Нейростимуляция спинного мозга

2018: Мозговой имплантат направил автомобиль в толпу людей

В апреле 2018 года издание The Conversation выпустило статью, авторы которой задают вопрос, можно ли обвинить в преступлении человека, чьи незаконные действия совершены под действием нейростимулятора.

В 2018 году все чаще находит применение глубокая стимуляция головного мозга – процедура, при которой имплантат посылает электрические импульсы нейронам-мишеням для изменения их активности. Эти мозговые имплантаты предназначены для лечения нейронной дисфункции, однако могут оказывать нежелательное воздействие на восприятие и поведение человека.

Это не я, это мой мозговой имплантат. Водитель объяснил, почему он въехал в толпу людей

Журналисты рассказали историю, когда женщина въехала в автобусную остановку с большим количеством людей. В результате ДТП были раненные, а виновница заявила, что не видела остановку, когда получила электронный импульс от мозгового имплантата, предназначенного для лечения болезни Паркинсона. По словам автомобилистки, мозг получил сигнал к движению в сторону остановки из-за неисправности имплантата. Чем закончилась эта история, неизвестно.

Условия, при которых индивиды должны считаться юридически и морально ответственными за свои поступки, оговорены законодательством. Однако можно ли считать ответственным за свое поведение человека, который действует под влиянием мозгового имплантата? Что случится, если однажды водитель въедет в толпу людей на остановке, а позже заявит, что сделал это под влиянием импульса от неисправного устройства – кого считать ответственным в этой ситуации? От решения суда будет зависеть, понесет ли такой правонарушитель уголовную ответственность и должен будет пройти лечение.

Кроме того, возникают вопросы об ответственности производителей, исследователей и разработчиков таких технологий, а также о халатности медицинских специалистов, которые имплантируют и программируют устройство. Даже если ответственность несут несколько сторон, остается вопрос о том, как распределить эту ответственность. При этом не исключается возможность преступного вмешательства в работу имплантатов.

В публикации также рассказывается, что один из пациентов, получавших лечение по поводу тяжелого обсессивно-компульсивного расстройства, внезапно обнаружил, что любит музыку Джонни Кэша; при отключении имплантата пациент вернулся к своим обычным музыкальным предпочтениям. Другой пациент, которому глубокую стимуляцию головного мозга проводили для уточнения причины эпилептических припадков, заявлял, что его врачи превратились в поваров с фартуками. В обоих случаях глубокая стимуляция изменяла восприятие, что поднимает ряд вопросов для обсуждения.[1]

Основные технические принципы

УстройствоВ простейшем случае ССМ состоит из импульсного генератора с пультом управления, имплантируемых для стимуляции электродов и соединительных проводов, по которым сигнал от генератора поступает на электроды [7].

ГенераторГенератор имплантируется подкожно, он может быть снабжен батареей и функционирует как приемник радиочастот РЧ, управляемый из внешнего модуля. Тогда он называется имплантируемым импульсным генератором ИПГ, а его батарея заряжается бесконтактно. Поэтому для замены батарейки не требуются хирургические манипуляции.

Приемник радиочастот РЧ управляется внешним передатчиком, Передатчик, выдающий импульсы , содержит легко заменяемую батарею. Больному выдается пульт дистанционного управления для включения и выключения стимулятора. В зависимости от особенностей устройства и указаний хирурга могут меняться параметры стимуляции. Для этого у хирурга имеется программирующее устройство, изменяющее параметры стимуляции в широком диапазоне [7].

ЭлектродыЭлектроды выполнены в виде одной или нескольких рядов металлических пластин с общим выводом, который представляет собой либо перкутанный катетер, либо сужающуюся пластину в виде весла. Электроды могут быть как биполярными, так и мультиполярными.Перкутанные электроды желательно имплантировать под местной анестезией с минимальным использованием седативных препаратов.

