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脑起搏器(DBS)技术

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  DBS知识科普:

  在2014年热播的美剧《超脑特工》(Intellegence)中,主人公Gabriel是一名有特殊天赋的探员,他的大脑中植入了一枚堪比超级计算机的微芯片,能在有效距离之内接收或控制所有电磁频谱。

  他成为世界上第一个能够用大脑直连接入互联网、Wifi信号、电话通讯和卫星数据的人类,可以在最短的时间内从遍及世界的“电子网格”中获取所需的信息。他仅凭大脑就能入侵世界上任何数据中心或者获取关键情报,保护先进的利益不受到“敌人”的威胁。

  在许多其它科幻电影中,也经常会有类似的桥段:通过植入大脑的一些微小的人工系统,可以改变、植入记忆,或者让人变得无所不能。这些看上去似乎很遥远的技术,已经在临床上应用于治疗帕金森病等诸多神经系统疾病。

  脑起搏器是一种神经调控技术。主要是通过植入大脑中的电极,放出高频电来刺激控制运动的相关神经核团,电刺激信号干扰异常的神经电活动,从而减轻患者运动障碍症状。而其又被称作“大脑起搏器”疗法。

  一听说“起搏器”,我们一般联想到的是心脏起搏器。慢性心脏病患者依靠这种小小的起搏器继续活下来。随着新技术的发展,电池收缩,电极变得越来越小却更精确,心脏起搏器也越来越小却更复杂,医生还可通过无线遥测为了解病人心脏的实时状态,为病人制定健康计划。

  如今,起搏器摇身一变,“进化”成“脑部的起搏器”——深度脑刺激术,用来治疗神经疾病。在先进,深度脑刺激术已被批准用于治疗帕金森病,它还能缓解其他病症,比如强迫症、抑郁症、慢性疼痛和癫痫,甚至有可能治愈阿尔茨海默症(老年痴呆)。

  DBS研发背景:

  1987年,来自法国格勒诺布尔大学的Alim-LouisBenabid 教授和Pierre Pollak教授发表了第一篇应用脑起搏器治疗运动障碍疾病的文章,从那时开始,脑起搏器的4个适应症开始逐渐得到批准。

  1992年,欧洲展开了脑起搏器治疗特发性震颤的研究。

  一年后,1993年,脑起搏器疗法在加拿大、欧洲和澳大利亚被批准用于治疗特发性震颤。

  1997年被先进FDA 批准,当时选用的靶点为丘脑,丘脑为脑内信号的中转中心,对运动的控制起着重要作用,通过电刺激丘脑能够控制和改善特发性震颤和帕金森病伴随的震颤。

  1998年,脑起搏器疗法在加拿大、欧洲和澳大利亚批准用于治疗帕金森病。

  2001年,脑起搏器治疗帕金森病的疗效和安全性被《新英格兰》杂志报道。

  2002年先进FDA 批准脑起搏器治帕金森病。这是一个里程碑似的时间点,从此,脑起搏器疗法可延展用于治疗对左旋多巴有效的帕金森病患者。丘脑底核(STN)和苍白球内侧部(GPi)是大脑中控制运动的两个重要的神经核团,通过电刺激丘脑底核或苍白球内侧部,能够很好的控制帕金森病的某些运动症状。同时,脑起搏器被批准可以兼容有条件的核磁共振扫描(MRI)。

  2003年,人道主义豁免权(HDE*)和欧盟(CE mark)批准脑起搏器治疗原发性肌张力障碍。同时,脑起搏器治疗帕金森病的长期疗效和安全性得到肯定的正面报道。

  2014年9月8日,有诺贝尔生理或医学奖风向标之称的拉斯克临床医学奖,授予了第一个采用脑深部电刺激疗法(俗称脑起搏器)治疗帕金森病的法国外科医生Alim Louis Benabid和研究基底节环路、为脑深部电刺激提供理论指导的先进神经内科医生Mahlon Delong。

  DBS技术原理:

  脑起搏器是治疗帕金森病治疗中的最大的突破。通过植入体内的脑起搏器,刺激脑内控制运动的相关神经信号,从而消除帕金森病的症状,使病人恢复自如活动和自理能力。

  所谓“脑起搏器”是脑刺激器的通俗名称,既将一支不足1毫米粗细的精细电极,在患者大脑上精确定位后,放置到脑内的特定部位。这支电极与火柴盒大小的微电脑刺激器相连接,通过微电脑刺激器发送个性化的电信号,整合大脑的相关信息传递,使人体的活动达到协调状态。而安装电极既不损伤大脑,也不会改变大脑的任何结构。微电脑刺激器通过患者的皮下“隧道”植入到胸前皮下,皮肤表面没有任何痕迹。通过对微电脑刺激器参数的调控,患者即可恢复正常人的生活状态。

  医生用手中的遥控器对准埋置在患者皮下的微电脑刺激器,就可以调控需要的参数,改善患者的病态,原来患帕金森病不能走动的“木头人”,转眼就能走动了;原来肢体颤抖不停患者,调节器一按,患者就会变得安静了;原来肢体疼痛难忍,不知不觉中,疼痛便消失的无影无踪;原来患强迫症不停歇地重复做一件事,遥控器也可把这样的顽固念头抛在九霄云外。

  “脑起搏器”即脑刺激器治疗可以缓解帕金森病的所有主要症状,甚至完全解除其中的一些症状。而且,“脑起搏器”的刺激作用是可逆转的,关闭刺激电源,其作用随即停止。其次“脑起搏器”不对脑组织造成永久性损害,其安全程度比“细胞刀”造成的毁损手术要高。

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