Хроническая глубокая стимуляция мозга (ХГСМ) при двигательных расстройствах
Хроническая глубокая стимуляция мозга (ХГСМ) стала методом выбора в хирургии двигательных расстройств, заняв место таких процедур, как таламотомия и паллидотомия, которые широко используются для лечения пациентов с болезнью Паркинсона (БП), тремором или дистонией. По сравнению с абляционной хирургией, ХГСМ предлагает неповреждающую модуляцию базальных ганглиев; ее последствия являются принципиально обратимыми кроме того, ее можно адаптировать в зависимости от течения заболевания и индивидуальных потребностей пациента.
Основное преимущество, однако, в том, что двусторонняя операция может быть выполнена в один оперативный прием без повышенного риска побочных эффектов. Возрождается интерес к хирургическому лечению БП, а также интерес к функциональной стереотаксической хирургии для других двигательных расстройств, таких как дистония. В крупных рандомизированных исследованиях ХГСМ было показано, что она обеспечивает существенную выгоду при БП и треморе, а также при дистонии.
Механизмы хронической глубокой стимуляции мозга (ХГСМ) являются предметом интенсивных исследований, и они все еще полностью не изучены. Судя по данным анализа записей микроэлектродов и локальных потенциалов от базальных ганглиев. Хроническая глубокая стимуляция мозга (ХГСМ), вероятно, инактивирует патологические импульсы от базальных ганглиев.
В будущем хроническая глубокая стимуляция мозга (ХГСМ) может быть использована в сочетании с другими новыми методами лечения, технологиями, и перспективными направлениями, такими как вирусные векторы, генная терапия, терапия стволовыми клетками и введение нейротрофических факторов.
В настоящее время хроническая глубокая стимуляция мозга (ХГСМ) утвердилась в качестве мощной нейрохирургической процедуры для лечения различных двигательных расстройств. Помимо основных показаний для ХГСМ, улучшение было также доказано для таких редких заболеваний как гемихорея/гемибаллизм, синдрома Мейгса и нейродегенерации, связанной с пантотенаткиназой (PKAN). Этот раздел дает краткий обзор принципов хирургии ХГСМ и основных показаний и клинических результатов ХГСМ для двигательных расстройств.
1. Анатомия и цели. Общие цели при БП, треморе и дистонии показаны на рисунке и таблице ниже.
Другие цели — педункулопонтинные ядра и интраламинарные ядра таламуса. Самой выгодной мишенью для лечения тремора является вентроинтермедиальное ядро таламуса или задние вентролатеральные ядра. Дорсолатеральная часть субталамического ядра и заднебоковые сегменты бледного шара являются общими анатомическими целями ХГСМ при лечении болезни Паркинсона (БП). Заднебоковые сегменты бледного шара были установлены также в качестве целевого выбора при тяжелой дистонии. Для лечения вторичной дистонии при ХГСМ было предложено воздействие на таламус.
Общие анатомические цели для глубокой стимуляции мозга.
Анатомические цели для глубокой стимуляции мозга при лечении двигательных расстройств.
2. Оборудование. Система ХГСМ состоит из трех основных компонентов:
1. Имплантируемый генератор импульсов (ИГИ).
2. Удлинительный кабель подключения электродов и ХГСМ ИГИ.
3. Четырехполюсные (четыре контакта) ХГСМ-электроды (две модели с различными зазорами между контактами: 3387, 1,5-мм интервалы и 3389 0,5-мм интревалы; Medtronic)
На протяжении многих лет два разных ИГИ были доступны для ХГСМ: одноканальные системы (например, Soletra, Medtronic) или двухканальные системы (например, Kinetra, Medtronic,).
С 2009 г. в комплект входят также перезаряжаемые аккумуляторные батареи ИГИ. Два электрода могут быть подключены к двухканальному ИГИ. Устройство для внешнего программирования используется для изменения регулируемых переменных, в том числе выбора стимулирующих контактов, длительности импульса, амплитуды и частоты. ИГИ можно выключить или изменить его параметры в заданных пределах с помощью ручного программатора.
3. Оперативная техника. Стереотаксическая хирургия позволяет достичь определенной целевой области в любой точке мозга с трехмерной точностью наведения системы координат. Стереотаксическая система состоит из прямоугольной или круглой рамы, которая крепится к голове пациента с помощью штифтов под местной анестезией. Каждое место в мозге может быть определено в прямоугольной системе координат (X/Y/Z) или в полярной системе координат относительно рамки. Для расчета целевых координат, выполняют стереотаксическое КТ и/или стереотаксическое МРТ сканирование.