Методика имплантацииОперация ССМ включает тщательное

  1. размещение электрода в эпидуральном пространстве;
  2. период проверки ( 5 – 7 дней);
    Если во время проверки обезболивание оказалось удовлетворительным,
  3. проводится позиционирование и закрепление электродов к интерспинальным связкам;
  4. Субкутанная имплантация генератора импульсовi;
  5. проведение и соединение проводов;
  6. Программирование системы под соответствующую модель;
  7. Необходимый послеоперационный уход [7].

Выбор уровня стимуляцииРепрезентативный уровень дермотома спинного мозга позвоночника гораздо выше уровня соответствующего позвонка. Например, типичным местом болей типа ишиаса является уровень дерматома L5/S1) с примерно T10 нервными корешками [7].

Операция ССМ

29 июня 2017 года в Центральном научно-исследовательском институте травматологии и ортопедии (ЦИТО) им. Н. Н. Приорова была проведена операция по имплантации спинального нейростимулятора на оборудовании Medtronic. Операции по имплантации нейростимулятора проводятся в ЦИТО с 2017 года. Стоимость операции в это время составляет около 1 млн.

300 тысяч рублей. Из них около миллиона составляет стоимость нейростимулятора и 300 тысяч — стоимость имплантации. Однако для граждан РФ это операции проводятся бесплатно в рамках квот на Высокотехнологичную медицинскую помощь (ВМП). ЦИТО в 2017 году выделено 50 квот на данные вид операций, не исключено, что их число будет увеличено. Потребность в таких операциях на порядок выше.

Нейростимуляция спинного мозга

Уникальность оборудования Medtronic состоит в том, что тестовый электрод можно не извлекая из спинного мозга подключить к постоянному нейростимулятору. Это позволяет сократить время операции и сделать более комфортным работу хирурга, а пациенты получают качественную высокотехнологическую помощь. Суть метода заключается в том, что нейростимулятор генерирует электрические импульсы, которые как бы подменяют сигналы о боли и таким образом фактически обманывают нервную систему. В результате вместо острой боли пациент испытывает легкое покалывание, дрожь или иные не болезненные симптомы.

Операцию провел врач высшей категории, профессор Александр Евгеньевич Яковлев. Он более 20 лет успешно лечит болевые синдромы, двигательные расстройства, острые нарушения мозгового кровообращения и их последствия, более 10 лет проводит операции по нейростимуляции: выполнил более 20 000 операций, из них более 3 000 по установке систем нейростимуляции и доставке препаратов.

Пациент — 49-летний мужчина. В 2009 году в результате неудачного падения с парашютом он получил травму позвоночника, ребер и бедра. С этого же времени он испытывал жгучие боли. Кроме того, он потерял способность передвигаться на ногах и пользовался креслом-каталкой. По мнению Александра Яковлева, нейростимуляция не только снимет болевой синдром, но и может вернуть пациенту способность ходить[2].

Предоперационная оценка и подготовка:

  • Предоперационную подготовку необходимо проводить амбулаторно перед поступлением в стационар
  • Пациент должен быть обследован на физическую возможность перенести операцию, анестезию и использование седативов.
  • Наиболее распространенным бактериями, которые могут инфицировать систему ССМ, являются Staphylococcus aureus. Пациентам необходимо провести скрининг на митицилин- резистентную Staphylococcus aureus (MRSA) перед имплантацией ССМ. Необходимо взять соскоб из носа, промежности и паха не позднее, чем за месяц до предполагаемой операции ССМ. Пациентам, являющимся носителями MRSA, необходимо провести терапию антибиотиками для ликвидации инфекции.
  • Планируемую локализацию генератора необходимо до операции согласовать с пациентом
  • Принимая во внимание высокую степень опасности инфицирования ССМ, за 30 мин до операции следует провести одноразовое интравенозное введение антибиотиков.

