Vad är djup hjärnstimulering?
Djup hjärnstimulering är ett kirurgiskt ingrepp som kan hjälpa människor med vissa neurologiska störningar, inklusive Parkinsons sjukdom, väsentlig tremor, epilepsi och dystoni, en rörelsestörning där muskler sammandras och kramp.
Forskare tittar också på hur det kan hjälpa människor med missbruk, multipel skleros, Tourettes syndrom, svår depression plus ett brett spektrum av andra tillstånd.
I djup hjärnstimulering (DBS) placerar en kirurg en enhet under en persons hud. Enheten skickar ut elektriska impulser till specifika delar av hjärnan. Pulserna kan blockera onormala signaler som ligger till grund för flera neurologiska tillstånd.
DBS fungerar bra för vissa människor men inte för alla, och det kan finnas några negativa effekter. En nyare teknik, känd som adaptiv DBS, visar löfte om att minska några av de problem som uppstår med DBS.
Vad är DBS?
DBS-systemet innefattar tre olika komponenter. En kirurg kommer att implantera följande:
En ledning: Detta är en tunn, isolerad tråd som kallas en elektrod. Kirurgen implanterar den i målområdet i personens hjärna.
En intern pulsgenerator (IPG): Detta sitter vanligtvis under huden nära kragbenet.
En förlängningstråd: Den rör sig under huden och ansluter ledningen till IPG.
IPG skickar ut elektriska signaler som hjälper till att förhindra oönskade rörelser och andra reaktioner i kroppen. Den körs på ett batteri som ibland behöver bytas ut eller laddas.
Hur fungerar det?
DBS förändrar hjärnans aktivitet på ett kontrollerat sätt och dess effekter är reversibla.
DBS kan hjälpa hjärnan att frigöra mer adenosintrifosfat (ATP), en energibärande molekyl som förekommer i cellerna i alla levande saker. Denna release av ATP leder till en uppbyggnad av adenosin.
Aktivering av adenosin A1-receptorn utlöser en process som minskar både tremor och eventuella negativa effekter som DBS kan orsaka. Detta fungerar eftersom processen dämpar excitatorisk överföring i talamus.
DBS-proceduren förstör inga nervceller eller frisk hjärnvävnad, men det kan finnas några negativa effekter.
Video
Den här videon, av Rajarshi Holder, visar kort hur DBS fungerar.
Djup hjärnsimulering - en enkel animation från Rajarshi Halder på Vimeo.
Användningar
DBS kan vara till nytta för personer med följande tillstånd:
- Parkinsons sjukdom
- dystoni
- väsentlig tremor
Det kan hjälpa till att kontrollera tremor, vilket är ett symptom på dessa tillstånd.
Enligt American Association of Neurological Surgeons (AANS) kan DBS hjälpa till att förbättra symtom som ångest, humör, minnesfunktion och tvång hos personer med vissa psykiska störningar.
Dessa störningar inkluderar:
- depression som inte svarar på annan behandling
- tvångssyndrom (OCD)
Kliniska prövningar pågår också för att se hur DBS kan gynna människor med många andra hälsotillstånd, inklusive:
- stroke
- kronisk dysfagi
- muskeldystrofi
- muskelatrofi
- demens
- Alzheimers sjukdom
- smärta i nedre delen av ryggen
- epilepsi
- fokal dystoni
- multipel skleros
AANS noterar att mer än 35 000 DBS-implantat har genomförts runt om i världen och att tekniken har visat sig vara ett säkert och effektivt sätt att behandla essentiell tremor.
Forskare som publicerade en artikel i Experimentell och terapeutisk medicin sätta detta nummer högre, till 80 000.
Människor har främst DBS om deras symtom inte har svarat bra på mediciner. De flesta individer fortsätter att ta mediciner tillsammans med DBS, men många upplever en signifikant minskning av deras symtom.
Kirurgi: Vad du kan förvänta dig
De flesta som har DBS behöver två separata operationer för att implantera nödvändig utrustning.
Först kommer kirurgen att implantera elektroderna i hjärnan. Speciell skanningsutrustning leder dem till rätt plats.
Kirurgen börjar vanligtvis med att montera en stereotaktisk huvudram för att säkerställa att personens huvud förblir stilla under ingreppet. De applicerar lokalbedövning för att bedöva hårbotten,
Därefter implanterar de en tunn tråd med elektroder i hjärnan, följt av en neurostimulator nära kragbenet.
Personen behöver ibland vara vaken under proceduren, så att neurologen och neurokirurgen kan ställa frågor för att övervaka deras hjärnfunktion.
En dag senare implanterar kirurgen en pulsstimulator i personens bröst under en andra procedur som involverar bröstväggskirurgi. Kirurgen kommer att göra en liten öppning bakom örat, passera förlängningstråden under huden och ansluta den till neurostimulatorn.
När operationen är klar skickar neurostimulatorn elektriska pulser till hjärnan.
Fördelar: Vad säger forskningen?
Forskare har tittat på fördelarna med DBS för olika medicinska tillstånd.
