Инновации, связанные с электродами и кардиостимуляторами (IPG)
Наиболее важным фактором успеха лечения с помощью кардиостимулятора головного мозга является точное размещение электродов в ядре-мишени в мозге, обычно в области, отвечающей за моторную функцию в субталамическом ядре (STN-SUBTHALAMIC NUCLEUS).
В идеале электрическое поле, создаваемое вокруг имплантированного электрода, воздействует только на структуры, связанные с болезнью Паркинсона, а медлительность, скованность, тремор и многое другое можно улучшить без побочных эффектов. Однако рядом с моторной частью ядра STN есть другие области, влияющие на другие важные функции мозга, поэтому, если электроды не размещены в центре двигательной области STN, электрическая стимуляция может вызвать, помимо прочего, , нежелательные побочные эффекты, такие как трудности с речью или изменения настроения из-за воздействия электрического поля на соседние области за пределами целевой области.
Поэтому перед проведением операции проводятся специальные визуализирующие тесты с использованием МРТ высокого разрешения, чтобы определить ядра-мишени глубоко в мозгу и спланировать маршрут введения электрода в хирургии. Кроме того, чтобы проверить положение электродов в режиме реального времени, во время операции производятся записи нейронной активности из глубины мозга с использованием тонких электродов (микроэлектродов), которые могут регистрировать активность отдельных нейронов. Эти записи помогают идентифицировать активность мозга, характерную для ядра STN при болезни Паркинсона.
Когда электрод оптимально расположен в мозгу, мы можем легче контролировать симптомы паркинсонизма, такие как скованность, медлительность, тремор и т. д., и теоретически без побочных эффектов.
После операции пациент приходит к неврологу, специализирующемуся на двигательных расстройствах и кардиостимуляции, для того, чтобы запрограммировать кардиостимулятор так, чтобы электрическое поле как можно больше охватило целевую область, вовлеченную в тревожные симптомы, и как можно меньше зон, кардиостимуляция которых может вызвать побочные эффекты. Диапазон между интенсивностью, при которой достигается хороший эффект на симптомы, и интенсивностью стимуляции, при которой появляются побочные эффекты, называется «терапевтическим окном» (своего рода окном возможностей для лечения).
В последние годы произошел значительный технологический прогресс в области DBS, и, среди прочего, были разработаны технологии, которые позволяют нам увеличить терапевтическое окно, что означает, что они позволяют нам более легко стимулировать желаемую ткань и достигать хорошего контроля. симптомов паркинсонизма, уменьшая при этом побочные эффекты.
Сейчас я упомяну 2 основные технологии, прибывшие в Израиль.
- Направленные ведет
- Технология датчиков/разомкнутая цепь. Чувство
1. Разнонаправленные электроды: Классические электроды, используемые для кардиостимуляции при болезни Паркинсона, содержат 4 одинаковых кольцеобразных контакта (360 градусов), которые располагаются один над другим через равные промежутки времени. Из них активируются один или два контакта, которые находятся внутри целевого сайта. При срабатывании контактов электрический ток распространяется сферически (сферически) во все стороны (рис. 1). В этой ситуации, если электрод отклонен на миллиметр или два от центра мишени, ткань, на которую будет воздействовать электрический ток, может также включать близлежащие области, стимуляция которых может вызвать побочные эффекты.
Разнонаправленные электроды сконструированы таким образом, что их два средних контакта разделены на 3 субконтакта (рисунок 2), так что каждый из них можно контролировать и активировать отдельно. Таким образом, генерируемому электрическому полю можно придать форму, которая теперь не обязательно должна быть симметричной сферой, но может отклоняться в определенном направлении (рис. 3). Нормирование с помощью разнонаправленных электродов называется по-английски STEERING от слова «руль», электрическое поле может вращаться, как руль в автомобиле, что позволяет мне поворачиваться в разные стороны (рис. 2).
Фактически, в ранних исследованиях, в которых проверялся эффект активации сферического поля (3 контакта, создающих 360 градусов) по сравнению с активацией направленного поля при использовании только одного или двух контактов из этих трех на той же высоте, они обнаружил, что активация электрического поля одним или двумя контактами (менее 360 градусов)), обнаружил, что активация электрического поля позволяет рационировать для большей эффективности и вызывает меньше побочных эффектов. То есть большее терапевтическое окно было получено при использовании метода направленного нормирования.
2. Технология обнаружения/разомкнутый контур:
Как упоминалось в начале, для проверки размещения электродов во время операции учитываются 2 измерения. Анатомический аспект — с использованием расширенной визуализации до и после операции и физиологический/функциональный аспект — регистрация и идентификация активности клеток головного мозга с определенными характеристиками болезни Паркинсона в целевой области, где желательно имплантировать электроды. У больных Паркинсоном активность головного мозга в ядре STN характеризуется патологической активностью на частоте «бета-волн» (20-30 Гц) и при ее обнаружении во время операции мы знаем, что электрод находится в области-мишени.
До недавнего времени было невозможно продолжать регистрацию активности мозга в стимулируемой зоне после имплантации постоянных электродов.
В последние годы исследователи разработали технологию, позволяющую продолжать регистрировать активность мозга также с постоянных электродов, вживленных в мозг и подключенных к кардиостимулятору DBS. Одной из задач было преодолеть фоновый шум и по-прежнему получать сигналы в режиме реального времени и во время активности пациента.
В прошлом году вышеупомянутая технология была одобрена для клинического использования, и сегодня у нас есть электроды, которые подключены к кардиостимулятору и могут регистрировать в течение определенных периодов времени активность бета-волн, выражающих «паркинсоническую» активность в мозгу. Цель состоит в том, что, используя записи активности мозга в режиме реального времени, мы сможем выяснить, какие из 4 контактов на конце электрода оптимально расположены внутри ядра-мишени, а также протестировать эффект. стимуляции на «паркинсоническую» патологическую активность в головном мозге и корректировать стимуляцию таким образом, чтобы вернуть ее к физиологической (нормальной) конфигурации.До сегодняшнего дня эти решения принимались на основании клинического осмотра пациента и оценки степени скованность, медлительность и тремор.Информация, полученная от самого мозга, может помочь и направить нас лучше и быстрее к предпочтительным параметрам стимуляции, процесс, который может занять несколько месяцев.
Следует отметить, что на данном этапе технология еще нова, остается еще много нерешенных терапевтических вопросов и отсутствуют штатные терапевтические алгоритмы для клинического применения и принятия решений на основе полученной информации.
Видение состоит в том, что в будущем кардиостимулятор сам сможет обрабатывать входные данные от имплантированных электродов и оптимально регулировать стимуляцию в режиме реального времени в соответствии с потребностями пациента, сочетая при этом две технологии: восприятие и направленность.
