Syvä aivojen stimulaatio - Deep brain stimulation

Syvä aivojen stimulaatio
Tiefe Hirnstimulation - Sonden RoeSchaedel ap.jpg
DBS-koettimet on esitetty X-ray kallon (valkoiset alueet noin yläleuan ja alaleuan edustavat metalli hammasproteesit ja ovat liity DBS-laitteet)
MeSH D046690
MedlinePlus 007453

Syvä aivostimulaatio ( DBS ) on neurokirurginen toimenpide, johon kuuluu neurostimulaattoriksi kutsutun lääkinnällisen laitteen (joskus kutsutaan "aivojen tahdistimena") sijoittaminen, joka lähettää sähköisiä impulsseja istutettujen elektrodien kautta aivojen tiettyihin kohteisiin (aivojen ytimet) ) liikuntahäiriöiden, mukaan lukien Parkinsonin tauti , olennainen vapina , dystonia ja muut sairaudet, kuten pakko-oireinen häiriö ja epilepsia, hoitoon. Vaikka sen perusperiaatteita ja mekanismeja ei täysin ymmärretä, DBS muuttaa suoraan aivotoimintaa hallitulla tavalla.

Elintarvike- ja lääkevirasto on hyväksynyt DBS : n välttämättömän vapinaa ja Parkinsonin tautia (PD) hoitavaksi lääkkeeksi vuodesta 1997. DBS hyväksyttiin dystoniaan vuonna 2003, pakko -oireiseen häiriöön (OCD) vuonna 2009 ja epilepsiaan vuonna 2018. DBS: llä on on tutkittu kliinisissä tutkimuksissa mahdollisena kroonisen kivun hoitona erilaisille mielialahäiriöille, mukaan lukien vakava masennus . Se on yksi harvoista neurokirurgisista toimenpiteistä, jotka mahdollistavat sokeat tutkimukset .

Lääketieteellinen käyttö

Elektrodin asettaminen leikkauksen aikana stereotaktisella kehyksellä

Parkinsonin tauti

DBS: ää käytetään hallitsemaan joitain Parkinsonin taudin oireita, joita ei voida hallita riittävästi lääkkeillä. PD: tä hoidetaan soveltamalla korkeataajuista (> 100 Hz) stimulaatiota kolmeen kohderakenteeseen eli entrolateraaliseen talamukseen, sisäiseen pallidumiin ja subtalamuksen ytimeen (STN), jotka jäljittelevät vaurioiden kliinisiä vaikutuksia. Sitä suositellaan ihmisille, joilla on PD, johon liittyy motorisia heilahteluja ja vapinaa, jota lääkitys ei hallitse riittävästi, tai niille, jotka eivät siedä lääkitystä, kunhan heillä ei ole vakavia neuropsykiatrisia ongelmia. Neljä aivojen aluetta on käsitelty hermostimulaattoreilla PD: ssä. Nämä ovat globus pallidus internus , thalamus , subthalamic -ydin ja pedunculopontine -ydin . Useimmat rutiinikäytön DBS -leikkaukset kohdistuvat kuitenkin joko globus pallidus internusiin tai Subthalamic -ytimeen.

  • Globus pallidus internuksen DBS vähentää hallitsemattomia ravisteluliikkeitä, joita kutsutaan dyskinesioiksi. Tämän ansiosta potilas voi ottaa riittävät määrät lääkkeitä (erityisesti levodopaa), mikä johtaa oireiden parempaan hallintaan.
  • Subtalamuksen ytimen DBS vähentää suoraan Parkinsonin taudin oireita. Tämä mahdollistaa parkinsonismilääkkeiden annoksen pienentämisen.
  • PPN: n DBS voi auttaa kävelyn jäädyttämisessä, kun taas thalamuksen DBS voi auttaa vapinaan. Näitä tavoitteita ei käytetä rutiininomaisesti.

Oikean DBS -kohteen valinta on monimutkainen prosessi . Kohteen valitsemiseen käytetään useita kliinisiä ominaisuuksia, mukaan lukien-tunnistaen vaikeimmat oireet, potilaan parhaillaan käyttämä levodopan annos, nykyisten lääkkeiden ja samanaikaisten ongelmien vaikutukset ja sivuvaikutukset. Esimerkiksi subtalamuksen ydin DBS voi pahentaa masennusta, joten sitä ei suositella potilaille, joilla on hallitsematon masennus.