Оборудование операционной:

  • Стандартная операционная, снабженная оборудованием для обслуживания после анестезии
  • Операционная и хирургические материалы должны соответствовать условиям проведения имплантаций
  • Рентгенопроницаемый операционный стол
  • Переносный усилитель рентгеновских лучей

В отделении для послеанестезионного ухода и лечения:

  • ССМ программирование не следует начинать до того, как пациент полностью придет в сознание. Желательно начать программирование, когда пациент уже будет в палате, а острая послеоперационная боль прошла.
  • В послеоперационном периоде за пациентом необходимо тщательное неврологическое наблюдение из-за возможных осложнений типа сдавления спинного мозга, повреждение нервных корешков или спинного мозга, кровотечение и инфекция.

Уход после выписки из стационара:

  • Пациенту выдается брошюра с описанием того, как проводить обезболивающую терапию
  • Пациент должен еще раз пройти повторную консультацию о специалиста, который принимал участие в имплантации и программировании ССМ
  • Пациент нуждается в постоянном сопровождении в послеоперационном периоде во всех областях, начиная от содействия в управлении командами имплантатом. Физической и психологической реабилитации, медикаментозной коррекции и перепрограммировании системы ССМ.
  • В случае возникновения осложнений, как связанных с ССМ, так и с другими патологиями, необходимо незамедлительно связаться с вертебрологом и ненйрохирургом для проведения необходимого рентгенологического обследования и последующего лечения
  • ССМ представляет собой длительный процесс при лечении хронических заболеваний. Если у пациента отсутствует внутреннее зарядное устройство, ему необходимо повторно вводить ИПГ

Имплантация электродовССМ является эффективной, если болевой участок удается перекрыть парестезией. Выбор электрода определяется тем, какое его положение обеспечивает оптимальную парестезию болезненного отдела.Достаточно эффективны доступные мультиполярные электроды (до 16 электродов), стимулируемые общей системой.

Пациенту можно ввести два октода (по 8 электродов), размещенных параллельно или в двух различных вертикальных позициях, допускающих два или даже четыре различных билатеральных перекрытия [7].Электроды могут быть имплантированы перкутанно посредством эпидуральной иглы, а также хирургическим путем, проводя ламинэктомию и фиксируя электроды к твердой мозговой оболочке.

Имплантация генератораКак ИНГ, так и РЧ устройства обычно имплантируют либо в нижнюю часть живота, в нижний задний квадрант ягодицы. Решение о выборе ИПГ либо РЧ зависит от ряда обстоятельств. Если характер болей пациента требует применения множества электродов с высоким уровнем устанавливаемой энергии, пользуются устройством РЧ. Продолжительность действия ИПГ батарей 2 – 8 лет и зависит от потребляемого тока, однако в любом случае не превышает нескольких лет.

ПрограммированиеВ понятие программирования входит выбор конфигурации стимулирующих электродов, регулирование амплитуды, ширины электрического импульса и его частота. Амплитуда указывает на интенсивность стимуляции, и ее устанавливают в диапазоне 0 – 10 V в зависимости от типа используемого электрода, и типа нерва.

Более низкое напряжение выбирают в случае периферических нервов для электродов, выполненных в виде весла. В идеале парестезия должна ощущаться в диапазоне между 2 и 4 V. Диапазон пульсаций колеблется между 100 – 400. Частота волны пульса обычно находится в диапазоне 20 и 120 Hz.Это индивидуальный выбор. Часть пациентов выбирает низкие частоты [7].Программа стимуляции может быть изменена в процессе лечения или наблюдения пациента.

Отбор пациентовКритерии

  1. диагноз, подходящий для осуществления стимуляции
  2. неэффективность консервативной терапии
  3. отсутствуют серьезные проблемы психологического характера
  4. проверочные тесты операции свидетельствуют об исчезновении болей.

Во время испытательного периода на протяжении по крайней мере 5 – 7 дней необходимо также оценить психическое состояние больного, позволяющее судить об эффнктивности стимуляции. Эта часть протокола весьма существенна как из-за высокой стоимости аппаратуры, так и поскольку процедура носит инвазивный характер. Испытательный период можно считать удачным, если боли пацинта уменьшились более чем на 50% [4].

