Нейростимуляция спинного мозга – методика лечения хронического болевого синдрома, вызванного различными заболеваниями. Электрические пульсирующие сигналы издаются из специальных электродов, которые имплантируют в эпидуральный отдел, и генератора, введенного чрескожно в нижнюю брюшную область или ягодицы.
Показания и противопоказания
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.
Если делать такое хирургическое вмешательство вопреки противопоказаниям, можно вызвать негативные последствия, среди которых инфицирование спинного мозга, неэффективность вмешательства: отсутствие стимуляции или ее прерывистость, изменение области боли после операции и др.
Механизм работы
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.
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.
Весловидные электроды встраиваются в области спинного мозга через хирургический разрез с последующей ламинотомией или ламинэктомией. Используется общий наркоз во время операции.
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.
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.
Доверить хирургическое вмешательство по встраиванию электростимулятора спинного мозга нужно квалифицированному врачу, который владеет соответствующими навыками. От этого зависит исход операции и риск негативных последствий.
РЦРЗ (Республиканский центр развития здравоохранения МЗ РК)
Версия: Клинические протоколы МЗ РК — 2014
Общая информация
Нейростимуляция спинного мозга является инновационной и доказанной методикой (впервые предложенной в 1967 году), которая позволяет получить обезболивающий эффект, улучшить качество жизни, уменьшить прием анальгетиков у пациентов с невропатической болью и улучшить функцию мочеиспускания. Эффект достигается при помощи электрических импульсов, которые доставляются электродами, имплантированными в эпидуральное пространство (рисунок 1) [5] [6] [7] [10] [16].
Рисунок 1 Типы электродов
I. ВВОДНАЯ ЧАСТЬ
Классификация
Диагностика
II. МЕТОДЫ, ПОДХОДЫ И ПРОЦЕДУРЫ ДИАГНОСТИКИ И ЛЕЧЕНИЯ
Перечень основных и дополнительных диагностических мероприятий
Основные диагностические мероприятия:
Получить консультацию по медтуризму
Лечение
• интеллектуальная ограниченность пациента, препятствующая использованию системы для нейростимуляции.
Требования к расходным материалам
Система нейростимуляции спинного мозга, состоящая из двух наборов:
Набор для пациента:
• карта с программным обеспечением.
Таблица 1 Схема АП
Операции, включающие установку искусственных материалов: остеосинтез, катетеры, электроды
Если операция длится более 3 часов повторно через 6 и 12 часов от первой дозы, в аналогичных дозах
Выбор электродов, их количество, расположение вдоль оси позвоночника и по отношению к поперечному сечению спинного мозга зависит от локализации и распространенности болевого синдрома.
Рисунок 2 Имплантация цилиндрического электрода
Имплантация плоского электрода
При имплантации плоских электродов операция проходит под общим обезболиванием. В области планируемой имплантации проводится микроламинэктомия.
Электроды укладываются над твердой мозговой оболочкой и фиксируются с помощью якорей.
Тестовая интраоперационная электростимуляция обычно не производится.
Имплантация сакрального электрода
Показания для имплантации сакрального электрода:
Рисунок 3 Имплантация сакрального электрода.
Рисунок 4 Положение сакрального электрода.
Применяются два вида стимуляции: тестовая и постоянная.
• параметров стимуляции (амплитуды, частоты, ширины импульсов, полярности, комбинации контактов).
Постоянная стимуляция показана в случаях, когда при проведении тестовой стимуляции достигнуто заметное уменьшение выраженности болевого синдрома (обычно на 50% и более от исходного уровня).
Электроды с помощью тунелизаторов проводятся через мягкие ткани в область подкожного кармана (правой/левой ягодичной области или левом подреберье с учетом пожелания пациента), сформированного для генератора импульсов.
Проводится соединение электродов с генератором импульсов.
3 этап Ушивание операционной раны
Проводится послойное ушивание операционной раны.
Возможные осложнения при проведении имплантации электрода спинального нейростимулятора
• серома в месте имплантации нейростимулятора.
• короткое замыкание, обрыв электрода/удлиннителя или слабое соединение в цепи.
• обеспечение качественной фиксации узлов системы стимуляции интраоперационно.
| Ванкомицин (Vancomycin) |
| Повидон — йод (Povidone — iodine) |
| Цефазолин (Cefazolin) |
Информация
Указание на отсутствие конфликта интересов: отсутствует.
Указание условий пересмотра протокола: Пересмотр протокола производится не реже, чем 1 раз в 3 года, либо или при появлении новых доказанных данных по методам диагностики и лечения.
Электрическая стимуляция спинного мозга вернула парализованным способность ходить. С этого года такие же операции будут проводить в России.
Не хуже швейцарских часов
Несколько лет в инвалидном кресле из-за травмы спинного мозга провели трое мужчин, прежде чем стать добровольцами в эксперименте доктора Грегуара Куртина. Этот швейцарский невролог задался целью вернуть подвижность их парализованным ногам с помощью электричества.