Yleensä DBS liittyy 30–60% paranemiseen moottoripisteiden arvioinnissa.

Touretten syndrooma

Lisätietoja: Touretten oireyhtymän hoito

DBS: ää on käytetty kokeellisesti hoidettaessa aikuisia, joilla on vaikea Touretten oireyhtymä ja jotka eivät reagoi tavanomaiseen hoitoon. Huolimatta laajalti julkistetuista varhaisista menestyksistä, DBS on edelleen erittäin kokeellinen menettely Touretten hoidossa, ja tarvitaan lisää tutkimusta sen määrittämiseksi, ovatko pitkäaikaiset hyödyt suuremmat kuin riskit. Menettely on hyvin siedetty, mutta komplikaatioita ovat "lyhyt akunkesto, äkillinen oireiden paheneminen stimulaation lopettamisen, hypomaanisen tai maanisen muuntumisen jälkeen sekä huomattava aika ja vaiva stimulaatioparametrien optimointiin". Vuodesta 2006 lähtien oli raportoitu viidestä TS -potilaasta; kaikki kokivat tikien vähenemisen ja pakko-oireisen käyttäytymisen katoamisen.

Menettely on invasiivinen ja kallis, ja se vaatii pitkäaikaista asiantuntijahoitoa. Vaikeiden Touretten oireiden hyödyt eivät ole ratkaisevia, kun otetaan huomioon tämän leikkauksen vähemmän voimakkaat vaikutukset Alankomaissa . Touretten tauti on yleisempi lapsipopulaatioissa , ja se pyrkii palauttamaan aikuisikään, joten yleensä tämä ei ole suositeltava menettely lapsille. Koska Touretten diagnoosi perustuu oireiden historiaan eikä neurologisen aktiivisuuden analyysiin, ei välttämättä aina ole selvää, miten DBS: ää käytetään tietylle henkilölle. Koska DBS: n käyttö Touretten oireyhtymän hoidossa oli huolestuttavaa , Tourette Association of America kutsui asiantuntijaryhmän laatimaan suosituksia, jotka ohjaavat DBS: n käyttöä ja mahdollisia kliinisiä tutkimuksia TS: lle.

Robertson kertoi, että DBS: ää oli käytetty 55 aikuisella vuoteen 2011 mennessä, se oli tuolloin kokeellinen hoito, ja suositteli, että toimenpiteen "saavat suorittaa vain kokeneet toiminnalliset neurokirurgit, jotka toimivat keskuksissa, joissa on myös oma Touretten oireyhtymän klinikka". Malone et ai. (2006), "Vain potilaita, joilla on vaikea, heikentävä ja hoitoon vastustuskykyinen sairaus, tulisi harkita; kun taas potilaat, joilla on vakavia persoonallisuushäiriöitä ja päihteiden käytön ongelmia, tulisi sulkea pois." Du et ai. (2010) sanovat: "Invasiivisena hoitona DBS on tällä hetkellä suositeltava vain vakavasti kärsineille, hoitoon vastustuskykyisille TS-aikuisille". Singer (2011) sanoo: "Ennen kuin potilasvalintakriteerit ja tarkasti kontrolloitujen kliinisten tutkimusten tulokset on määritetty, suositellaan varovaista lähestymistapaa". Viswanathan et ai. (2012) sanovat, että DBS: ää tulisi käyttää ihmisille, joilla on "vakava toimintahäiriö, jota ei voida hoitaa lääketieteellisesti".

Haittavaikutukset

Arteriogrammi valtimosta, joka voi verenvuotoa DBS -istutuksen aikana.

DBS sisältää suurleikkauksen riskit, ja komplikaatioaste liittyy kirurgisen tiimin kokemukseen. Suurimpia komplikaatioita ovat verenvuoto (1-2%) ja infektio (3-5%).

