Använda djup hjärnstimulering för att behandla hjärnrelaterade störningar

Djup hjärnstimulering är ett neurokirurgiskt förfarande som involverar placering av ett implanterat system som skickar elektriska signaler till specifika områden i hjärnan för att återställa dysfunktionella kretsar som påverkar rörelsessymptom. Människor som drabbas av rörelsestörningar förbättrar vanligtvis sina symtom genom att använda läkemedelsbehandlingar. I vissa fall är dock läkemedelsbehandlingar inte effektiva eller varierar i effektivitet över tid. Vissa individer som diagnostiserats med Parkinsons sjukdom, essentiell tremor eller dystoni som svarar otillräckligt på konventionella mediciner kan vara bra kandidater för placering av djup hjärnstimulator.

Alvarez / Getty Images

Vad är djup hjärnstimulering?

Djup hjärnstimulering (DBS) är ett kirurgiskt förfarande som används som en form av terapi för symtom associerade med vissa neurologiska rörelsestörningar. Denna procedur involverar placering av elektroder på specifika platser i hjärnan och implantering av en pacer i bröstet, som är ansvarig för att kontrollera elektrodernas elektriska stimulans.

Även om mekanismen för DBS inte är helt förstådd, är den allmänna konsensusen att de frisatta elektriska signalerna påverkar vissa celler (och associerade kemiska budbärare) i hjärnan och hjälper till att modulera kommunikationen mellan vissa regioner i hjärnan. Detta minskar i sin tur symtom i samband med rörelsestörningar och underlättar förmågan att generera rörelse.

De vanligaste områdena i hjärnan som riktas är:

• Ventralis mellanliggande kärna i thalamus
• Globus pallidus pars interna
• Subtalamisk kärna

Över 160 000 människor världen över har genomgått denna procedur, och antalet ökar. DBS godkändes först av U.S. Food and Drug Administration (FDA) 1997 för behandling av essentiell tremor. I vissa fall används DBS också som en form av terapi för dem som har att göra med fokal epilepsi och tvångssyndrom (OCD) som inte svarar på förstahands medicinsk behandling.

DBS har varit standard för vård för de som diagnostiserats med Parkinsons sjukdom, essentiell tremor och dystoni när mediciner misslyckas med att kontrollera symtomen.

Komponenter i DBS-systemet

Det finns tre komponenter i DBS-systemet som implanteras i en patient:

1. Den första komponenten är elektroden (även kallad ledning). Elektroden är en tunn, isolerad tråd som förs in genom en liten öppning i skallen och implanteras i hjärnan. Vissa patienter får två elektroder, en på varje sida. Detta bilaterala förfarande kan utföras för att hjälpa till att kontrollera symtom som påverkar båda sidor av kroppen.
2. Den andra komponenten är en annan tråd, ofta kallad en förlängning, som passeras under huden på huvudet, nacken och axlarna till den implanterade pulsgeneratorn⁠ - den slutliga komponenten.
3. Den interna pulsgeneratorn (IPG) är ansvarig för att kontrollera nivån av stimulans som frigörs av elektroden.

Medan många patienter upplever kliniskt signifikanta förbättringar, är det inte garanterat att denna form av behandling fungerar för alla. Det är viktigt att överväga syftet med behandlingen och utvärderingen som måste ske före operationen.

Syfte med DBS under specifika förhållanden

Medan DBS kan förbättra motoriska symtom (de som är associerade med initiering och kontroll av rörelser), kan inte alla symtom associerade med den diagnostiserade underliggande neurologiska störningen lindras av denna behandling.

