Дубока стимулација мозга

Дубока стимулација мозга
ДБС-сонде приказане на рендгенском снимку лобање (бела подручја око максиле и мандибуле представљају метал протезе и нису повезана са ДБС уређајима)
МеСХ	Д046690
МедлинеПлус	007453

Дубока стимулација мозга (акроним ДБС; Dееп Браин Стимулатион) је фундаментално реверзибилна, неурохируршка интервенција у мозгу која је одобрена широм света за лечење одређених неуролошких болести попут Паркинсонове болести. Дубока стимулација мозга (ДБС) је изборна хируршка процедура у којој се електроде имплантирају у одређена подручја мозга. Ове електроде генеришу електричне импулсе који контролишу абнормалну активност мозга. Електрични импулси се такође могу прилагодити хемијским неравнотежама у мозгу које узрокују различита стања. Стимулацију подручја мозга контролише програмабилни генератор који се налази испод коже у горњем делу грудног коша.

Дубока стимулација мозга неће излечити болест, али може помоћи у ублажавању симптома. Ако дубока стимулација мозга делује, симптоми ће се значајно побољшати, али обично не нестају потпуно. У неким случајевима, лекови ће и даље бити потребни за одређена стања.

Дубока стимулација мозга није успешна код свих болеснике., јер су у успех дубоке стимулације мозга укључене бројне варијабле. Зато пре интервенције у разговару са својим лекаром пре операције пацијент отреба да сазна какво побољшање можете очекивати за своје стање.

Синоним

За ову интервенцију колоквијално се користи и термин пејсмејкер (мозга) који је раних 1970-их сковао шпански научник Јосе Делгадо. Он је тиме желео да нагласи технолошку везу са пејсмејкером срца.

Историја

Типичн пример дубоке стимулације мозга

Класичан пример Паркинсконове болести код које се користи ДБС

ДБС је одобрен у ЕУ за лечење есенцијалног тремора (од 1995), за Паркинсонову болест (1998), за дистонију (2003), опсесивно-компулзивни поремећај (2009) и епилепсију (2010) и повезан је са значајним побољшањима у квалитету живота .боилесника.

Америчко удружење неуролошких хирурга саопштило је да се више од 35 хиљада процедура дубоке стимулације мозга изводи широм света. Истраживање – које је објављено у Часопису Америчког медицинског удружења, делимично је финансирао Медтроник, компанија која производи апарате за стимулацију.

На Клиници за неурохирургију Универзитетског клиничког центра Србије, први пут у Србији, урађени су комплексни захвати код двоје пацијената оболелих од Паркинсонове болести. Методом електродубоке мождане стимулације, код пацијената који су оперисани, електроде ће болест држати под контролом. Раније су на ту интервенцију наши грађани Србије упућивани у иностранство, где је коштала око 50.000 евра.

Анатомија и физиологија

Апарат за дубоку мождану стимулацију (ДСМ) састоји се од електрода имплантираних поред одређених дубоких можданих структура, које су затим повезане са машином налик пејсмејкеру (генератор импулса) која се имплантира на зид грудног коша, преко поткожне жице. Параметре стимулације затим рачунар преноси на генератор импулса, присвајајући одговарајуће амплитуде, фреквенције и ширину импулса. Уобичајене структуре на које циља ДСМ укључују субталамичко језгро (СТН), глобус паллидус интерна (ГПи) и вентрално средње језгро таламуса (ВИМ).

Прецизан механизам резултирајућих терапијских ефеката дубоке мождане стимулације остаје нејасан; међутим, теорија има доста. Као што се подразумева из пребројавања вишка могућих примена, стимулација дубоких можданих структура утиче на различите склопове укључене у функционисање неурона. Терапеутски ефекти су зависни од физиолошких својстава ћелија, површина стимулисаних структура, амплитуде и временских својстава стимулације, и на крају, карактеристика основне патофизиологије различитих болесних стања. Сликовне и физиолошке студије потврђују хипотезу да је крајњи ефекат дубоке мождане стимулације повећање активирања циљаних неурона.