В госпитале Университета Лозанны нейрохирург Джоселин Блох имплантировала в позвоночник каждого по электрическому стимулятору. Стимулятор работает от пульта, включается врачом или самим пациентом и посылает импульсы к определенным группам мышц в ногах. При этом добровольцы параллельно проходили обычный курс реабилитации, состоящий из массажа и специальных упражнений.
Результаты превзошли все ожидания реабилитологов: через неделю парализованные пациенты смогли ходить с механической поддержкой, а еще через пять месяцев двое из них сумели сделать несколько шагов, даже не включая нейростимулятор,— поврежденные нейронные связи начали восстанавливаться. Само собой, тут же во весь рост встал вопрос о степени уникальности эксперимента. Попросту говоря, получат ли другие обездвиженные шанс вновь ходить на своих ногах?
Животным с частично пересеченным спинным мозгом точно так же вживляли в позвоночник электроды — оснащенная электростимулятором крыса при поддержке начинала резво передвигаться на задних лапах. Правда, в лабораторных условиях проводить такие опыты проще, ведь в реальности не бывает двух абсолютно идентичных травм позвоночника, каждый случай уникален, и к каждому пациенту приходится искать особый подход. Тем не менее метод сработал и на людях. Ученые объясняют результативность своих усилий высокой точностью установки и прицельным воздействием имплантатов.
— Мы стремились к тому, чтобы нейростимуляция была такой же точной, как швейцарские часы,— говорит нейрохирург Джоселин Блох.— Особые конфигурации электродов, установленных нами, активируют специфические области спинного мозга, имитируя команды мозга, которые запускают ходьбу.
А руководитель исследования Грегуар Куртин объясняет, почему он уже в первую неделю после установки имплантатов понял, что ступил на правильный путь.
— За годы испытаний этого метода на животных мы добились глубокого понимания того, как происходит активация спинного мозга естественным образом,— объясняет он.— Мы поняли, что решающую роль в способности пациента двигаться играет точное время и место электростимуляции. Именно это вызывает рост новых нервных связей.
По нужному адресу
Предшественники Куртина и Блох использовали непрерывную электростимуляцию. Но она не давала стойкого результата: как только ее отключали, пациенты возвращались к обездвиженному состоянию. Принцип действия новой нейротехнологии пока до конца непонятен, да и выборка пациентов пока что мала, однако первые успехи вдохновили швейцарцев на новые опыты. Теперь они хотят испытать действие электростимулятора на раннем этапе после травмы, когда нервно-мышечная система еще не атрофировалась после хронического паралича, и потенциал для выздоровления больший.
— По сути, мы создаем нейротехнологию следующего поколения,— говорит невролог Куртин.— Наша цель — разработать лечение, доступное в клиниках по всему миру.
Российские реабилитологи пока не могут оценить преимущества использования нейростимуляторов при работе с парализованными и комментируют достижения Грегуара Куртина с долей профессионального скепсиса.
— Мы сможем обсуждать применение этой технологии, когда она покажет статистически значимый результат, будет детально изучена и обоснована,— говорит заведующий отделением реабилитации Междисциплинарного центра реабилитации Василий Купрейчик.— Пока то, что делает доктор Куртин, требует осмысливания.
Впрочем, их коллеги нейрохирурги более оптимистичны. Дело в том, что спинальные электростимуляторы в мире используются довольно давно: в США сегодня живут около 250 тысяч человек с имплантированными системами электростимуляции. В России нейростимуляцией на научном уровне занимаются 30 медицинских учреждений. До недавнего времени за год в нашей стране устанавливалось 800 спинальных электростимуляторов, сейчас эта цифра выросла до 1200 — такова сейчас квота государства на бесплатные операции. Но до сих пор эту технологию использовали не для лечения парализованных. Она помогала решить другие задачи, прежде всего проблему хронических болей, а также симптоматическое лечение сложных генетических заболеваний, связанных с потерей подвижности. Швейцарские неврологи сделали ставку на факторы, которые прежде считались побочными эффектами в борьбе с другими болезнями. Теперь ученым остается только подтвердить свою разработку в более масштабных исследованиях.
Лечение электрической рыбой
Первым нейростимуляцию использовал, как ни странно, еще Гиппократ. Он описывал метод лечения невралгии тройничного нерва с помощью прикладывания электрического ската к больной половине лица. Вряд ли Гиппократ понимал механизм действия своей терапии, но он видел, что удар электричества способен переключить боль.