Mahdollisuus neuropsykiatrisiin sivuvaikutuksiin DBS: n jälkeen, mukaan lukien apatia , hallusinaatiot , hyperseksuaalisuus , kognitiiviset toimintahäiriöt , masennus ja euforia . Nämä vaikutukset voivat kuitenkin olla tilapäisiä ja liittyvät (1) elektrodien oikeaan sijoittamiseen, (2) avoimen silmukan VS-suljetun silmukan stimulaatioon, mikä tarkoittaa jatkuvaa stimulaatiota tai tekoälyn seurannan jakelujärjestelmää ja (3) stimulaattorin kalibrointia. haittavaikutukset ovat mahdollisesti palautuvia.

Koska aivot voivat muuttua hieman leikkauksen aikana, elektrodit voivat siirtyä tai irrota tietystä paikasta. Tämä voi aiheuttaa syvempiä komplikaatioita, kuten persoonallisuuden muutoksia, mutta elektrodien virheellinen sijainti on suhteellisen helppo tunnistaa CT -skannauksen avulla . Myös leikkauksen komplikaatioita voi esiintyä, kuten verenvuotoa aivoissa. Leikkauksen jälkeen aivokudoksen turvotus, lievä sekavuus ja uneliaisuus ovat normaaleja. 2–4 viikon kuluttua seurantakäynnillä poistetaan ompeleet , käynnistetään neurostimulaattori ja ohjelmoidaan se.

Uimistaidon heikkeneminen ilmeni odottamattomana riskinä toimenpiteelle; Useat Parkinsonin tautia sairastavat potilaat menettivät kykynsä uida saatuaan syvän aivostimulaation.

Mekanismit

DBS: n tarkka toimintamekanismi ei ole tiedossa. Erilaiset hypoteesit yrittävät selittää DBS: n mekanismeja:

  1. Depolarisaation esto: Sähkövirrat estävät hermosolujen ulostulon elektrodikohdassa tai sen lähellä.
  2. Synaptinen esto: Tämä aiheuttaa epäsuoran hermosolun säätelyn aktivoimalla aksonipäätteet synaptisilla yhteyksillä stimuloivan elektrodin lähellä oleviin neuroneihin.
  3. Neuronien epänormaalin värähtelyaktiivisuuden desynkronointi
  4. Antidrominen aktivointi joko aktivoi/estää kaukaisia ​​neuroneja tai estää hitaita aksoneja

DBS edustaa ennakkoa aikaisempi hoito johon osallistui pallidotomy (eli kirurginen ablaatio linssitumakkeen pallo ) tai thalamotomy (eli kirurginen ablaatio thalamus). Sen sijaan ohut lyijy, jossa on useita elektrodeja, istutetaan globus pallidusiin, nucleus ventralis intermedius thalami tai subtalamuksen ytimeen , ja sähköisiä pulsseja käytetään terapeuttisesti. Implantaatin johto ulottuu neurostimulaattoriin ihon alle rinta -alueella.

Sen suorasta vaikutuksesta aivosolujen ja välittäjäaineiden fysiologiaan keskustellaan parhaillaan, mutta lähettämällä korkeataajuisia sähköisiä impulsseja tietyille aivojen alueille se voi lievittää oireita ja vähentää suoraan PD-lääkkeiden aiheuttamia sivuvaikutuksia, mikä mahdollistaa lääkkeiden vähenemisen tai tehdä lääkitysohjelmasta siedettävämpi.

Komponentit ja sijoitus

DBS -järjestelmä koostuu kolmesta osasta: implantoitu pulssigeneraattori (IPG), johto ja jatke. IPG on paristokäyttöinen neurostimulaattori, joka on koteloitu titaanikoteloon , joka lähettää aivoihin sähköisiä pulsseja, jotka häiritsevät hermoston toimintaa kohdepaikassa. Lyijy on kierrelanka, joka on eristetty polyuretaanista neljällä platina-iridium- elektrodilla ja joka on sijoitettu yhteen tai kahteen eri aivojen ytimeen. Johto on liitetty IPG: hen jatkojohdolla, eristetyllä johdolla, joka kulkee ihon alle, päästä, kaulan sivulta, korvan taakse, IPG: hen, joka on sijoitettu ihon alle solisluun alle tai joissakin tapauksissa vatsa . Neurologi , sairaanhoitaja tai koulutettu teknikko voi kalibroida IPG: n oireiden vaimentamisen ja sivuvaikutusten hallitsemiseksi.