Меры предосторожностиВо время операции следует избегать использования однополярной коагуляции. Если она все-таки необходима, референтную пластину необходимо установить так, чтобы компоненты ССМ находились вне воздействия диатермии электрического поля.Существует взаимодействие системы МР и ССМ. Магнитное поле млжет привести к дислокации электродов и потерей лечебного эффекта и/или повреждению нерва.

Соприкосновение имплантируемых компонентов может вызвать дискомфорт. Повреждение тканей или дисфункцию устройства. Кроме того, электроды могут видоизменить качество изображения исследуемого места. Альтернативным методом исследования является КТ или миэлография. В случае, если МР необходимо, ССМ приходится извлечь.

Относительным противопоказанием к ССМ является наличие сердечного стимулятора. Если существует опасность несовместимости, кардиостимулятор следует перепрограммировать.Пациента следует предупредить о том, что в аэропортах и во время иных проверок на безопасность у него будет обнаружено наличие ССМ.Лечебные процедуры типа коротковолновой диатермии, микроволновой диатермии и ультразвуковой диатермии больным с ССМ опасны.

Показания для ССМССМ в США наиболее часто используют при синдроме оперированной спины (СОС) и при периферических ишемических болях в Европе.СОС рассматривают как синдром смешанных болей – невропатических и ноцецептивных, присутствуют постоянные и возвратные боли в шейном, грудном и, главным образом, в поясничном отделе позвоночника и/или отдающие в ногу после проведенной операции на спине.

Эффективность ССМ при СОС подтверждена множеством исследований, особенно в случае хронических односторонних радикулопатических болей по типу ишиаса, особенно в случае неэффективности предыдущего консервативного лечения. [ 8, 9, 10, 11, 12].Лечение с использованием ССМ показано при «неизлечимых» болях нижних конечностей [13].

Используя ССМ, путем модулирования функций симпатической нервной системы и благодаря росту норепинефрина, удается избавиться от «неизлечимых» стенокардических болей [14] и понизить вероятность стенокардических приступов.ССМ используется также для лечения больных с постоянными мигренями. В этом случае электроды имплантируются билатерально в субокципитальную область[15].

Осложнения при ССМССМ в мире производится нескольким тысячам пациентов в год.Осложнения при операциях ССМ в течение последних 7 лет, исходя из литературных данных [4], констатированы в 19,5% случаев. Наблюдалась инфекция с эпидуральным абсцессом, гематомы (субкутанные или эпидуральные). При использовании перкутанной имплантации более часто наблюдалась ликворея и цефалгия после люмбальной пункции.

Это является причиной для отказа от ССМ.. Было также несколько случаев ощущения дискомфорта в месте имплантации ИПГ, серома и непродолжительная параплегия. В качестве осложнений, вызванных непосредственно электродами, отмечена миграция электродов, попадание жидкости в соединения электродов, перелом электродов и их отсоединение, а также вращение генератора импульсов.[4].

2015: Нейростимуляторы начали использовать для лечения ожирения

Ожирение – это опасная болезнь, поэтому в запущенных случаях больному делают операцию по шунтированию желудка, чтобы он стал меньше и прекратил посылать в мозг сигналы “Хочу кушать”. Однако, если все дело только в сигналах, то зачем мучить желудок? Ведь с нервными сигналами врачи уже научились бороться с помощью нейростимуляторов.

Компания EnteroMedics уже получила американскую и европейскую сертификацию на использование своего нейростимулятора Maestro для лечения ожирения. Электроды нейростимулятора подсоединяются к стенке желудка и посылают импулься в блуждающий нерв, что позволяет блокировать сигналы от желудка к мозгу и приводит к угнетению аппетита.

Подобно как кардиостимулятор помогает больному сердцу ритмично сокращаться, электростимулятор мозга помогает больному мозгу ритмично совершать логические операции и управлять организмом. Это маленький имплантант, который через электрод посылает слабые электрические колебания в нужную область мозга. Электростимуляторы уже используются для лечения эпилепсии, депрессии, болезни Паркинсона.

