الابتكارات المتعلقة بالأقطاب الكهربائية وأجهزة تنظيم ضربات القلب (IPG)
العامل الأكثر أهمية في نجاح علاج جهاز تنظيم ضربات القلب هو الوضع الدقيق للأقطاب الكهربائية في النواة المستهدفة في الدماغ ، وعادة ما تكون المنطقة المسؤولة عن الوظيفة الحركية في النواة تحت المهاد (STN- نواة تحت المهاد).
من الناحية المثالية ، فإن المجال الكهربائي الذي يتم إنشاؤه حول القطب الكهربائي المزروع يؤثر فقط على الهياكل المشاركة في مرض باركنسون ويمكن تحسين البطء والصلابة والرعشة وغير ذلك من دون آثار جانبية. ومع ذلك ، بالقرب من الجزء الحركي لنواة STN ، توجد مناطق أخرى تؤثر على وظائف الدماغ المهمة الأخرى ، لذلك إذا لم يتم وضع الأقطاب الكهربائية في وسط منطقة المحرك في STN ، فقد يتسبب الانسياب الكهربائي ، من بين أمور أخرى ، الآثار الجانبية غير المرغوب فيها مثل صعوبة الكلام أو تغيرات في المزاج بسبب تأثير المجال الكهربائي على المناطق المجاورة خارج المنطقة المستهدفة.
لذلك ، قبل إجراء الجراحة ، يتم إجراء اختبارات تصوير خاصة باستخدام التصوير بالرنين المغناطيسي عالي الدقة من أجل تحديد النوى المستهدفة في عمق الدماغ وتخطيط مسار إدخال القطب الكهربائي في الجراحة. بالإضافة إلى ذلك ، من أجل التحقق من موضع الأقطاب الكهربائية في الوقت الفعلي ، يتم إجراء تسجيلات للنشاط العصبي من أعماق الدماغ أثناء الجراحة باستخدام أقطاب كهربائية دقيقة (أقطاب كهربائية دقيقة) قادرة على تسجيل نشاط الخلايا العصبية الفردية. تساعد هذه التسجيلات في تحديد نشاط الدماغ المميز لنواة STN في مرض باركنسون.
عندما يتم وضع القطب على النحو الأمثل في الدماغ ، يمكننا بسهولة التحكم في أعراض مرض باركنسون من الصلابة والبطء والرعشة ، وما إلى ذلك نظريًا دون آثار جانبية.
بعد العملية ، يأتي المريض إلى طبيب أعصاب متخصص في اضطرابات الحركة وانظام DBS من أجل برمجة جهاز تنظيم ضربات القلب بحيث يشمل المجال الكهربائي قدر الإمكان المنطقة المستهدفة المتورطة في الأعراض المزعجة ويتضمن أقل عدد من المناطق التي يمكن أن تسبب سرعة انظامها آثار جانبية. يُطلق على النطاق بين شدة التأثير الجيد على الأعراض وشدة التحفيز التي تظهر عندها الآثار الجانبية "النافذة العلاجية" (نوع من فرصة العلاج).
في السنوات الأخيرة ، كان هناك تقدم تقني كبير في مجال DBS ، ومن بين أمور أخرى ، تم تطوير التقنيات التي تسمح لنا بزيادة النافذة العلاجية ، مما يعني أنها تسمح لنا بسهولة أكبر وتيرة الأنسجة المطلوبة وتحقيق تحكم جيد من أعراض مرض باركنسون ، مع تقليل الآثار الجانبية.
سأذكر الآن تقنيتين رئيسيتين وصلتا إلى إسرائيل.
- يؤدي الاتجاه
- تكنولوجيا الاستشعار / الدائرة المفتوحة. الاستشعار
1. أقطاب كهربائية متعددة الاتجاهات: تحتوي الأقطاب الكهربائية الكلاسيكية المستخدمة في تنظيم داء باركنسون على 4 جهات اتصال متطابقة على شكل حلقة (360 درجة) توضع واحدة فوق الأخرى على فترات منتظمة. من بين هؤلاء ، يتم تنشيط جهة اتصال واحدة أو اثنتين توجدان داخل الموقع المستهدف. عندما يتم تنشيط جهات الاتصال ، ينتشر التيار الكهربائي بشكل كروي (كروي) في جميع الاتجاهات (الشكل 1). في هذه الحالة ، إذا انحرف القطب بمقدار مليمتر أو اثنين عن مركز الهدف ، فإن الأنسجة التي ستتأثر بالتيار الكهربائي قد تشمل أيضًا مناطق قريبة يمكن أن يتسبب تحفيزها في حدوث آثار جانبية.
