Имплантируемые нейростимуляторы

Основная статья:Нейростимуляторы

Как работают имплантируемые нейростимуляторы

В разговоре со Zdrav.Expert врач-нейрохирург Кузбасской областной детской клинической больницы имени Ю. А. Атаманова Эдуард Фрошкайзер в ноябре 2021 г рассказал, что имплантируемые нейростимуляторы могут помочь в тех случаях, когда консервативное лечение некоторых неврологических болезней заходит в тупик - эффекта от лечения либо нет совсем, либо есть, но в минимальной степени. Нейростимуляторы используются для глубокой стимуляции мозга (ГСМ).

Суть операции заключается в следующем: в глубокие отделы мозга вводятся электроды, к которым подключается имплантируемый нейростимулятор. С помощью электрических стимулов по заданной программе каждую миллисекунду проводится стимуляция поврежденных зон, отвечающих за движения.

Связанные с движением симптомы болезни Паркинсона и других неврологических заболеваний вызваны дезорганизацией электрических сигналов в областях мозга, которые контролируют движение. В случае успеха ГСМ прерывает нерегулярные сигналы, которые вызывают тремор и другие симптомы движения. После серии тестов, определяющих оптимальное место установки, нейрохирурги имплантируют один или несколько проводов, внутрь мозга. Провода соединены изолированным кабелем с очень маленьким нейростимулятором, имплантированным под ключицу, подобно кардиостимулятору. Непрерывные импульсы электрического тока от нейростимулятора проходят через провода и попадают в мозг. Спустя несколько недель после установки нейростимулятора врач программирует его на подачу электрического сигнала. Этот процесс программирования может занять более одного визита в течение нескольких недель или месяцев, чтобы убедиться, что ток правильно настроен и дает эффективные результаты на пациента. При настройке устройства врач стремится найти оптимальный баланс между улучшением контроля симптомов и ограничением побочных эффектов.

Врачи могут использовать стимуляцию для лечения двигательных расстройств или нейропсихиатрических заболеваний в том случае, когда медицинские препараты стали менее эффективными или их побочные эффекты мешают повседневной деятельности человека. По словам Фрошкайзера, эффективность операции достигает 97%, что является лучшим результатом среди всех методов лечения.

Минусы — раз в 3-7 лет менять стимулятор; «нежные» электроды могут ломаться-требуется их переустановка. Ну и главный минус - дороговизна. Не каждая больница может позволить себе такие установки, — рассказал он.

Связанные с движением симптомы болезни Паркинсона и других неврологических заболеваний вызваны дезорганизацией электрических сигналов в областях мозга, которые контролируют движение. В случае успеха ГСМ прерывает нерегулярные сигналы, которые вызывают тремор и другие симптомы движения.

Как проходит операция по имплантации

Операция по имплантации нейростимулятора проходит следующим образом:

• Имплантация проводника, человек снимает одежду, украшения или другие предметы, которые могут помешать процедуре.

• После сбривания небольшого количества волос за линией роста волос хирургическая бригада вводит местную анестезию в кожу головы для установки головной рамы.

• Каркас головы или ореол крепится к черепу винтами и остается на месте в течение всей процедуры, чтобы удерживать голову в правильном положении.

• Затем команда использует компьютерную или магнитно-резонансную томографию (МРТ), чтобы точно определить целевое место в мозге, куда будет введен проводник.

• После введения обезболивающих препаратов нейрохирург просверливает небольшое отверстие в черепе, чтобы вставить проводник.

• Команда записывает процесс продвижения провода через ткани мозга, чтобы убедиться в точности его размещения. Во время записи пациента могут попросить подвигать лицом, рукой или ногой в определенное время.

• После того, как проводник установлен, его подключают к внешнему нейростимулятору. Электрическая стимуляция, проводимая через проводник в течение короткого периода времени, помогает врачам определить, улучшаются ли симптомы или появляются побочные эффекты к примеру, мышечные сокращения или визуальные явления.

• К проводу присоединяется удлинительный провод, который помещается под кожу головы и соединяет провод с нейростимулятором.

• Отверстие в черепе закрывается пластиковой заглушкой и накладываются швы.