Теперь Еврокомиссия дала добро компании St. Jude Medical на использование ее нейростимуляторов мозга Libra и Brio для лечения острой дистонии. Острая дистония – это синдром, характеризующийся непроизвольными движениями с формированием патологических поз. Имплантант стимулирует область мозга, ответственную за моторику и подавляет беспорядочные сигналы, генерируемые больным мозгом, которые вызывают мышечную дистонию.

В 2006 году американская компания St. Jude Medical получила добро еврокомиссии на использование имплантируемого нейростимулятора Eon для устранения хронической боли. Подобно кардиостимулятору, Eon (#2 на картинке) устанавливается под кожу в области поясницы, а его электроды вживляются в различные участки спинного мозга (т.к.

Eon программируется для каждого пациента в отдельности (т.к. профиль болевых импульсов может быть разным). Для перепрограммирования, снятия данных, включения/отключения и подзарядки нейростимулятора служит специальный пульт управления, который соединяется с имплантантом через кожу (без необходимости хирургического вмешательства).

Разумеется, это устройство устраняет не причину боли, а саму боль. Причину боли – нужно лечить отдельно.

2014: Нейростимулятор размером с занозу сертифицирован для устранения боли в спине

Обычный нейростимулятор – это коробочка размером с пудреницу. Он довольно маленький, но все же имплантировать его под кожу не очень-то хочется. Американская компания Stimwave Technologies создала (и уже получила сертификацию FDA) нейростимулятор Stimwave Freedom, который умещается на кончике пальца и абсолютно не чувствуется после имплантации.

Как и обычный нейростимулятор, Stimwave Freedom подсоединяется к нервным волокнам и подавляет сигналы боли, которые идут к мозгу[3].

Показания и противопоказания

Нейростимуляция спинного мозга

Стимуляцию нервов проводят для снятия болей при лечении патологий позвоночника

Трансвертебральная микрополяризация спинного мозга улучшает общее состояние и устраняет боль в период лечения следующих заболеваний спинного мозга и нервов:

  • синдрома неудачно прооперированного позвоночника: операция на спинной мозг может вызвать состояние, характеризующееся персистирующими или рецидивирующими радикулярными синдромами – болью, онемением, слабостью мышц и др.;
  • радикулита спинного отдела с болевым синдромом или без него;
  • диабетической невропатии;
  • постгерпетической невралгии;
  • поражения периферического нерва с развитием невропатического болевого синдрома;
  • рефрактерной стенокардии;
  • болезни Рейно, облитерирующего эндартериита – сосудистых заболеваний нижних и верхних конечностей;
  • стеноза позвоночного канала.

Трансвертебральный нейростимулятор встраивают после травмы спинного мозга или позвоночника (сильного ушиба и др.). Также метод эффективен в лечении спастической боли при нарушении работы органов таза, последствий инфаркта нейрогенного характера. Нейротехнологию используют после операции по удалению опухоли на спине (в спинном мозге, ином отделе).

Несмотря на эффективность способа, делать нейромодуляцию запрещено при наличии следующих противопоказаний:

  • развитие тяжелого соматического заболевания;
  • инкурабельная лекарственная зависимость;
  • развитие психического заболевания, наличие суицидальных попыток в анамнезе;
  • снижение интеллектуальных способностей у больного, задержка психического развития (ЗПР), например, при ДЦП, что выступает препятствием к применению системы электростимулирования;
  • наличие активной инфекции в области, где планируется операция и работа электростимулятора.

Механизм работы

Нейростимуляция спинного мозга

Пораженный участок плохо проводит нервные импульсы — аппарат доносит их до центров головного мозга

С болевыми ощущениями сталкивался каждый человек хоть раз в жизни. Нередко они локализуются в зоне спины. Если не лечить провоцирующее заболевание, симптом приобретает хроническое течение, сказываясь на психологическом, эмоциональном и физическом состоянии.