Подручја примене

Мождану кору чине нервне ћелије које су веома добро повезане. Покрет започиње у мозгу. Моторни неурони у мозгу који су одговорни за покрет и моторику шаљу импулсе у алфа-мото неуроне и кичмене мождине која даље шаље импулсе до мишића. Покрет није само померање одређених делова тела из једног у други положај, већ је комплексна моторика усмерена према одређеном циљлу. Напретком технологије у области неурофизиологије закључено је да мозак има својство пластичности. Након оштећења мозга потребне су информације са периферије које ће кроз пластичност мозга омогућити нормалан функционални покрет Основна особина нервног ткива је могућност прилагођавања на новонастале услове што представља основу за учење. Структурално неуропластичност чине бројни аксони и дендрити синапсе и неурони. Међусобно они чине неуронску мрежу која се може реорганизовати зависно од надражаја. Неуропластичност значи способност мозга да се стално мења на захтев околине и то до краја живота.

Припрема пацијента за дубоку стимулацију мозга

Концепт неуропластичности је рекативно нов. Теза да се оштећена ћелија мозга не може опоравити је, данас, превазиђена. Неурони се могу обновити, а уништену функцију неког дела мозга може преузети друга група неурона стварањем нових синапси између њих. Неуроанатомска пластичност представља стварање нових неуронских путева и веза у оштећеним деловима мозга, што се у неурорехабилитацији постиже понављањем покрета оштећених екстремитета помоћу роботике. На пример, код можданог удара долази до оштећења моторног кортекса, али понављањем покрета долази до активације других делова тог кортекса који пре можданог удара нису имали удела у кретању пацијента. За време неурорехабилитације помоћу робота, пацијенти добијају одређени задатак у виду понављања покрета и на тај начин активирају друге делове моторног кортекса, као и стварање нових синапси између неурона. Најбољи опоравак функције је у прва три месеца након можданог удара.

Стереотаксични уређај за постављање стимулационе електроде

Илустрација сонди у мозгу на рендгенском снимку лобање

Две дубоке електроде за стимулацију мозга циљају субталамусно језгро за лечење Паркинсонове болести. Приказано је електрично поље са монополарном стимулацијом од 3В на другом најнижем контакту. Беле стрелице представљају вектор Е-поља. Прорачун је извршен методом коначних елемената коришћењем програма Леад-ДБС.

Поремећаји покрета

Метода се углавном користи у лечењу различитих поремећаја кретања, као што су симптоми Паркинсонове болести, Тоуреттеов синдром,  есенцијални тремор, тремор код мултипле склерозе и дистоније .

Дубинска стимулација мозга и подручја њене примене предмет су тренутних истраживања, код:

Паркинсонова болест

Процењује се да четири до шест милиона људи широм света пати од прогресивног неуролошког поремећаја названог Паркинсонова болест. Лек за ту болест не постоји, али су неки пацијенти осетили олакшање после хируршке процедуре назване дубока стимулација мозга. У недавно објављеној студији, упоредјени су ефекти хируршке операције са уобичајеним третманом лековима и физикалном терапијом.

Да је Паркинсонова болест најчешће подручје примене за дубоку стимулацију мозга, потврђују истраживачи из Форсцхунгсзентрум Јüлицх и Универзитета у Келну који раде на развоју можданог пејсмејкера који ће не само сузбити Паркинсонове симптоме, већ их исправити и омогућити мозгу да поново нормално функционише.  За ову су идеју 2005. године ови истреаживаћи добили су награду Ерwин Сцхрöдингер-.

Тоуреттеов синдром

Ко овог синдрома уградња можданог стимулатора може деломично ослободити пацијенте од тикова. То потврђује студија британских и италијанских неурохирурга.

Депресија

Употреба дубоке стимулације мозга у депресији је у експерименталној фази. Позитивни резултати приказани су у врло малим групама болесника на терапији са стимулацијом субгенуалних подручја  ( поље 25. Бродманн-Ареал ) и нуцлеус аццумбенс.

Тхомас Е. Сцхлаепфер и Волкер А. Цоенен постигли су добре резултате постављањем електроде на живчану врпцу која повезује дубоко лежеће мождано стабло са фронталним кортексом са структурама субгенуалис и нуцлеус аццумбенс.

Остала подручја примене

Употреба дубоке стимулације мозга нашла је место у терапији:

• епилепсије,
• синдрома зависности,
• опсесивно-компулзивни поремећај
• кластер главобоље, у експерименталној фази.