• För patienter som diagnostiserats med Parkinsons sjukdom kan DBS hjälpa till att lindra motoriska symtom som stelhet, långsamma rörelser, tremor och ofrivilliga rörelser (dyskinesi). Det minskar inte icke-motoriska symtom, som psykos, sömnproblem, obalans och den plötsliga oförmågan att röra sig medan man går (kallas frysning).
• För patienter som diagnostiserats med multipel skleros kan DBS ibland användas för att kontrollera armskakningar, även om behandlingen inte har godkänts för detta ändamål.
• För patienter diagnostiserade med dystoni är DBS effektivt för att behandla symtom på torsionsdystoni. Detta avser plötslig och ofrivillig muskelspänning. I själva verket råkar det vara mer effektivt för de som diagnostiserats med primär dystoni snarare än sekundär dystoni.
• För patienter som diagnostiserats med fokal epilepsi kan DBS minska antalet anfall och associerade symtom över tiden.
• För patienter som diagnostiserats med essentiell tremor är DBS effektivt vid tremorreduktion och uppnår 70% till 80% minskning av action, postural och skriv tremor. Det används i tremor som har varit resistenta mot behandling med medicinering.
• För patienter som diagnostiserats med OCD kan DBS minska allvarliga symtom och symtom som är resistenta mot medicinering.

Utvärdering före DBS-förfarandet

Innan någon kan genomgå detta förfarande måste de prata med ett team av medicinska experter för att avgöra om de är behöriga. Detta team inkluderar en specialist i rörelsestörning, ofta en neurolog som är utbildad i gemenskapen och en hjärnkirurg (neurokirurg) som är specialiserad på DBS-procedurer. Denna expertis kan kräva utvärdering vid ett stort akademiskt medicinskt centrum, ofta associerat med ett universitet som har en medicinsk skola.

I möte med teamet kommer experterna att granska din användning av sjukdomsmodifierande läkemedel. Det är viktigt att utvärdera svårighetsgraden av dina symtom, både när du tar och utan medicinerna.

Omfattande tester kommer att omfatta flera hjärnavbildningsskanningar (såsom en MR-skanning) och psykologiska tester för att utvärdera minne och tänkande. Under utvärderingen kommer du också att gå igenom de potentiella fördelarna med DBS-placering, baserat på den underliggande neurologiska störningen och de möjliga kirurgiska riskerna. Baserat på den information som erhållits från denna fördjupade utvärdering kommer experterna att bestämma de bästa platserna i hjärnan för att placera DBS-elektroderna.

För patienter som diagnostiserats med Parkinsons sjukdom finns det fastställda kriterier som måste uppfyllas innan DBS kan betraktas som en behandlingsform. Parkinsons sjukdom måste ha diagnostiserats i minst tre år, och två eller flera av kännetecknen, som tremor eller stelhet, måste vara närvarande. Dessutom måste en patient uppvisa motoriska fluktuationer (begränsad nytta för motoriska symtom efter att ha tagit levodopa), liksom ett utmärkt svar på levodopa (bortsett från befintlig tremor).

I allmänhet, när medicinsk behandling med användning av standardmedicin börjar misslyckas, särskilt vid maximala doser och med kombinationsläkemedelsbehandling, kan DBS övervägas. Symtom kan bli svåra att hantera, vilket försämrar livskvaliteten och den dagliga funktionen, vilket kan leda till behovet av att eskalera behandlingen.

Personer med demens är i allmänhet inte berättigade till proceduren, eftersom det kan förvärra tänkande, hallucinationer och minnesförmåga.

Vad du kan förvänta dig under och efter det kirurgiska ingreppet

Under operationen får patienter medveten sedering och är vaken för att bedöma hjärnans funktion och svar på proceduren. Du kan bli ombedd att utföra vissa uppgifter, som att hålla ett glas vatten, för att säkerställa korrekt placering och upplösning av de besvärande symtomen.

Elektrisk stimulering av den riktade hjärnregionen kan leda till en omedelbar förbättring av symtom som tremor, vilket bevisar att den placeras effektivt.