Цель может быть идентифицирована прямой визуализацией при помощи МРТ или «косвенно» с учетом ее пространственного расположения относительно границ третьего желудочка. Линия передней комиссуры-задней спайки (АС-РС линия) имеет разную длину у каждого пациента (24-28 мм), и среднекомиссуральная точка выступает центром ориентации в базальных ядрах. На основе стереотаксического атласа (например, атлас Schaltenbrand-Wahren), координаты АС-РС могут быть преобразованы для получения соответствующих координат рамки. Наклон АС-РС линии по отношению к стереотаксической раме может возникать во всех трех плоскостях. Такие отклонения должны быть исправлены при помощи специальных алгоритмов выравнивания. Обычно координаты цели следующие:
- Вентроинтермедиальное ядро таламуса: 11-15 мм сбоку и 0 мм ниже интеркомиссуральной линии, и 4 мм для задней среднекомиссуральной точки.
- Субталамическое ядро: 12 мм сбоку и 4 мм ниже интеркомиссуральной линии, 3-4 мм позади среднекомиссуральной точки.
- Бледный шар: 20-22 мм сбоку и 4 мм ниже интеркомиссуральной линии, 2-3 мм до передней среднекомиссуральной точки.
Как правило, операция проводится под местной анестезией, чтобы пользоваться контактом с пациентом, в частности, для тестирования порогов эффективности подавления симптомов и побочных эффектов от макростимуляции. При тяжелой дистонии или у детей оперируют под общим наркозом. Для дальнейшего уточнения цели используются несколько нейрофизиологических методов. Самым простым является запись с микроэлектрода. После имплантации электродов ХГСМ макростимуляция осуществляется через различные контакты.
Для тестирования клинической эффективности или для записи местных потенциалов электрод может располагаться снаружи. При второй процедуре он подключается через удлинитель к ИГИ, размещаемому подкожно в подключичной области под общей анестезией. Риск операции сравнительно невелик. В недавнем исследовании (n=319) зафиксированы серьезные осложнения, включая судороги у четырех пациентов (1,2%), внутримозговые кровоизлияния у двух пациентов (0,6%), внутрижелудочковое кровоизлияние у двух пациентов (0,6%) и субдуральную гематому у одного пациента (0,3%).
4. Неполадки оборудования. Технические проблемы, связанные с оборудованием, могут включать дислокацию электродов из-за недостаточной фиксации на фрезевом отверстии, кабельные разъединения (кабель-удлинитель) и инфекции системы (кабеля или ИГИ). Общий уровень инфекции описывается в диапазоне от 2 до 10%. В серии из 119 пациентов в 15% случаев было 23 аппаратных осложнения, которые включали восемь поломок электродов, четыре миграции электрода, две миграции стимулятора, три эрозии, две эрозии и инфекции, два случая инфекции и два случая неисправности ИГИ. Большинство из этих осложнений произошло в первые четыре года после операции. В случае инфекции в первую очередь следует назначать антибиотики; если это не удается, всю систему иногда приходится удалять.
Полный разряд батареи в ИГИ требует дополнительной операции. Время до разряда батареи отличается в зависимости от выбранных параметров стимуляции (амплитуды, длительности импульса и выбора контактов). Необходимость смены ИГИ батареи чаще у пациентов с дистонией (1-3 года) в связи с более высокой энергией стимуляции, чем при болезни Паркинсона (БП) или у пациентов с тремором (3-6 лет).
в) Отбор пациентов для глубокой стимуляции мозга. Для рассмотрения возможности ХГСМ необходимо соответствующее диагностическое исследование и медикаментозное лечение. Заметьте, что ХГСМ является комплесным подходом, включающим междисциплинарный отбор и наблюдение за пациентами. Противопоказаниями являются слабоумие, психопатологические изменения и тяжелая депрессия. Кроме того, ограничивающим фактором может быть преклонный возраст.
1. Хроническая глубокая стимуляция мозга при треморе. Тремор определяется как непроизвольные ритмические колебания одной или нескольких частей тела. Типы тремора классифицируются по режиму активации (отдых, действия или кинестезии), частоте, наследственности и сопутствующей симптоматике, которая может прояснить этиологию тремора (симптомы других нарушений движения, полинейропатии и др.). Распространенность тремора составляет до 400/100000 в нормальной популяции и до 4,8% у пациентов старше 65 лет.