Како метода функционише

Положај електрога у мозгу (радиограм)

Структуре базалних ганглија

Још увек није детаљно разјашњено како делује стимулација мозга. Међутим, начин рада све више је предмет интензивних истраживања. У оквиру ових истраживања тренутно се расправља о четири опште теорије:

• Функционални блок аксона деполаризацијом
• Синаптичка инхибиција
• Исцрпљивање неуротрансмитера услед континуиране ексцитације неурона
• Стимулацијом изазвана промена у патолошкој активности неуронске мреже мозга

Мали генератор импулса (на батерије) чиповима контролиран служи као контролни елемент који се пласира испод коже мишића грудног коша или на горњем делу трбуха. Електроде се убацују кроз мале рупе на врху лобање у циљаном подручју базалних ганглија у левој и десној хемисфери мозга.

У лечењу пацијената са узнапредовалим знацима Паркинсонове болести, у субталамичном језгру или медијални глобус паллидус је циљано подручју, у случају битних тремора у таламусу вентралис и дистоније Глобус паллидус. Студија Универзитетске клинике у Келну и Бону о ефикасности методе у депресији испитује стимулацију Нуцлеус аццумбенс.

Операција

Неинвазивна дубока мождана стимулација (механизам)

Сваке године у око 30 клиника у Њемачкој угради се око 400 можданих стимулатора. Имплантација је реверзибилна.

За хроничну стимулацију мозга, пацијенту се уграђује стереотактички циљани уређај или две танке електроде, које су поткожним кабловима повезане с генератором импулса у грудима или горњем делу трбуха. Овај генератор импулса континуирано шаље електричне импулсе у циљано подручје у мозгу, који се - овисно о тренутној фреквенцији - могу деактивирати или стимулирати.

Операција се одвија у два корака. У првом се у стереотактичкој операцији буше мале рупе на лубањи пацијента кроз које се електроде убацују у мозак. Пацијент је обично потпуно при свијести. То је једини начин да се помоћу стимулација испитивања провјери ефикасност појединих електрода, а тиме и њихов тачан положај.

Првобитно су кориштена четири контакта са сваке стране мозга. Крајем 2010. године први пут је у Универзитетску болницу у Келну уграђен модел пејсмејкера са осам контаката са сваке стране мозга. Већи број електрода у мозгу требао би учинити уређај ефикаснијим и имати мање нуспојава на друге дијелове мозга.

Генератор импулса (мождани пејсмејкер) уграђује се или током овог поступка или у другој, краћој операцији наредног дана.

Функција система пејсмејкера

ДБС симулација субталамичког језгра

Пејсмејкер систем се у основи састоји од три компоненте, електрода , продужетка и неуростимулатора (пејсмејкера). Принцип рада можданог пејсмејкера представља даљи развој срчаног пејсмејкера.

• Електроде су танке, флексибилне жице израђене од титана са металним контактима на врху. Број контаката путем којих се импулси могу доставити у одговарајућа подручја мозга варирају овисно о произвођачу.

• Је проширење је танка, изолиране жице која се води под кожу од главе до контролног уређаја (неуростимулатора). Повезује електроде у глави са пејсмејкером (неуростимулатор).

• Је неуростимулатора укључује батерије и омогућава програмирање параметре стимулације. Велик је као 1,5 до 2 кутије шибица и обично се уграђује испод кључне кости или ребрастог лука, овисно о жељама пацијента. Ту се генеришу електрични импулси потребни за стимулацију.

• Уз помоћ уређаја за програмирање , поставке неуростимулатора могу се провјерити и прилагодити изван тијела. Након захвата, неким пацијентима се може дати мали ручни уређај за пацијента да га понесу кући. Ово може помоћи пацијентима да појединачно утјечу на терапију. Може нпр. Б. функционира контролирано и стимулација з. Б. бити укључен или искључен преко ноћи. У већини случајева, међутим, неуростимулатор ће остати трајно укључен.

Неколико недеља након операције, активира се генератор пулса у грудима пацијента у ординацији пацијентовог лекара

Откако је дубока стимулација мозга одобрена за есенцијални тремор 1995. године, било је много техничких иновација које промовира конкуренција неколико пружатеља услуга. Између осталог, мождани пејсмејкер систем сада је често компатибилан с претрагама магнетске резонанције.