После операции по глубокой стимуляции мозга:

• В больнице. Как правило, срок пребывания в больнице после операции ГСМ составляет 24 часа, но он может быть и больше, в зависимости от того, как быстро пациент выздоравливает и готов отправиться домой. Врач навестит пациента, убедится, что он готов к отъезду, и даст инструкции по уходу на дому.

• Дома. Дома важно следить за чистотой и сухостью разрезов. Врач расскажет пациенту о том, как принимать ванну, пока заживает место операции. Если есть швы, они будут сняты во время последующего посещения кабинета. Клейкие полоски, если они имеются, следует держать сухими и, как правило, они отпадают в течение нескольких дней. Пациенту будет выдан магнит, который можно использовать для включения или выключения нейростимулятора в условиях, предписанных врачом.

Люди, перенесшие операцию ГСМ, должны:

• Всегда носить с собой удостоверение личности, в котором указано, что у них установлен нейростимулятор ГСМ. Кроме того, они могут носить медицинский идентификационный браслет с указанием этой информации.

• Люди с нейростимулятором должны сообщать об этом сотрудникам службы безопасности аэропорта перед прохождением через детекторы. Многие детекторы в аэропортах безопасны для кардиостимуляторов, но небольшое количество металла в нейростимуляторе может вызвать тревогу. Пациентам, отобранным для дополнительной проверки с помощью ручных детекторов, следует вежливо напомнить проверяющим, что не следует держать детектор над нейростимулятором дольше нескольких секунд, поскольку эти устройства содержат магниты, которые могут повлиять на работу или программирование нейростимулятора.

• Пациентам с проводниками и нейростимуляторами нельзя проводить некоторые процедуры магнитно-резонансной томографии (МРТ). Перед любым видом МРТ пациенты должны обязательно проконсультироваться с врачом, хотя при определенных обстоятельствах ГСМ может быть совместима с МРТ. Им следует избегать мест с большими магнитными полями, таких как электрогенераторы и автомобильные свалки, где используются большие магниты.

• Пациенты, перенесшие операцию ГСМ, должны избегать использования тепла в физиотерапии для лечения мышц.

• Им также следует избегать высоковольтного или радиолокационного оборудования, такого как радио- или телевизионные передатчики, электродуговые сварочные аппараты, провода высокого напряжения, радиолокационные установки или плавильные печи.

• Если пациенту предстоит хирургическое вмешательство, он должен заблаговременно сообщить своему хирургу о наличии у него нейростимулятора. Важно попросить совета о специальных мерах предосторожности до и во время операции, поскольку такое оборудование, как электрокаутеризатор, контролирующий кровотечение, может помешать работе нейростимулятора.

• При участии в физических, развлекательных или спортивных мероприятиях пациенты должны защищать область нейростимулятора от травм. Удар в грудь вблизи кардиостимулятора может повлиять на его работу и послужить поводом для обращения к врачу.

Программирование нейростимулятора

После установки проводников ГСМ и нейростимулятора пациент возвращается к врачу, чтобы запрограммировать нейростимулятор на оптимальную электрическую стимуляцию. Программирование обычно начинается через несколько недель после процедуры операции, хотя некоторые врачи активируют нейростимулятор до выписки пациента из больницы после операции. Программирование занимает время, и может потребоваться несколько посещений для настройки параметров нейростимулятора. В то же время врачи прорабатывают лекарства пациента и их дозировки, чтобы лекарства эффективно работали вместе с электростимуляцией для контроля симптомов.

Даже после настройки пациенту нужно будет периодически приходить на осмотры. Врач определяет частоту последующих визитов в зависимости от конкретной ситуации каждого пациента. Нейростимулятор работает от батареи, срок службы которой обычно составляет от трех до пяти лет. Когда батарея начинает изнашиваться, врачи могут заменить нейростимулятор в ходе амбулаторной процедуры. Существуют также перезаряжаемые нейростимуляторы, которые работают дольше, но требуют регулярной подзарядки.

Кому показаны и противопоказаны нейростимуляторы

Нейростимуляторы показаны к применению людям, имеющим следующие отклонения:

• Болезнь Паркинсона;
• Эссенциальный тремор;
• Дистония;
• Психиатрические заболевания.

• Подавление болевого синдрома - метод нейростимуляции на 2017 год считается наиболее эффективным способом подавления хронического болевого синдрома. Боль - это всего лишь сигнал, который передается по нервам от проблемного участка в мозг. Боль - это всего лишь информация для мозга о том, что в организме есть неисправность и ее надо устранить. Но эта "всего лишь информация" может сделать жизнь человека невыносимой, особенно если речь идет о хронической боли.