Не все спешат обращаться к врачу при наличии постоянных болей, боясь, что полноценное лечение не поможет избавиться от дискомфорта. Для снижения интенсивности боли в современной медицине имеется множество способов, например, медикаментозные с использованием сильных анальгетиков. Некоторые психические и нервные заболевания лечат методом вербальной терапии – электростимуляцией.

Как работает имплантация временных электродов для нейростимуляции спинного мозга, до сегодняшнего дня выяснено не до конца. Установлено, что при невропатических болях стимулирование спинного мозга способствует локальным нейрохимическим изменениям в отростках, что вызывает подавление гиперэксцибильности нейронов.

Соответствующими исследованиями доказана возможность высвобождения серотонина при стимуляции и подавление активности раздражающих аминокислот – аспартата и глютамина. При ишемической боли в ногах и руках анальгетический эффект обусловлен восстановлением нормального процесса обеспечения клеток кислородом. В результате снижается тонус сосудов, расширяется их просвет, устраняется спазм.

Нейропатический стимулятор оснащен следующей системой:

  • импульсным генератором;
  • пультом управления;
  • электродами;
  • соединительными проводами.
Нейростимуляция спинного мозга

Устройство вводят под местным наркозом через небольшой разрез

Генератор имплантируют чрескожно. Механизм действия имеет сходства с приемником радиочастот, который управляется из внешнего модуля. Это имплантируемый импульсный генератор, зарядка которого происходит с помощью батареи бесконтактно. Не требуется хирургическое вмешательство для замены батарейки.

Пульт предназначен для управления приемником радиочастот (включения и выключения). В нем присутствует легко заменяемая батарея.

Электроды – металлические пластины с общим выводом (катетером или сужающейся пластиной в форме весла). Микрополяризация может осуществляться с помощью биполярных и мультиполярных электродов.

Перкутанные электроды (с выходом в виде катетера) имплантируют под местной анестезией, используя седативные препараты в минимальном объеме. Это способствует оптимизации процесса внедрения стимулятора и снижению риска нейротравмы.

Разновидности электростимуляции

Восстановление организма пациента в период реабилитации методом электростимуляции проводят несколькими способами:

  • функциональной электростимуляцией;
  • эпидуральной стимуляцией;
  • интраспинальной микростимуляцией.

Механизм действия функциональной электростимуляции связан с использованием курсов влияния электрическими токами, что позволяет вызвать мышечные сокращения и движения, необходимые для выполнения конкретных задач. Активизация мышц происходит вследствие стимуляции двигательных точек.

Функциональная электростимуляция – наиболее распространенный метод лечения последствий позвоночно-спинномозговой травмы. Чаще используют накожный способ расположения электродов, в связи с чем стимуляцию называю неинвазивной.

Нейростимуляция спинного мозга

Более сложное оборудование способно научить парализованного ниже поясницы человека ходить и стоять

Если наблюдается нижняя параплегия (паралич обеих ног), требуется использование многоканальных устройств, предназначенных для восстановления шаговых движений и тренировки стояния. Накожные электроды стимулируют малоберцовый нерв, четырехглавую мышцу бедра, ягодичные мышцы.

Микрокомпьютер обеспечивает отхождение стимулирующих импульсов в данные отделы, что создает условия для выполнения разгибания ног, удержания в одном положении, сгибания и разгибания голеностопных суставов при инициации ходьбы.

Методика эпидуральной электростимуляции спинного мозга заключается в воздействии на корешки специальными электродами. Генератор имплантируют чрескожно в нижний брюшной отдел или ягодицы. Управление происходит с помощью пульта.

Если сравнивать эпидуральный метод с функциональным, последний предполагает временное применение, то есть курсами, а первый – долговременное использование. Действие эпидуральной стимуляции направлено на снижение спастичности, появление двигательных реакций в конечностях.

Интраспинальная микростимуляция обеспечивается за счет встраивания микроэлектродов в спинной мозг. Клинические случаи инвазивной стимуляции у людей на сегодняшний день не зарегистрированы. Метод применяем пока только на животных.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Справочник по болезням
Adblock detector