Сравнение постоянного тока со стимуляцией постоянным напряжением при глубокой субталамической стимуляции мозга при болезни Паркинсона

Глубокая стимуляция головного мозга (DBS) — признанная терапия неврологических и психических расстройств, являющаяся на сегодняшний день одной из наиболее важных терапий в функциональной нейрохирургии. Доказательства класса I показывают, что стимуляция субталамического ядра (СТЯ) при болезни Паркинсона (БП) более эффективна, чем лучшая медикаментозная терапия (1,2). Стимуляция globus pallidus internus при первичной дистонии имеет показатель улучшения до 70% (4) и считается основным хирургическим методом лечения этой патологии. Улучшение симптомов эссенциального тремора хорошо задокументировано. Боль, эпилепсия, психические расстройства, такие как синдром Туретта, обсессивно-компульсивное расстройство и депрессия, являются многообещающими применениями DBS. Ожирение, улучшение памяти, агрессивность, наркомания, минимальное состояние сознания и гипертония являются областями продолжающихся исследований в качестве потенциальных приложений DBS.

Клинические эффекты DBS являются результатом доставки электрического заряда в ткани головного мозга. Способ доставки этого электрического заряда зависит от электроники имплантируемых генераторов импульсов (IPG). IPG применяют импульсы электрической стимуляции, при которых напряжение или ток увеличиваются от нуля до максимального значения в течение периода времени (порядка десятков микросекунд), а затем возвращаются к нулю.

Существует два типа IPG, различающихся тем, контролируется ли напряжение или электрический ток (3).

1. IPG с постоянным напряжением: в этом типе IPG имеется контроль максимального напряжения, связанного с каждым импульсом. Максимальный ток зависит от импеданса. Запрограммировано определенное напряжение. Количество электрического тока, подаваемого с постоянным напряжением, зависит от импеданса ткани и электродов. Таким образом, напряжение не будет указывать, сколько электрического тока подается; сопротивление будет определять этот параметр.
2. IPG постоянного тока: обеспечивают определенный электрический ток и автоматически регулируют напряжение в зависимости от импеданса. Сила стимуляции останется неизменной независимо от изменения импеданса. Разница импедансов на каждом электроде и вариабельность импедансов между субъектами не изменят электрический ток за счет изменения напряжения.

До недавнего времени для использования были доступны только IPG постоянного напряжения. ИГИ нового поколения доступны уже более года, они могут обеспечивать либо постоянное напряжение, либо постоянный ток в зависимости от предпочтений врача и пациента. До сих пор нет доказательств в поддержку предпочтительного использования одной модальности по сравнению с другой.

ВАЖНОСТЬ ИССЛЕДОВАНИЯ После имплантации электрода DBS импедансы у одного и того же пациента могут сильно различаться. Хирургическая имплантация изменяет тканевой импеданс, который обычно выше сразу после операции. В этом случае пациенту потребуются более высокие электрические токи. После того, как первоначальная тканевая реакция стихнет, уменьшение импеданса приведет к увеличению плотности заряда. По этой причине принято ждать не менее 2 недель после имплантации электрода, прежде чем программировать ИГИ.

Кроме того, разные контакты одного и того же отведения DBS могут иметь сильно различающиеся импедансы. Эффекты или побочные эффекты, связанные со стимуляцией контакта одного электрода, часто не могут быть применены к другому контакту того же отведения DBS у одного и того же пациента, поскольку импедансы могут различаться.

Диапазон измеряемых импедансов будет зависеть от выбора напряжения. У некоторых пациентов напряжения, используемого в терапевтических целях, может быть недостаточно для точного измерения импеданса, что может привести к путанице в отношении структурной и электрической целостности ИГИ.

Для всех вышеупомянутых факторов клинические результаты у пациентов с ИГИ постоянного напряжения будут зависеть от опыта оператора в работе с различными аспектами, связанными с импедансами тканей и электродов, для достижения желаемого тока. Электронные свойства ИГИ постоянного тока позволяют системе регулировать напряжение для поддержания желаемого тока и последующего клинического эффекта. Это послужило теоретической основой для разработки IPG постоянного тока; верна ли эта теория на практике, является предметом данного исследования.