Нейростимуляторы по форме напоминают кардиостимуляторы: металлический корпус имплантируется под кожу, а электроды вводятся в головной или спинной мозг. Этот маленький прибор имплантируется под кожу в районе поясницы и через электроды посылает слабые электрические сигналы в спинной мозг. Эти сигналы перехватывают болевые импульсы и человек вместо боли ощущает приятное щекотание.Рынок IIoT в РФ: рост или тупик?

Спинальная нейростимуляция осуществляется с помощью небольшого прибора-генератора электрических импульсов, который имплантируется в область спинного мозга. Вся система внешне не видна, так как находится под кожей и не стесняет движений пациента. Перед постановкой постоянной нейростимулирующей системы обязательно проводится тестовая стимуляция, при которой врач и сам пациент могут убедиться в эффективности стимуляции с помощью наружного тестового электрода. Если на этом этапе достигнут положительный эффект, то имплантируется нейростимулятор.

Кто попадает в категории нежелательных кандидатов на глубокую стимуляцию мозга со следующими диагнозами:

• Трудности с равновесием, ходьбой или замирание;
• Основной симптом - затрудненная речь;
• Постоянная спутанность сознания и проблемы с памятью и мышлением;
• Психиатрическое состояние, такое как депрессия или тревога, которое не улучшилось или не стабилизировалось при другом лечении;
• Другое состояние, которое повышает риск осложнений операции.

Некоторые из этих факторов могут поддаваться лечению. Наличие одного или же нескольких симптомов вовсе не отменяет возможность проведения операции ГСМ, но врач может рекомендовать более агрессивную терапию, направленную на решение этих проблем до проведения операции.

Риски и побочные эффекты от использования нейростимуляторов

Хотя обычно считается, что глубокая стимуляция головного мозга при помощи нейростимуляторов связана с низким риском, любой тип хирургии чреват осложнениями. Кроме того, сама стимуляция мозга может вызывать побочные эффекты. Глубокая стимуляция мозга включает создание небольших отверстий в черепе для имплантации электродов в ткань мозга, а также выполнение операции по имплантации устройства, содержащего батареи, под кожей в груди. Осложнения операции могут включать:

• Неправильное размещение выводов;
• Кровотечение в мозгу;
• Инсульт;
• Инфекционное заболевание;
• Проблемы с дыханием;
• Тошнота;
• Проблемы с сердцем.
• Онемение или покалывание;
• Головная боль;
• Трудности с концентрацией внимания;
• Проблемы с речью;
• Проблемы с балансом;
• Легкомысленность;
• Проблемы со зрением, такие как двоение в глазах;
• Нежелательные изменения настроения, такие как гнев и депрессия.
• Временная боль и припухлость в месте имплантации.

Хроника развития технологии

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]

2017: Операции в ЦИТО им.Приорова

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.

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. Яковлев долгие годы жил в США, преподавал в Медицинском университете штата Висконсин. Он член Американского общества управления болью, Американского и Международного общества нейромодуляции (функциональной нейрохирургии), Американского спинального общества.

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].

2016: На Украине просят предусмотреть в бюджете средства для установки 19-ти пациентам систем нейростимуляции

В октябре 2016 года стало известно, что "люди на батарейках" – пациенты на Украине, страдающие орфанным заболеванием "торсионная дистония", просят предусмотреть в госбюджете страны на 2017 года выделение 9,1 млн грн для установки 19-ти пациентам систем нейростимуляции и замены батареек к этим системам. Подробнее здесь.

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.

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. Кроме того, он вживляется прямо в нужный раздел спинного мозга и устраняет необходимость тянуть электроды от поясницы (где обычно размещается стандартный нейростимулятор) через позвоночник.

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

2013: ЕС разрешила использование нейростимуляторов мозга Libra и Brio для лечения острой дистонии

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.

2006: ЕС разрешает использование имплантируемого нейростимулятора Eon

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. именно через спинной мозг проходят болевые сигналы от тела). Нейростимулятор генерирует слабые электрические импульсы, которые заглушают болевые сигналы. При этом человек вместо боли испытывает ощущение приятного массажа.

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.

Примечания