تم بناء الأقطاب متعددة الاتجاهات بحيث يتم تقسيم جهات الاتصال الوسطى إلى 3 جهات اتصال فرعية (الرسم 2) بحيث يمكن التحكم في كل منهما وتنشيطه بشكل منفصل. بهذه الطريقة ، يمكن تشكيل المجال الكهربائي المتولد والذي لا يجب أن يكون الآن كرة متناظرة ولكن يمكن أن ينحرف في اتجاه معين (الشكل 3). يُطلق على التقنين باستخدام الأقطاب الكهربائية متعددة الاتجاهات باللغة الإنجليزية التوجيه من كلمة عجلة القيادة ، ويمكن تدوير المجال الكهربائي مثل عجلة القيادة في السيارة مما يسمح لي بالتحول في اتجاهات مختلفة (الشكل 2).
في الواقع ، في الدراسات المبكرة التي اختبرت تأثير تنشيط مجال كروي (3 جهات اتصال تنشئ 360 درجة) مقارنة بتنشيط مجال اتجاهي باستخدام جهة اتصال واحدة أو اثنتين فقط من هؤلاء الثلاثة على نفس الارتفاع ، وجد أن تنشيط مجال كهربائي بملامس واحد أو اثنين (أقل من 360 درجة)) ، وجد أن تنشيط المجال الكهربائي سمح بترشيد كفاءة أفضل وأنه ينطوي على آثار جانبية أقل. أي ، تم الحصول على نافذة علاجية أكبر باستخدام تقنية التقنين الاتجاهي.
2. تكنولوجيا الاستشعار / الحلقة المفتوحة:
كما ذكرنا في البداية ، من أجل التحقق من وضع الأقطاب الكهربائية أثناء الجراحة ، يتم أخذ بعدين في الاعتبار. البعد التشريحي - باستخدام التصوير المتقدم قبل الجراحة وبعدها وبُعد فسيولوجي / وظيفي - تسجيل وتحديد نشاط خلايا الدماغ مع خصائص معينة لمرض باركنسون في المنطقة المستهدفة حيث يتم زرع الأقطاب الكهربائية. في مرضى باركنسون ، يتميز نشاط الدماغ في نواة STN بالنشاط المرضي في تواتر "موجات بيتا" (2-20 هرتز) وعندما يتم الكشف عنها أثناء الجراحة ، نعلم أن القطب يقع في المنطقة المستهدفة.
حتى وقت قريب ، لم يكن من الممكن الاستمرار في تسجيل نشاط الدماغ في المنطقة التي تسير بخطى سريعة بعد زرع الأقطاب الكهربائية الدائمة.
في السنوات الأخيرة ، طور الباحثون تقنية تجعل من الممكن الاستمرار في تسجيل نشاط الدماغ أيضًا من الأقطاب الكهربائية الدائمة المزروعة في الدماغ والمتصلة بجهاز تنظيم ضربات القلب DBS. كان من بين التحديات التغلب على ضوضاء الخلفية والاستمرار في تلقي الإشارات في الوقت الفعلي وأثناء نشاط المريض.
في العام الماضي تمت الموافقة على التكنولوجيا المذكورة أعلاه للاستخدام السريري واليوم لدينا أقطاب كهربائية متصلة بجهاز تنظيم ضربات القلب وقادرة على تسجيل نشاط موجات بيتا التي تعبر عن نشاط "باركنسون" في الدماغ لفترات زمنية معينة. الهدف هو أنه باستخدام تسجيلات نشاط الدماغ في الوقت الفعلي ، سنتمكن من معرفة أي من جهات الاتصال الأربعة الموجودة في نهاية القطب الكهربي يتم وضعها على النحو الأمثل داخل النواة المستهدفة. بالإضافة إلى ذلك ، يمكننا اختبار التأثير من سرعة النشاط الباثولوجي "باركنسون" في الدماغ وتعديل السرعة لإعادتها إلى التكوين الفسيولوجي (الطبيعي). حتى اليوم ، كانت هذه القرارات تُتخذ من خلال الفحص السريري للمريض وتقييم درجة الصلابة والبطء والرعشة: يمكن للمعلومات التي يتم الحصول عليها من الدماغ أن تساعدنا وتوجهنا بشكل أفضل وأسرع إلى معايير الانظام المفضلة ، وهي عملية يمكن أن تستغرق عدة أشهر.
وتجدر الإشارة إلى أنه في هذه المرحلة ، لا تزال التكنولوجيا جديدة ، ولا يزال هناك العديد من الأسئلة العلاجية التي لم يتم حلها ولا توجد خوارزميات علاجية منتظمة للاستخدام السريري ولاتخاذ القرارات المستمدة من المعلومات الواردة.
تتمثل الرؤية في أنه في المستقبل سيكون جهاز تنظيم ضربات القلب نفسه قادرًا على معالجة المدخلات من الأقطاب الكهربائية المزروعة وضبط السرعة في الوقت الفعلي لاحتياجات المريض بالطريقة المثلى ، مع الجمع بين التقنيتين- الاستشعار والاتجاه.
