬和运动迟缓（运动迟缓）症状方面非常有效，但对于严重步态障碍患者，其对步态的影响差异更大，且更难预测。改善 DBS 治疗步态障碍效果的主要挑战仍然是缺乏标准化的步态指标供临床医生调整刺激参数，以及对不同刺激因素对步态影响的理解不足。

在最近的一项研究中，加州大学旧金山分校 (UCSF) 的研究人员开发了一种系统性方法来量化帕金森病步态特征的关键方面，并利用机器学习技术为每位患者选择最佳的深部脑电刺激 (DBS) 设置。这些个性化设置显著改善了患者的行走能力，例如步幅更快、更稳定，同时不会加重其他症状。

他们的研究结果发表在《npj帕金森病》杂志上。

“我们将优化 DBS 设置的任务作为一个工程问题来处理，目标是建立刺激参数、大脑活动和步态表现之间的关系模型，”第一作者、加州大学旧金山分校王氏实验室博士后研究员 Hamid Fekri Azghomi 博士说。

如何优化步态表现

这项研究为帕金森病患者植入了深部脑电刺激（DBS）装置，该装置不仅能刺激大脑，还能记录患者行走时的神经活动。在门诊就诊期间，DBS参数在安全范围内变化，以研究其对步态功能的影响。患者根据每组设置，行走约六米的闭合回路，同时持续记录神经数据和步态运动学。

研究人员开发了步行表现指数 (WPI)，用于评估步幅、步速、手臂摆动幅度和步态连贯性等步态指标。通过结合这些指标，WPI 提供了全面的步态评估，涵盖了帕金森病影响的多个运动功能维度。

“我们的结果证实，DBS 设置的变化能够被 WPI 有效捕捉，并且与患者和临床医生每次就诊时的评估结果一致，”Azgomi 说道。“这项验证证实了 WPI 是评估和确定帕金森病患者步态改善的有效指标。通过这些方法，我们能够预测和识别能够改善 WPI 的个性化 DBS 设置。”

研究人员还发现了与步行改善相关的大脑活动模式。作者利用多变量模型，发现了区分最佳步态和低效步态的独特神经动力学。步态改善与苍白球（与帕金森病患者肌肉萎缩相关的大脑区域）在步态周期特定阶段β波段脑电波活动的减少有关。

这些数据以及已确定的个体神经生物标志物强调了个性化、数据驱动的干预对于改善帕金森病患者步态的重要性。

“这项研究不仅加深了我们对 DBS 如何影响运动的理解，而且还展示了针对帕金森病和其他神经系统疾病进行个性化神经调节的潜力，使我们更接近更智能、更有效的治疗方法，”资深研究作者、医学博士、哲学博士、加州大学旧金山分校神经外科医生和神经外科副教授 Doris Wang 说。