Placeringen av ledningarna är smärtfri på grund av hjärnans oförmåga att uppfatta och vidarebefordra smärtsignaler. Neurokirurgen kommer att bestämma de exakta platserna för placering med hjälp av datoriserad hjärnkartläggning och elektrofysiologisk övervakning. Denna teknik visualiserar hjärnans funktion och fysiska struktur med högkvalitativ bild- och inspelningsutrustning, som magnetisk resonanstomografi (MRI) och datortomografi (CT). Även om det är ovanligt kan vissa centra förlita sig på dessa tekniker ensamma för att utföra proceduren medan patienten sover helt.

Den interna pulsgeneratorkomponenten (IPG), som har samma storlek som en hjärtpacemaker (betydligt mindre än ett paket med spelkort), implanteras vanligtvis under huden nära kragbenet. Det kan också placeras i bröstet eller under huden ovanför buken.

Några veckor efter operationen kommer IPG att programmeras av din läkare till specifika inställningar som kommer att behandla dina symtom optimalt. Förutom att justera dessa DBS-stimuleringsparametrar kommer doserna (eller pågående användning) av tidigare läkemedel att ändras.

Normalt ges en handmagnet som fungerar som en kontrollenhet för att justera IPG: s stimuleringsparametrar hemma. Det kommer att vara möjligt att kontrollera nivån av stimulering som frigörs vid elektroden, vilket ger förmågan att lindra genombrottssymptom.

Risker och biverkningar

DBS är ett minimalt invasivt förfarande. Det finns dock flera risker och potentiella biverkningar som bör övervägas.

Placeringen av DBS inkluderar följande risker, som kan relateras till kirurgiska faktorer, hårdvara eller stimuleringsfaktorer.

Kirurgirelaterad:

• Blödning
• Infektion
• Huvudvärk

Stimuleringsrelaterad:

• Talproblem
• Svårigheter med samordning
• Nedsatt koncentration
• Obalans
• Synstörning
• Tillfällig stickningar med ansikte eller lemmar

Hårdvarurelaterad:

• Tillfällig smärta och svullnad på platsen för implantationen
• Huvudvärk
• Fraktur av blyet

Det finns 2% till 3% risk för hjärnblödning som antingen inte har någon inverkan eller kan orsaka andra tillstånd som förlamning, nedsatt tal och stroke. Det är möjligt för placeringen av DBS att leda till läckage av cerebrospinalvätska, vilket kan orsaka positionell huvudvärk eller infektioner som kallas hjärnhinneinflammation eller encefalit. Slutligen, även om det finns en risk för att få en infektion från implantatet, kommer infektionen inte att orsaka några långsiktiga effekter efter att ha behandlats.

Bortsett från dessa potentiella risker har det rapporterats fall som involverar förflyttning (kallad migration) av elektroderna från implantationsstället. Vissa patienter har till och med upplevt krampanfall under perioden efter proceduren.

Det är möjligt på lång sikt att stimulanseffektiviteten upphör, vilket kan leda till att symtom återkommer och försämras med tiden.

Det är viktigt att notera att som med de flesta operationer kan kirurgi ha högre risk i vissa populationer eller hos personer med specifika tillstånd:

• Avancerad ålder
• Högt blodtryck (högt blodtryck)
• Dödlig fetma
• Rökare
• Diabetes
• Koagulations- eller blödningsstörningar
• Immunsystemet kompromiss

Som alltid, granska din medicinska historia med din läkare och överväga de potentiella riskerna med dessa och andra kroniska medicinska tillstånd som kan göra kirurgi mer riskabelt i ditt fall.

Beräknade kostnader för DBS

Det bör inte ignoreras att DBS-förfarandet är ett dyrt förslag, och dess utgifter bör diskuteras fullständigt med din läkare och försäkringsleverantör.

Kostnaderna - inklusive enheten, det kirurgiska ingreppet och därmed sammanhängande anestesi, sjukhusavgifter och andra läkaravgifter - kan variera från $ 35 000 till $ 50 000. Bilaterala förfaranden kan fördubbla priserna, vilket leder till kostnader som sträcker sig från $ 70 000 till $ 100 000.