Поступци након уградње
Неколико недеља након операције, генератор пулса у грудима се активира у ординацији пацијентовог лекара. Лекар може лако програмира генератор импулса изван шацијентовог тела помоћу посебног даљинског управљача. Количина стимулације прилагођена је тренутмом стању, тако да у пракси може проћи чак четири до шест месеци док се не пронађе оптимална поставка.

Стимулација може бити константна, 24 сата дневно, или лекар може саветовати пацијенту да искључи генератор пулса ноћу и поново укључите ујутру (у зависности од пацијентовог стања).

Стимулација се може укључити и искључити помоћу посебног даљинског управљача који пацијент носи са собом. У неким случајевима, лекар може програмирати генератор импулса тако да омогући пацијенту мала прилагођавања код куће.

Трајање батерије генератора зависи од употребе и поставки. Када је потребно заменити батерију, хирург ће заменити генератор током амбулантног захвата.

Нежељена дејства

Успешну операцију, међутим, могу пратити привремена или дуготрајна дизартрија или углавном привремено манично понашање с непримјерено повишеним расположењем, ненормалним повећањем погона, расипним понашањем материјала и озбиљним оштећењем личне продуктивности.  Проспективне контролиране и рандомизиране студије у посљедњих неколико година доказују трајну ефикасност терапијске методе у појединачном току болести - не само симптоми болести као што су дрхтање (тремор), ригидност (ригорозност) и недостатак вежбања (брадикинезија) ), али такође и видљиво холистички квалитет живота.

Неки од пацијената постану депресивни након дубоке стимулације мозга упркос побољшању моторичких поремећаја.

Студија је установила да су после шест месеци пацијенти који су подвргнути дубокој стимулацији мозга побољшали функције својих мишића за додатна четири и по сата у поређењу са онима који су имали уобичајени третман. Међутим истраживачи су ипак нашли већи ниво инфекција и других компликација код оних који су имали хирурушку интервенцију.

Ризици

Мождани удар је у око 1% случајева један од ризика након ДБС

Код пацијената који су правилно одабрани, ДБС је сигуран и ефикасан. Ризици и потенцијални нежељени ефекти постоје, али су углавном благи и реверзибилни. Ризици могу укључивати:

• ризик од крварења у мозгу, укључујући мождани удар у око 1% случајева.
• Инфекција
• Неисправност уређаја
• Изостанак користи за одређене симптоме
• Главобоља
• Погоршање менталног или емоционалног статуса

Током стимулације, нежељени ефекти могу укључивати и:

• Привремено трњење у лицу или удовима
• Осећај повлачења мишића
• Проблеми са говором или видом
• Губитак равнотеж

Етичка расправа

Будући да је тачан начин деловања ДБС у мозгу непознат и да је могуће утицати на расположење и понашање (депресија, опсесивно-компулзивни поремећај, манија), дубока стимулација мозга такођер је предмет етичких расправа. Наиме у начелу, не може се искључити да дубока стимулација мозга такође може побољшати перформансе људског мозга (познатио као неуро-побољшање). У том погледу примена ДБС више није ствар само терапије, већ и начина за побољшање сопственог мозга, нпр. због више конкурентских предности или предности у учењу.

У Националном етичком одбору одржана је расправа о неуроимплантатима у јануару 2006. године. У погледу самоодређења, сматра закључено је је да је дубока стимулација мозга корисна јер је реверзибилна и неуростимулатор се може искључити у било којем тренутку.

Према томе, иако је ДБС јединствена и обећавајућа метода за психијатријске пацијенте отпорне на лечење, за одабир пацијената и циљева морају се примиенити обавезни стандарди у терпији, уз строго поштовање етичких аспекта ДБС -а у неуропсихијатријским поремећајима.

