Az állandó áram és az állandó feszültségű stimuláció összehasonlítása a szubthalamikus mélyagyi stimulációban Parkinson-kór esetén

A mélyagyi stimuláció (DBS) a neurológiai és pszichiátriai rendellenességek bevált terápiája, amely máig a funkcionális idegsebészet egyik legfontosabb terápiája. Az I. osztályú bizonyítékok azt mutatják, hogy a Parkinson-kór (PD) esetében a subthalamicus nucleus stimuláció (STN) hatékonyabb, mint a legjobb orvosi terápia (1,2). A Globus pallidus internus stimuláció primer dystonia esetén akár 70%-os javulási arányt is elérhet (4), és ezt a patológiát a fő sebészeti kezelésnek tekintik. Az esszenciális tremor tüneteinek javulása jól dokumentált. A fájdalom, az epilepszia, a pszichiátriai rendellenességek, például a Tourette-szindróma, a rögeszmés-kényszeres rendellenesség és a depresszió a DBS ígéretes alkalmazásai. Az elhízás, a memóriajavulás, az agresszivitás, a kábítószer-függőség, a minimális tudatosság és a magas vérnyomás a DBS lehetséges alkalmazásaiként továbbra is vizsgálandó területek.

A DBS klinikai hatásai az elektromos töltésnek az agyszövetbe való eljuttatásából erednek. Az elektromos töltés leadásának módja a beültethető impulzusgenerátorok (IPG) elektronikájától függ. Az IPG-k elektromos stimulációs impulzusokat alkalmaznak, amelyek során a feszültség vagy az áramerősség nulláról a maximális értékre nő egy ideig (tíz mikroszekundum nagyságrendje), majd visszatér nullára.

Kétféle IPG létezik, attól függően, hogy feszültséget vagy elektromos áramot vezérelnek (3).

1. Állandó feszültségű IPG-k: az ilyen típusú IPG-ben az egyes impulzusokhoz tartozó maximális feszültség szabályozása van. A maximális áramerősség az impedanciától függően változik. Egy adott feszültség van programozva. Az állandó feszültség mellett leadott elektromos áram nagysága a szövet és az elektródák impedanciájától függ. Így a feszültség nem jelzi, mekkora elektromos áramot adnak; az ellenállás határozza meg ezt a paramétert.
2. Állandó áramú IPG-k: meghatározott elektromos áramot biztosítanak, és az impedanciától függően automatikusan beállítják a feszültséget. A stimuláció ereje az impedancia változásától függetlenül változatlan marad. Az egyes elektródák impedanciáinak különbsége és az impedanciák szubjektumok közötti változékonysága nem változtatja meg az elektromos áramot a feszültség módosításával.

Egészen a közelmúltig csak állandó feszültségű IPG-k voltak elérhetőek. Az IPG-k újabb generációja már több mint egy éve elérhető, amely állandó feszültséget vagy állandó áramot biztosít az orvos és a páciens igényei szerint. Egyelőre nincs bizonyíték az egyik mód előnyben részesítésére a másikkal szemben.

A VIZSGÁLAT JELENTŐSÉGE A DBS elektróda beültetést követően az impedanciák ugyanazon a páciensen belül igen eltérőek lehetnek. A sebészeti beültetés megváltoztatja a szöveti impedanciát, amely általában közvetlenül a műtét után magasabb. Ebben az esetben a betegnek nagyobb elektromos áramra lesz szüksége. A kezdeti szöveti reakció lecsengése után az impedancia csökkenése a töltéssűrűség növekedését generálja. Emiatt mindennapos az elektróda beültetése után legalább 2 hetet várni az IPG programozása előtt.

Ezenkívül ugyanazon a DBS-vezetéken lévő különböző érintkezők impedanciája nagyon eltérő lehet. Az egyik elektródaérintkező ingerlésével kapcsolatos hatások vagy mellékhatások gyakran nem alkalmazhatók ugyanazon a DBS-vezetéken lévő másik érintkezőre ugyanabban a betegben, mivel az impedanciák eltérőek lehetnek.

A mérhető impedanciák tartománya a feszültség megválasztásától függ. Egyes betegeknél a terápiás célra használt feszültség nem biztos, hogy elegendő az impedanciák pontos mérésére, ami zavart okoz az IPG szerkezeti és elektromos integritását illetően.

Az összes fent említett tényező esetében az állandó feszültségű IPG-vel rendelkező betegek klinikai eredményei attól függnek, hogy a kezelő milyen tapasztalattal rendelkezik a szövetek és elektródák impedanciáival kapcsolatos különböző szempontokkal a kívánt áram elérése érdekében. Az állandó áramú IPG-k elektronikus tulajdonságai lehetővé teszik a rendszer számára a feszültség beállítását a kívánt áramerősség és az azt követő klinikai hatás fenntartása érdekében. Ez volt az elméleti háttere az állandó áramú IPG-k fejlesztésének; hogy ez az elmélet a gyakorlatban igaz-e vagy sem, ennek a tanulmánynak a tárgya.