DBS -johdot sijoitetaan aivoihin käsiteltävien oireiden tyypin mukaan. Ei-Parkinson-essentiaalinen vapina, lyijy on sijoitettu joko ventrointermediate ytimen talamuksen tai zona incerta ; dystonian ja PD: hen liittyvien oireiden ( jäykkyys , bradykinesia / akinesia ja vapina ) osalta lyijy voidaan sijoittaa joko globus pallidus internus- tai subthalamic -ytimeen ; OCD ja masennus ytimen accumbensiin ; jatkuvaan kipuun talamuksen takaosaan tai periaqueductal harmaan ; ja epilepsian hoitoon etuosan talamuksen ytimeen .

Kaikki kolme komponenttia istutetaan kirurgisesti kehon sisään. Lyijyn implantointi voi tapahtua paikallispuudutuksessa tai yleisanestesiassa ("unessa DBS"), kuten dystonian tapauksessa. Kalloon porataan reikä, jonka halkaisija on noin 14 mm, ja anturielektrodi asetetaan stereotaktisesti käyttämällä joko kehyspohjaista tai kehyksetöntä stereotaksia. Paikallispuudutuksessa suoritettavan hereilläolon aikana henkilön palautetta käytetään pysyvän elektrodin optimaalisen sijoittamisen määrittämiseen. Nukkumisprosessin aikana aivokudoksen ja laitteen suoraa visualisointia käytetään leikkauksen aikana tehtävää magneettikuvausta. IPG ja jatkojohdot asennetaan yleisanestesiassa. Aivojen oikeaa puolta stimuloidaan käsittelemään kehon vasemman puolen oireita ja päinvastoin.

Tutkimus

Krooninen kipu

Stimulaatio periaqueductal harmaan ja periventrikulaarinen harmaa varten kudosvauriokipu , ja sisempi kapseli , ventral posterolateral tuma , ja vatsanpuoleinen posteromedial ydin on neuropaattista kipua on tuottanut vaikuttavia tuloksia joidenkin ihmisten, mutta tulokset vaihtelevat. Eräässä tutkimuksessa, johon osallistui 17 ihmistä, joilla oli vaikeaa syöpäkipua, havaittiin, että 13 oli käytännössä kivutonta ja vain neljä tarvitsi opioidikipulääkkeitä, kun heidät vapautettiin sairaalasta toimenpiteen jälkeen. Useimmat käyttivät lopulta opioideja, yleensä viimeisten viikkojen aikana. DBS: ää on sovellettu myös fantomiraajakipuun .

Vaikea masennus ja pakko-oireinen häiriö

Pään sivusuuntainen röntgenkuva: Syvä aivojen stimulaatio pakko-oireisessa häiriössä (OCD). 42 -vuotias mies, leikkaus vuonna 2013.

DBS: ää on käytetty muutamissa kliinisissä tutkimuksissa hoidettaessa ihmisiä, joilla on vaikea hoitoresistentti masennus (TRD). TRBS: n DBS: ssä on käytetty useita neuroanatomisia kohteita, mukaan lukien subgenual cingulate gyrus, posterior gyrus rectus, nucleus accumbens , vatsakapseli /ventral striatum, alempi talaminen varsi ja lateraalinen habenula. Äskettäin ehdotettu kohde DBS -interventiolle masennuksessa on mediaalisen etuaivonipun superolateraalinen haara ; sen stimulaatio johtaa yllättävän nopeisiin masennuslääkkeisiin.

Pienet määrät DBS: n varhaisissa kokeissa TRD: lle rajoittavat tällä hetkellä optimaalisen neuroanatomisen kohteen valintaa. Todisteet eivät riitä tukemaan DBS: ää masennuksen hoitomuotona; Menettely voi kuitenkin olla tehokas hoitomuoto tulevaisuudessa. Itse asiassa hyödyllisiä tuloksia on dokumentoitu neurokirurgisessa kirjallisuudessa, mukaan lukien muutamia tapauksia, joissa syvästi masentuneet ihmiset saivat kannettavia stimulaattoreita itsehoitoon.

