Нейростимулятор мозга — виды, показания и принцип работы

Что такое нейростимулятор мозга — DBS-система

Нейростимулятор мозга (также называемый «нейростимулятор головы» или «ДБС-нейростимулятор») — имплантируемый генератор электрических импульсов, являющийся ключевым компонентом системы глубокой стимуляции мозга (Deep Brain Stimulation, DBS). Устройство разработано для длительной электрической модуляции активности глубинных структур головного мозга — базальных ганглиев и таламуса.

Полная DBS-система состоит из трёх основных элементов:

• Нейростимулятор (генератор импульсов, IPG) — компактный прибор размером с небольшие наручные часы, имплантируемый подкожно в подключичную область. Содержит батарею и электронную схему для генерации импульсов
• Электроды — тонкие провода с контактами на конце, которые вводятся в строго определённые мишени головного мозга через небольшое отверстие в черепе
• Удлинитель (экстензия) — проводник, соединяющий электроды с генератором импульсов, проходит подкожно по шее

Нейростимулятор генерирует слабые электрические импульсы с заданными параметрами — частотой (обычно 130 Гц), шириной импульса (60–90 мкс) и амплитудой (1–3,5 В). Эти сигналы передаются через удлинитель на электроды и воздействуют на целевые нейронные цепи, подавляя патологическую активность. Подробнее о принципе действия читайте в статье «Как работает нейростимулятор».

Управление нейростимулятором осуществляется дистанционно: врач использует программатор для настройки параметров, а пациент получает портативный пульт для включения/выключения стимуляции и переключения между заданными программами.

Виды нейростимуляторов мозга

На сегодняшний день в мире производится несколько систем глубокой стимуляции мозга. В России зарегистрированы устройства трёх производителей. Рассмотрим основные модели.

PINS Medical (Китай) — зарегистрирован в РФ

Компания PINS Medical (Пекин) разработала собственную линейку нейростимуляторов для глубокой стимуляции мозга на базе Университета Цинхуа. Продукция сертифицирована CE и зарегистрирована в Российской Федерации.

• G102R / G102 — одноканальный перезаряжаемый / неперезаряжаемый нейростимулятор
• G106R — двухканальный перезаряжаемый нейростимулятор с МРТ-совместимостью и ресурсом батареи до 30 лет

С 2014 года в Китае имплантировано более 5 000 систем PINS. Устройства отличаются конкурентоспособной стоимостью, что может быть преимуществом для российских клиник.

Medtronic Percept PC (США/Ирландия)

Medtronic — пионер технологии DBS, производящий нейростимуляторы с 1990-х годов. Актуальная модель — Percept PC с технологией BrainSense (РЗН 2022/18774).

• Технология BrainSense — запись локальных полевых потенциалов (LFP) мозга непосредственно с имплантированных электродов во время терапии
• Адаптивная DBS (aDBS) — система замкнутого контура, автоматически корректирующая параметры стимуляции в зависимости от текущей мозговой активности
• Направленные электроды SenSight — сегментированные контакты для прецизионного формирования электрического поля
• МРТ-совместимость — полнотелесное сканирование при 1,5 и 3 Тл
• Батарея — неперезаряжаемая, срок службы более 5 лет

Также в реестре остаётся старшая модель Activa PC/RC (ФСЗ 2011/11152) — перезаряжаемый вариант с ресурсом до 15 лет.

Abbott Infinity (США)

Abbott Infinity (РЗН 2018/6703) — DBS-система с направленной стимуляцией и беспроводной платформой на базе iOS.

• Направленные электроды — конфигурация 1-3-3-1 с сегментированными контактами для точного направления тока
• Беспроводная платформа iOS — первая в мире DBS-система с программированием через мобильное устройство Apple
• NeuroSphere Virtual Clinic — возможность удалённой коррекции параметров стимуляции врачом через интернет
• Компактный корпус — самый маленький двухканальный неперезаряжаемый IPG на рынке
• МРТ-совместимость — при соблюдении определённых условий сканирования

Сравнение нейростимуляторов мозга

Выбор конкретного нейростимулятора мозга зависит от клинической ситуации, доступности устройства в конкретном медицинском центре и рекомендаций нейрохирурга. Подробнее об устройствах — в каталоге оборудования.

Показания к имплантации нейростимулятора мозга

Нейростимулятор мозга (нейростимулятор головы) применяется при ряде неврологических и нейропсихиатрических заболеваний, устойчивых к консервативной медикаментозной терапии. Основные одобренные показания к имплантации устройства глубокой стимуляции мозга:

Болезнь Паркинсона

Самое частое показание для глубокой стимуляции мозга. Нейростимулятор имплантируется пациентам с длительностью заболевания ≥ 4 лет при наличии двигательных флуктуаций (феномен «включения-выключения»), дискинезий или тремора, не поддающихся адекватной коррекции препаратами. DBS позволяет уменьшить выраженность симптомов на 50–70% и снизить дозу леводопы примерно вдвое. Мишени — субталамическое ядро (STN) или внутренний сегмент бледного шара (GPi).