Тремор может быть не просто помехой, но привести к инвалидности и к серьезным социальным осложнениям. Консервативное лечение тремора включает в себя применение пропранолола, примидона или топирамата. Медикаментозная терапия первой линии для лечения тремора при болезни Паркинсона во многих случаях не дает существенного улучшения. Фармакологическая терапия, с другой стороны, часто неэффективна при треморе. Это должно быть учтено, однако атаксия, сопровождающаяся тремором, плохо контролируется ГСМ. Было отмечено, что у пациентов с БП дополнительные симптомы, такие как постуральная нестабильность, акинезия или ригидность, которые могут возникнуть при развитии болезни, не зависят от ГСМ таламуса.
Таким образом, вряд ли таламус является целью при ХГСМ у молодого пациента с тремором. ГСМ субталамического ядра подавляет тремор в одинаковой степени при БП. ГСМ таламуса можно использовать, но вероятно, только у пожилых пациентов с БП, страдающих моносимптомным тремором в течение многих лет.
2. Хроническая глубокая стимуляция мозга при болезни Паркинсона (БП). БП—результат дегенерации нескольких конкретных областей, и, в частности, дисфункции нигростриарных путей в связи с потерей дофаминергических нейронов в черной субстанции. Основные двигательные симптомы — акинезия, ригидность, тремор и постуральная неустойчивость — сопровождаются сенсорным, вегетативным, психологическим и когнитивным дефицитом. Распространенность среди населения в возрасте старше 55 лет была оценена как 1,5-2,0%. ХГСМ—вариант лечения для пациентов с болезнью Паркинсона.
Лучший кандидат для хирургического лечения — пациент, хорошо реагирующий на дофаминергическую терапию, но имеющий двигательные осложнения, которые развиваются через 5-7 лет дофаминергической терапии. Снижается выраженность тяжелых флюктуаций и дискинезии, также улучшаются основные двигательные симптомы БП (тремор, ригидность, акинезия, и постуральная неустойчивость).
После стимуляции доза дофаминергических препаратов может быть уменьшена. Депрессия или тревожность могут также зависеть от ХГСМ. Должны быть учтены возраст пациента и стадия заболевания. В целом возраст не должен превышать 70 лет, а стадия заболевания не должна быть терминальной. Степень послеоперационного улучшения может быть предсказана предоперационным ответом на прием леводопы, что имеет первостепенное значение для выявления пациентов с другими паркинсонизмами, такими как множественная системная атрофия, прогрессивный супрануклеарный паралич и кортикобазальноядерная дегенерация.
В этих случаях результаты от ХГСМ обычно отсутствуют. У пациентов с моносимптомным тремором при БП ХГСМ таламуса может быть альтернативой в пожилом возрасте, так как в меньшей степени вызывает психосоциальные или когнитивные проблемы.
3. Хроническая глубокая стимуляция мозга при дистонии. Дистония характеризуется устойчивым сокращением мышц, часто вызывая скручивание и повторяющиеся движения или ненормальные позы. Дистонию можно классифицировать по трем различным направлениям: возраст начала заболевания, анатомическое распределение (очаговая, сегментарная, общая, гемидистония) и этиологии (первичная или вторичная). Спастическая кривошея или цервикальная дистония (ЦД) является наиболее распространенной формой координационной дистонии. ЦД встречается у 0,39% жителей США.
Фокусная дистония может успешно лечиться инъекциями ботулинического токсина. При гемидистонии, сегментарной или общей дистонии, часто необходим хирургический подход в связи с распространенным вовлечением нескольких групп мышц. В то же время пациенты с первичной (генетической или спорадической) генерализованной и сегментарной дистонией и пациенты со сложными ЦД считаются лучшими кандидатами для паллидумальной ХГСМ. В целом, пациенты с первичными дистониями, по всей видимости, хорошо реагируют на лечение, а пациенты с вторичными дистониями отвечают на лечение хуже.
Оборудование для глубокой стимуляции мозга. Четырехполюсные электроды и имплантированный генератор импульсов (ИГИ) соединены кабелями.
Программер для включения, выключения либо смены частоты ИГИ.
Стереотаксическая рамка (рама Riechert-Mundiger), установленная на голове пациента и полученные стереотаксические изображения (верхний ряд).
Идентификация передней и задней комиссур на КТ с одновременным улучшением визуализации в аксиальной, сагиттальной и коронарной проекциях (нижний ряд).
Возможен наклон линии АС-3С относительно стереотаксической рамки во всех трех плоскостях.
Эти отклонения должны быть скорректированы с использованием специальных измерительных алгоритмов.