TRD: n ja OCD: n järjestelmällisessä tarkastelussa havaittiin 23 tapausta, yhdeksän OCD: tä, seitsemän TRD: tä ja yksi molempia. "[A] noin puolet potilaista osoitti dramaattista paranemista" ja haittatapahtumat olivat "yleensä triviaaleja", kun otetaan huomioon psykiatrisen väestön nuorempi ikä suhteessa liikuntahäiriöisten ihmisten ikään. Ensimmäinen satunnaistettu, kontrolloitu DBS-tutkimus TRD: n hoitoon, joka kohdistui vatsakalvon/vatsakalvon striatum-alueeseen, ei osoittanut merkittävää eroa aktiivisten ja vale-ryhmien vasteasteissa 16 viikon tutkimuksen lopussa. Kuitenkin toinen satunnaistettu kontrolloitu tutkimus ventraalikapselin DBS: stä TRD: lle osoitti kuitenkin merkittävän eron vasteasteissa aktiivisen DBS: n (44% vastaajista) ja vale -DBS: n (0% vasteen) välillä. DBS: n teho on todettu OCD: lle, ja keskimäärin 60% vasteista on vakavasti sairailla ja hoitoa kestävillä potilailla. Näiden tulosten perusteella FDA on hyväksynyt DBS: n hoitoa kestävälle OCD: lle humanitaaristen laitteiden vapautuksen (HDE) mukaisesti ja edellyttää, että toimenpide suoritetaan vain sairaalassa, jolla on siihen erikoistunut pätevyys.

TRBS: n DBS voi olla yhtä tehokas kuin masennuslääkkeet ja sillä voi olla hyvä vaste- ja remissioaste, mutta haittavaikutukset ja turvallisuus on arvioitava tarkemmin. Yleisiä sivuvaikutuksia ovat "haavainfektio, perioperatiivinen päänsärky ja huonontunut/ärtynyt mieliala [ja] lisääntynyt itsemurha".

Muut kliiniset sovellukset

DBS: n tulokset dystoniaa sairastavilla ihmisillä, joilla positiiviset vaikutukset näkyvät usein vähitellen viikkojen tai kuukausien aikana, osoittavat toiminnallisen uudelleenjärjestelyn roolin ainakin joissakin tapauksissa. Menettelyn tehokkuus on testattu epilepsiaa sairastavilla potilailla, jotka ovat resistenttejä lääkkeille. DBS voi vähentää tai poistaa epileptisiä kohtauksia ohjelmoidulla tai reagoivalla stimulaatiolla.

DBS on väliseinän alueiden henkilöiden skitsofrenian ovat johtaneet tehostetun valppaus, yhteistyö, ja euforia. Henkilöt, joilla on narkolepsia ja monimutkaisia ​​osittaisia ​​kohtauksia, ilmoittivat myös euforiaa ja seksuaalisia ajatuksia väliseinän ytimien itse aiheuttamasta DBS: stä.

Orgasmista ekstaasia raportoitiin aivojen sähköisellä stimulaatiolla syvyys -elektrodeilla vasemmassa hippokampuksessa 3 mA: ssa ja oikeassa hippokampuksessa 1 mA: ssa.

Vuonna 2015 ryhmä brasilialaisia ​​tutkijoita neurokirurgin Erich Fonoffin johdolla  [ pt ] kuvasi uutta tekniikkaa, joka mahdollistaa samanaikaiset elektrodien istutukset , joita kutsutaan kahdenväliseksi stereotaktiseksi menettelyksi DBS: lle. Suurimmat edut ovat vähemmän aikaa menettelyyn ja suurempi tarkkuus.

Vuonna 2016 DBS: n havaittiin parantavan oppimista ja muistia Rettin oireyhtymän hiirimallissa . Tuoreemmat (2018) työt osoittivat, että haureus -DBS säätelee synaptiseen toimintaan, solujen selviytymiseen ja neurogeneesiin liittyviä geenejä ja tekee joitain ensimmäisiä askeleita selittämään hippokampuksen piirifunktion palauttamista.

Katso myös

Viitteet

Lue lisää

Ulkoiset linkit