Dina förmåner kan variera beroende på din självrisk och andra policydetaljer. Eftersom förfarandet är FDA-godkänt för behandling av läkemedelsresistent Parkinsons sjukdom kommer essentiell tremor och dystoni att täcka Medicare och många privata försäkringsbolag de flesta, om inte alla, kostnaderna för proceduren för behandling av dessa tillstånd.

Under din utvärdering rekommenderas att du begär ett möte med en finansiell rådgivare för att få en fullständig förståelse för kostnaderna för förfarandet och den löpande förvaltningen.

Långsiktiga fördelar med DBS

Medan DBS kanske inte är rätt behandling i vissa fall, när det fungerar finns det många långsiktiga fördelar i samband med proceduren.

Stimulering kan vara konstant, snarare än att behöva anpassas optimalt som när man tar mediciner. Därför kan DBS bättre reglera symtom som är kontinuerliga under hela dagen. För patienter med Parkinsons sjukdom minskas behovet av dopaminersättningsterapi med 50% till 70%, om det är effektivt.

Med tiden kan stimuleringsparametrarna justeras för att minimera biverkningar.

När batteriet behöver bytas ut år senare är proceduren ganska enkel och kan göras på en poliklinik.

Om det är ineffektivt är proceduren reversibel och systemet kan tas bort om det behövs.

Forskning och utveckling av DBS

Pågående forskning, inklusive nya potentiella applikationer som involverar djup hjärnstimulering, fortsätter.

Medan förfining av den bästa utvärderingen och teknikerna för att optimera effektiviteten vid behandling av symtom associerade med Parkinsons sjukdom, essentiell tremor och dystoni fortfarande diskuteras, har tidig forskning visat att DBS också kan ha en roll för att förbättra humör och psykiatriska störningar. Symtom som depression, ångest och tvång som är förknippade med OCD kan förbättras med DBS när mediciner misslyckas. Ytterligare forskning krävs för att undersöka dess effektivitet vid behandling av personer med medicineresistenta psykiatriska störningar.

Forskare fortsätter också att undersöka de områden i hjärnan som bör riktas mot att effektivt minska symtomen, liksom sätt att behandla andra symtom som gång- och balansproblem som för närvarande inte förbättras av DBS-placering.

På liknande sätt fortsätter forskning på möjliga biomarkörer som kan förklara varför vissa patienter har bättre kliniska resultat med minskade symtom jämfört med andra patienter. Forskare testar också stimuleringsparametrar som kan vara mest effektiva, samt hur tidigt efter diagnos en patient helst bör genomgå DBS-placering.

Slutligen används DBS också som ett vetenskapligt verktyg för att undersöka de fysiologiska mekanismerna bakom dysfunktioner som påverkar hjärnan. Information från DBS-placering gynnar fältet i att utveckla ytterligare teknisk innovation, utöka säkerhetsåtgärder och förbättra kliniska resultat.

Tekniska innovationer, till exempel mindre IPG som kan placeras i skallen eller IPG med ett uppladdningsbart batteri som inte behöver bytas ut, fortsätter att hjälpa till att utöka användningen och säkerheten för DBS-placering.

Ett ord från Verywell

Djup hjärnstimulering kan vara ett bra alternativ för dem som hanterar symtom från rörelsestörningar som inte längre svarar på standardläkemedelsbehandlingar. När mediciner misslyckas kan operation bli nödvändig. DBS är minimalt invasivt och kan vara till nytta. Men denna behandling kanske inte är effektiv för alla som söker den och är förknippad med ett antal risker och biverkningar som ytterligare kan påverka livskvaliteten.

Om du hanterar Parkinsons sjukdom, dystoni eller essentiell tremor och tror att DBS kan vara ett bra alternativ för att behandla dina symtom, prata med din läkare och söka utvärdering av en neurolog. Diskutera öppet fördelar, risker och kostnader för att avgöra om DBS är rätt för dig.