Эссенциальный тремор

Второе по частоте показание. Нейростимулятор мозга устанавливается при медикаментозно-резистентном треморе, существенно ограничивающем повседневную активность. Мишень — вентральное промежуточное ядро таламуса (VIM). Эффективность достигает 70–90%: у большинства пациентов тремор подавляется практически полностью.

Дистония

Глубокая стимуляция мозга показана при генерализованной и сегментарной дистонии, не поддающейся медикаментозной терапии и ботулинотерапии. Мишень — внутренний сегмент бледного шара (GPi). Особенно высокая эффективность наблюдается при первичных (генетических) формах — улучшение по шкале BFMDRS составляет 60–80%. Важная особенность: эффект при дистонии развивается постепенно — от нескольких недель до нескольких месяцев.

Обсессивно-компульсивное расстройство (ОКР)

DBS-нейростимулятор может быть рассмотрен при тяжёлом ОКР, резистентном ко всем методам лечения (медикаменты, когнитивно-поведенческая терапия). Мишень — вентральная капсула / вентральный стриатум (VC/VS). По данным исследований, до 66% пациентов отвечают на терапию, улучшение по шкале Y-BOCS составляет около 47%. Подробнее — в статье «DBS в психиатрии».

Рефрактерная эпилепсия

При фармакорезистентной эпилепсии, когда хирургическая резекция очага невозможна, применяется стимуляция переднего ядра таламуса (ANT-DBS). Метод позволяет снизить частоту приступов. Также при эпилепсии используется стимуляция блуждающего нерва (VNS).

Как проходит операция по установке нейростимулятора мозга

Имплантация DBS-системы — это стереотаксическая нейрохирургическая операция, требующая высочайшей точности. Подробное описание метода представлено в статье «Глубокая стимуляция мозга (DBS)». Здесь приведём основные этапы.

Этап 1. Предоперационное планирование

Выполняется МРТ головного мозга высокого разрешения (1,5–3 Тл) для визуализации мишеней — субталамического ядра, бледного шара или таламуса. С помощью специализированного программного обеспечения нейрохирург рассчитывает оптимальную траекторию введения электродов, избегая сосудов и функционально значимых зон.

Этап 2. Установка стереотаксической рамки

Утром в день операции к голове пациента под местной анестезией крепится стереотаксическая рамка (Leksell или CRW), обеспечивающая точность позиционирования 1–2 мм. В ряде центров применяется безрамная роботизированная стереотаксия (ROSA, Neuromate) с аналогичной точностью.

Этап 3. Имплантация электродов

Через небольшое трепанационное отверстие (около 14 мм) электроды вводятся в мишень. В большинстве центров операция проводится в сознании пациента — мозг не имеет болевых рецепторов. Нейрофизиолог выполняет микроэлектродную регистрацию (MER) для точной идентификации мишени по характерной нейронной активности. Затем проводится тестовая стимуляция для проверки терапевтического эффекта и отсутствия побочных явлений.

Этап 4. Имплантация нейростимулятора

Генератор импульсов (нейростимулятор) имплантируется подкожно в подключичную область под общей анестезией. Удлинитель проводится подкожно от электродов в области головы к генератору. Обычно этот этап выполняется в тот же день или через несколько дней после имплантации электродов.

Этап 5. Программирование

Через 2–4 недели после операции, когда стихнет «эффект микролезии» (временное улучшение от самого факта введения электрода), врач-нейрофизиолог проводит первый сеанс программирования. Последовательно тестируется каждый контакт электрода, определяются оптимальные параметры стимуляции. Процесс оптимизации может занять несколько визитов.

Подробнее о подготовке к операции — в статье «Подготовка к имплантации нейростимулятора».

Современные технологии нейростимуляторов мозга

Нейростимуляторы для глубокой стимуляции мозга быстро развиваются. Последнее поколение устройств существенно отличается от приборов десятилетней давности.

Направленная стимуляция (Directional Leads)

Классические электроды для DBS создавали симметричное электрическое поле вокруг контакта — как свет лампочки во все стороны. Современные направленные электроды (Medtronic SenSight, Abbott Infinity) имеют сегментированные контакты (конфигурация 1-3-3-1), позволяющие «направлять» ток в нужную сторону — как луч фонарика.

Преимущества направленной стимуляции:

• Расширение терапевтического окна на 41–70%
• Возможность избежать побочных эффектов (дизартрия, парестезии), направив ток от нежелательных структур
• Более точное воздействие на мишень

Адаптивная DBS (Closed-Loop)

Стандартная DBS работает в режиме «открытого контура» — стимуляция подаётся непрерывно с одинаковыми параметрами. Адаптивная DBS (aDBS) — технология «замкнутого контура», при которой нейростимулятор автоматически корректирует параметры на основе обратной связи от мозга.

Система Medtronic Percept PC с технологией BrainSense является первым в мире DBS-устройством с функцией адаптивной стимуляции, одобренной для клинического применения (CE Mark, 2020). Нейростимулятор записывает локальные полевые потенциалы (LFP) — биомаркеры мозговой активности — и регулирует стимуляцию подобно тому, как инсулиновая помпа подбирает дозу инсулина в зависимости от уровня глюкозы.