Литература

• Сцхлäпфер, Т. Е.; Беwерницк, Б. Х. (2009). „Дееп браин стимулатион фор псyцхиатриц дисордерс — стате оф тхе арт”. Адванцес анд Тецхницал Стандардс ин Неуросургерy. 34. стр. 37—57. ИСБН 978-3-211-78740-3. ПМИД 19368080. дои:10.1007/978-3-211-78741-0_2. 
• Ралпх Ербацхер: Аналyсе дес Еинфлуссес дер Стимулатионсфреqуенз ауф ден церебрален Рухеблутфлусс беи Патиентен мит ессентиеллем Тремор унд тиефер Хирнстимулатион им ВИМ-Тхаламус. Еине Х2-15О-ПЕТ-Студие. Диссертатион. Тецхнисцхе Университäт Мüнцхен, 2003.
• Исабелла Мариа Хенриетте вон Фалкенхаyн: Унтерсуцхунген дес регионален зеребрален Блутфлуссес беи тиефер Хирнстимулатион зур Тхерапие дер Акинесе беи Морбус Паркинсон. Диссертатион. Тецхнисцхе Университäт Мüнцхен, 2000
• Елени-Иоанна Антхогалидис: Стандардисиертер Документатионсбоген фüр ендоскописцх стереотактисцхе Оператионен ин дер Неуроцхирургие. Гöрицх & Wеиерсхäусер, Марбург. 1998. ISBN 3-89703-224-4..
• Јосе M. Р. Делгадо: Гехирнсцхриттмацхер. Директинформатион дурцх Електроден. Уллстеин, Франкфурт ам Маин. 1971. ISBN 3-550-07024-1..
• Хелмут Дубиел: Тиеф им Хирн. Кунстманн Верлаг, Мüнцхен. 2006. ISBN 3-88897-451-8..
• Tass, Peter A.; Majtanik, Milan (2006). „Long-term anti-kindling effects of desynchronizing brain stimulation: A theoretical study”. Biological Cybernetics. 94 (1): 58—66. PMID 16284784. S2CID 15358. doi:10.1007/s00422-005-0028-6. 
• Tass, Peter A.; Klosterkötter, Joachim; Schneider, Frank; Lenartz, Doris; Koulousakis, Anastasios; Sturm, Volker (2003). „Obsessive-Compulsive Disorder: Development of Demand-Controlled Deep Brain Stimulation with Methods from Stochastic Phase Resetting”. Neuropsychopharmacology. 28: S27—S34. PMID 12827141. S2CID 13171397. doi:10.1038/sj.npp.1300144. 
• Hauptmann, C.; Popovych, O.; Tass, P. A. (2005). „Effectively desynchronizing deep brain stimulation based on a coordinated delayed feedback stimulation via several sites: A computational study”. Biological Cybernetics. 93 (6): 463—470. PMID 16240125. S2CID 178645. doi:10.1007/s00422-005-0020-1. 
• Deuschl, Günther; et al. (2006). „А Рандомизед Триал оф Дееп-Браин Стимулатион фор Паркинсон'с Дисеасе”. Неw Енгланд Јоурнал оф Медицине. 355 (9): 896—908. ПМИД 16943402. дои:10.1056/НЕЈМоа060281. 
• Кухн, Јенс; Грüндлер, Тхео О. Ј.; Ленартз, Дорис; Стурм, Волкер; Клостеркöттер, Јоацхим; Хуфф, Wолфганг (2010). „Дееп Браин Стимулатион фор Псyцхиатриц Дисордерс”. Деутсцхес Äрзтеблатт Интернатионал. 107 (7): 105—113. ПМЦ 2835924 . ПМИД 20221269. дои:10.3238/арзтебл.2010.0105. 
• Маттхиас Бецкер: Рисико Неуроимплантате: Гехирн-Оператионен ан wацхен Патиентен. Ин: Телеполис специал Менсцх+: Упграде-Револутион фüр Хомо сапиенс. Хеисе, 2012 (гекüрзте Фассунг ин Спиегел Онлине. 11. Мäрз 2012)

Спољашње везе

Медији везани за чланак Дубока стимулација мозга на Викимедијиној остави

• Први пут у Србији урађен захват дубоке мождане стимулације – електродом против Паркинсонове болести РТС 31.7.2021
• Тхе Перилс оф Дееп Браин Стимулатион фор Депрессион. Аутхор Даниелле Еган. Септембер 24, 2015.
• Треатмент центер фор Дееп Браин Стимулатион оф мовемент дисордерс, ОЦД, Тоуретте ор депрессион.
• Треатмент центер фор Дееп Браин Стимулатион фор ОЦД

Молимо Вас, обратите пажњу на важно упозорење у вези са темама из области медицине (здравља).