Алексей Кащеев в год делает 400–450 операций на спинном мозге, позвоночнике и периферических нервах. Из них 20 — по установке нейростимуляторов. Сам имплантат стоит около 1,5 млн рублей, и большая часть этой суммы приходится на стоимость генератора тока, который отдельно устанавливается под кожу и соединяется со стимулятором тонким проводом. Врачи не могут гарантировать, что нейростимуляция сработает для каждого пациента, поэтому проводят недельный тестовый период: провод от стимулятора выводят наружу и соединяют с источником тока, которым управляет пациент. Если выясняется, что электростимуляция помогает, под местным наркозом проводят вторую операцию — вживляют маленькую заряжающуюся батарею. Пациент получает пульт управления, которым можно включать и выключать устройство, или убавлять силу тока, если, например, стимуляция усилилась, из-за того что электрод слишком крепко прижался к спинному мозгу, когда человек лег на спину.
— Нейромодуляция — одно из самых перспективных направлений в нейрохирургии,— утверждает Алексей Кащеев из Научного центра неврологии.— Я не удивлюсь, если она заменит очень многие способы лечения, потому что она избавляет человека непосредственно от того, что его беспокоит, и при этом лишена серьезных рисков или побочных эффектов. Метод может не сработать, или у человека может сместиться электрод и нарушится зона стимуляции — вот и все риски. Их не сравнить с возможностью большой кровопотери, с нарушением каких-то функций или с формированием хронической боли, которая возникает при повреждении нерва.
Жизнь в пять раз лучше
Как мы уже говорили, точный механизм действия нейростимуляции до сих пор не раскрыт, и потому метод постоянно преподносит ученым сюрпризы. Например, выяснилось, что этим способом можно спасать конечности у больных с критической ишемией — когда нога гибнет из-за сахарного диабета или из-за непоправимого нарушения артериального кровообращения. От безысходности им стали устанавливать электростимуляторы, чтобы облегчить хроническую боль, и вдруг выяснилось, что, воздействуя на конечность, можно добиться не только обезболивания, но и расширения сосудов. У Алексея Кащеева есть пациенты, которым благодаря нейростимуляции удалось спасти ногу от ампутации: ограничились ампутаций нескольких пальцев.
В середине 80-х годов имплантаты на позвоночник стали устанавливать больным с рассеянным склерозом — ноги у них и болят, и теряют подвижность. Врачи рассчитывали только на обезболивание, но выяснилось, что эти пациенты стали лучше ходить. Нейрохирурги подчеркивают: чуда — полного излечения парализованного — они пока обеспечить не могут. Но параметры ходьбы у таких больных стали объективно лучше.
— Российские врачи первыми в мире описали использование спинальной стимуляции у пациентов с болезнью Штрюмпеля,— рассказывает нейрохирург Алексей Кащеев.— Это неизлечимое генетическое заболевание начинает проявляться в 20–30 лет в виде судорог в ногах и ведет к разрушению спинного мозга, утрачивается способность ходить. Так вот, статья вышла в 2015 году, с тех пор мы регулярно устанавливаем имплантаты таким больным. Первым пациентом у нас был дирижер и аранжировщик — утрата возможности нажимать на клавиши стала для него настоящей трагедией. Нет, он не излечился, но стал гораздо лучше ходить и двигаться. Прошло еще слишком мало времени, чтобы сделать вывод, тормозит ли стимуляция развитие самой болезни. Но мы установили: со стимулятором качество жизни наших пациентов улучшается в разы.
И надеется, что часть из них ходить сможет. Возможно, электростимуляция продемонстрирует врачам и другие неожиданные эффекты.
— Важно, чтобы пациенты не строили иллюзий: не существует людей, которым метод помог на 100 процентов,— предостерегает нейрохирург Кащеев.— Но он существенно улучшает качество жизни и его можно использовать в комплексе с другими методами — с лекарствами, с физиотерапией, потому что ограничений немного. Подходит даже пожилым — самому старшему моему пациенту 91 год. А другой пациент — он перенес 17 операций на голени, одну на позвоночнике, постоянно принимал обезболивающие — после операции два года назад снова активно занимается спортом, дайвингом: в год — до 50 прыжков с парашютом. Можно сказать, он вернулся к обычной жизни! Только это не значит, что я могу каждому гарантировать такой результат.
В любом случае метод будет развиваться. Параллельно с выяснением новых эффектов воздействия нейростимуляции на организм ученые совершенствуют и само устройство. На Западе, к слову, уже создан имплантат, в котором электрод совмещен с генератором тока. Таким образом устройство становится более компактным, а главное — беспроводным. Это дает возможность устанавливать имплантат на подвижной части тела и не опасаться, что при движении провод выдернется из генератора.
В будущем, считают медики, для подобных больных станет доступен нейроинтерфейс, то есть прямая связь головного мозга с электронным устройством. Пациенты с нейростимуляторами откажутся от пультов управления, так как работа имплантата будет согласована непосредственно с командами головного мозга.
Сейчас это кажется фантастикой, но, как свидетельствует множество научных примеров, будущее часто приходит, когда его не ждут.