Технология BrainSense

BrainSense позволяет врачу видеть объективные данные о реакции мозга на стимуляцию:

• BrainSense Electrode Identifier — помогает определить оптимальный контакт для стимуляции на основе мозговых сигналов
• BrainSense Survey — запись спектра LFP для выявления бета-активности (биомаркер паркинсонических симптомов)
• BrainSense Timeline — отслеживание мозговой активности во времени для долгосрочной оптимизации терапии
• BrainSense Events — корреляция мозговых сигналов с событиями, записанными пациентом (приём лекарств, ухудшение состояния)

Эти данные помогают нейрофизиологу принимать более обоснованные решения при программировании вместо подбора параметров «вслепую». О жизни с устройством и повседневном использовании читайте в статье «Жизнь с нейростимулятором».

МРТ-совместимость нейростимуляторов мозга

Вопрос проведения МРТ с имплантированным нейростимулятором головы крайне важен, поскольку примерно 7 из 10 пациентов с DBS могут нуждаться в МРТ-обследовании в течение 10 лет после имплантации.

Современные нейростимуляторы мозга имеют условную МРТ-совместимость:

• Medtronic Percept PC — полнотелесная МРТ-совместимость при 1,5 и 3 Тл. Это единственная DBS-система, допускающая полнотелесное сканирование на обоих уровнях индукции
• Abbott Infinity — МРТ-совместимость при соблюдении определённых условий (режим напряжённости поля, параметры SAR)
• PINS Medical — МРТ-совместимость заявлена для ряда моделей

Для проведения МРТ необходимо перевести нейростимулятор в специальный «МРТ-безопасный» режим через программатор. Процедура должна выполняться строго в соответствии с руководством производителя. Подробнее — в статье «МРТ с нейростимулятором».

Стоимость нейростимулятора мозга в России

Стоимость ДБС-нейростимулятора (генератор импульсов + электроды + удлинители) составляет от 800 000 до 2 500 000 рублей в зависимости от производителя и модели. С учётом операции, госпитализации и программирования общая стоимость лечения может достигать 3 000 000–4 000 000 рублей.

Подробнее о стоимости, порядке получения квот и перечне клиник читайте в статье «Стоимость нейромодуляции в России». Также полезна информация в разделе «Центры нейромодуляции в России».

Жизнь с нейростимулятором мозга

После имплантации и настройки нейростимулятора большинство пациентов возвращаются к привычному образу жизни. Тем не менее необходимо соблюдать ряд рекомендаций:

• Регулярные визиты к врачу — для проверки параметров стимуляции и заряда батареи (обычно 1–2 раза в год после стабилизации настроек)
• Перезарядка — для моделей с перезаряжаемой батареей (PINS Medical G106R, Medtronic Activa RC) требуется регулярная зарядка через беспроводное зарядное устройство
• Замена генератора — для неперезаряжаемых моделей (Medtronic Percept PC, Abbott Infinity) через 5–7 лет необходима замена генератора импульсов. Это относительно простая операция (~30 минут, местная анестезия), электроды в мозге остаются на месте
• Избегание сильных магнитных полей — промышленные магниты, сварочное оборудование, некоторые противокражные системы могут влиять на работу устройства
• Предупреждение врачей — при любых медицинских процедурах необходимо информировать персонал о наличии имплантированного нейростимулятора

Подробнее — в статье «Жизнь с нейростимулятором» и «Возможные осложнения нейромодуляции».

Часто задаваемые вопросы

Чем нейростимулятор мозга отличается от нейростимулятора спинного мозга?

Нейростимулятор мозга (DBS) воздействует на глубинные структуры головного мозга для лечения двигательных и психиатрических расстройств. Нейростимулятор спинного мозга (SCS) воздействует на задние столбы спинного мозга для лечения хронической боли. Это принципиально разные устройства с разными показаниями, хотя общий принцип — электрическая нейромодуляция — одинаков.

Больно ли жить с нейростимулятором в голове?

Нет. После заживления послеоперационных ран (2–4 недели) пациент не ощущает электродов и генератора. Стимуляция безболезненна — пациенты обычно не чувствуют импульсов. Генератор под кожей груди может немного выступать, но не вызывает дискомфорта.

На какой срок устанавливается нейростимулятор?

Электроды в мозге имплантируются на неопределённый срок — десятилетия. Генератор импульсов заменяется по мере разряда батареи: каждые 5–7 лет для неперезаряжаемых моделей или каждые 15–30 лет для перезаряжаемых. Замена генератора — простая амбулаторная процедура.

Можно ли отключить нейростимулятор?

Да, DBS полностью обратима. Нейростимулятор можно отключить в любой момент с помощью пульта пациента или программатора врача. При отключении симптомы заболевания возвращаются к исходному уровню.

Можно ли пройти через металлоискатель с нейростимулятором мозга?

Стандартные рамочные металлоискатели в аэропортах безопасны. Однако ручные металлоискатели и противокражные системы в магазинах теоретически могут временно повлиять на настройки. Рекомендуется иметь при себе карту пациента с информацией об имплантате.

Связанные материалы