Parkinsons sjukdom
2009 gav en studie 255 personer med avancerad Parkinsons sjukdom antingen DBS eller de bästa alternativa vårdläkarna kunde rekommendera.
De som hade DBS såg en genomsnittlig ökning på 4,6 timmar om dagen med bra symptomkontroll, medan den andra gruppen inte såg denna fördel. DBS-gruppen såg också förbättringar i motorfunktion och livskvalitet.
Men 40 procent av deltagarna som fick DBS hade också negativa effekter, inklusive infektioner från operationen.
Efter ytterligare undersökningar och kliniska prövningar godkände Food and Drug Administration (FDA) användningen av DBS 2015 för personer som har haft Parkinsons sjukdom i minst 4 år med komplikationer som läkemedel inte kan kontrollera.
Darrning
År 2010 följde ett team från University of South Florida 34 personer med väsentlig tremor i genomsnitt 56,9 månader efter DBS-operation.
Sammantaget visade deltagarna en förbättring på drygt 80 procent på sina tremorpoäng och nästan 70 procent på handskriftspoäng.
Forskarna drog slutsatsen att behandlingen var säker och effektiv, men de varnade för att tolerans kan utvecklas hos vissa människor och symtom kan återkomma.
Depression
2005 fann kanadensiska forskare att användning av DBS för att behandla personer med svår depression ledde till positiva resultat, inklusive humörförbättring.
År 2014 tittade läkarna Sibylle Delaloye och Paul Holtzheimer från Geisel School of Medicine i Dartmouth, Libanon, NH på några av problemen kring behandling av depression med DBS.
De drog slutsatsen att även om det kan hjälpa, behövde de se mer forskning innan de övervägde DBS som säker och effektiv för depression.
De betonade också vikten av etiska problem och särskilt frågan om samtycke. En person med ett svårt psykiskt tillstånd kanske inte kan ge informerat samtycke.
Under 2017 jämförde Holzheimer och ett forskargrupp effekterna av DBS och en skamterapi hos 90 personer.
Resultaten visas i Lansett, noterade att de två grupperna visade liknande resultat. Dessutom upplevde 28 personer allvarliga biverkningar, varav åtta sannolikt berodde på den implanterade enheten eller operationen. Forskarna efterlyste ytterligare studier.
Missbruk
En 2014-granskning av forskningsresultaten föreslog att DBS kan hjälpa vissa människor med alkoholberoende genom att påverka strukturer som är djupt inne i hjärnan. Men utredarna efterlyste också mer forskning.
Psykiska hälsoförhållanden
Undersökningar fortsätter mot DBS.
En granskning från 2018 drog slutsatsen att DBS kan vara användbart vid behandling av ett stort antal tillstånd, och särskilt de som läkare relaterar till mental hälsa. Forskarna påpekade också att andra, mindre invasiva tekniker också kan bli tillgängliga i tid.
Risker och komplikationer
DBS verkar vara ett säkert förfarande, men det finns en risk för komplikationer och biverkningar.
Möjliga biverkningar inkluderar:
- förvirring
- problem med samordning och balans
- svårigheter att fokusera
- skakande eller chockerande känslor
- allergiska reaktioner
- suddig syn
- yrsel
- stickningar i ansiktet eller lemmarna
- smärta och svullnad på behandlingsstället
- lätt förlamning
Människor som är mer än 70 år gamla och de med befintliga medicinska tillstånd, såsom cerebrovaskulär sjukdom, kan ha en högre risk för komplikationer än andra.
Tillhörande problem inkluderar:
- utrustningsfel eller migrering till ett annat område
- symtom återkommer när behandlingen slutar
- justering av enheten av en specialist kan behövas
- ibland behövs byte av batteriet
Slutligen, medan DBS har hjälpt många människor, kommer inte alla att dra nytta av introduktionen av denna utrustning.
Nästa generation? Adaptiv DBS
År 2018 försökte forskare en ny teknik som de kallade adaptiv DBS och testade den på två personer med Parkinsons sjukdom.
Förutom att stimulera, kan den nya versionen övervaka hjärnans aktivitet. Med hjälp av dessa uppgifter kan det också variera stimuleringsnivåerna, beroende på personens behov.
Eftersom det bara fungerar när det behövs kan batteriet också räcka längre.
Kliniska prövningar: Ta reda på mer
Försök pågår för att testa DBS säkerhet och effektivitet för en rad medicinska tillstånd.
Alla som kan vara intresserade av kliniska prövningar som pågår nu kan hitta information på webbplatsen ClinicalTrials.gov eller webbplatsen National Institute of Neurological Disorders and Stroke (NINDS).
F:
Min man har avancerad Parkinsons sjukdom, och hans mediciner hjälper inte. Är det lätt att få DBS-behandling och kommer försäkringen att betala?
A:
Försäkring bör täcka DBS för Parkinsons, om en person uppfyller de typiska kriterierna, som att bli mindre lyhörd för medicinering över tid eller ha vissa biverkningar av medicinerna. FDA-godkännandet hjälpte i detta avseende.
Seunggu Han, MD Svar representerar våra medicinska experters åsikter. Allt innehåll är strikt informativt och bör inte betraktas som medicinsk rådgivning.
