Tiefe Hirnstimulation mit neuester Technik: Medtronic Percept bei  Bewegungsstörungen, Zwang, Depressionen und anderen Indikationen

Vorläufige Fassung ( vom 10.10.2022 ) , die sukzessive erweitert wird, speziell bei dem Feld " selbstlernendes Gerät und " Closed Loop ".

 

Das Gerät selbst bietet aber auch hier schon die Voraussetzungen für eine

  1.  stark anpassbares Stimulationsfeld
  2.  eine kleinere Baugröße und Stromverbrauch
  3. Das Auslesen  von Reaktionen des umgebenden  Nervengewebes

     und mindestens die Vorrausetzugen
  4. das neue Erkenntnisse aus dem " Auslesen von Stimulationsfeldern  " später angespasst werden können.
  5. und im Closed Loop  selbstätig reguliert werden können

Normalerweise stellen wir nur das  aktuell mögliche  vor, was bei dem Medtronic PERCEPT aber mit den Möglichkeiten, die es bieten kann, quasi überschneidet.

 

Als selbstregulierendes Gerät ist er noch nicht zugelassen, aber mit den erforderlichen Daten, könnte der Percept es.

 

Das Auslesen von Gehirnströmen findet hingegen schon sukzessive statt, und hilft auch bei der Einstellung, aber  hier bedeutet, es  das  das Gerät noch laufend dazulernt.

 

Eien händische  Einstellung auf Basis der Daten durch den Neurochirurgn erfolgt aber schon und dieses  Funktion ist auch zugelassen.

 

Ausserdem weisen wir darauf hin, das nicht nur Medtronic an diesem Verfahren arbeiet sondern auch andere Firmen wie Boston Scientific, Abbott, Neuropace, jeweils in unterschiedlichen Entwicklungsstadien

 

( Aktuelle Studienergebnisse und  Auzssagen der Firmen  am Ende der Seiet zum Dowload  )

 

Funktion der THS zur  Verbesserung der Symtome  bei Bewegungsstörungen, Zwängen und Depressionen

Bei verschiedenen Nervenkrankheiten geht man davon aus, daß verschiedene Schaltkreise im Gehirn gestört sind.
Je nach Erkrankung sind dies unterschiedliche Schaltkreise, die an einem bestimmten Punkt nicht funktionieren.

 

Um diese  " außer Takt " geratenen Schaltkreise wieder zum korrekten Funktioniern zu bringen wird bei der THS Strom von einem Impulsgenerator ( IPG ) über Kabel und ein Eletrodean die richtige Stelle platziert.

Die Zielpunkte sind für jede Krankheit anders ( etwa bei Parkinson und bei der Zwangsstörung.)
daher bietet die THS Erfolge sowohl bei Bewegungsstörungen als auch bei  psychischen Erkrankungen.

 

Der Patient spürt  von dem Gerät in der Regel nichts.

 

 Dsa neue Gerät ist 20 % kleiner und verbraucht  ( etwa 15 % ) weniger Strom.

 

Es wird künftig das Standard.gerät sein

 

 

 

 

 Quelle: Jakobs, Martin & Fomenko, Anton & Lozano, Andres & Kiening, Karl. (2019). Cellular, molecular, and clinical mechanisms of action of deep brain stimulation-a systematic review on established indications and outlook on future developments. EMBO Molecular Medicine. 11. 10.15252/emmm.201809575.

Zielgerichtetete  THS durch neue Geräte ( etwa Medtronic Percept )mit mehr Wirkung und weniger Nebenwirkungen

Bei den bisherigen Geräten war es nur möglich, eine rundes oder kugelförmiges Stimulationsfeld zu erzeugen.

Mit neuen Geräten ( wie dem Medtronic PERCEPT ) kann diese Feld  nach verschiedenen Seiten ausgerichtet und verformt werden.

 

Die  Vorteile: 

 

Die Wirkung auf bestimmte Beriche lässt sich verstärken
Bei einem kreisförigen Stimulationsfeld können Nebenwirkungen auftreten.

Jetzt kann der Neurochirurg  vermeiden, das er ein solches Feld zwangsläufig mitstimuliert und damit Nebenwirkungen minimieren.

Eine vielfach zielgenaue  Behandlung wird erreicht

 

Wie erreicht man eine zielgenaue  Stimulationder erkrankten Bereiche ohne gesunde oder unerwünschte  mit zu stimulieren ?

Bilder mit freundlicher Gnehmigung der Firma Medtronic, bezogen auf die Testphassen bei Bewegungsstörungen )

Wie erreicht man dies ?

 

Bisher waren die Elektroden rund um dum das Kabel verteilt - also durchgängig:

Das erzeugt eine kugelförmiges Stimulationsfeld.

Wie man bei dem neuen Geräten sieht ( hier Medtronic Percept ) sind die mittleren Elektoden dreigeteilt und können jeweils mehr oder weniger eingesetzt werden.

 

Dadurch lässt sich die Stimulationblase deutlich individueller gestalten.
In etwa kann man  das Stimulationsfeld wie einen" Leuchtturm " ausgerichten.

 

Der Neurochirurg hat also deutlich mehr und verbesserte Möglichkeiten.

Der Medtronic Percept: Nicht nur stimulieren,  sondern auch  Auslesen der Nerventätigkeit im erkrankten Gebiet: Optimierung der Stimulation:             "Der Gedankenleser "

Bisher konnte der Impulsgenerator über sein Kabel nur elektrische Ströme an das zu behandelnde Gebiet senden.

Die Erfolgsquote, etwa bei Zwangsstörungen, lag trotzdem bei beachtlichen  60 % bis 70 %, dass der Patient eine Besserung erfuhr.

 

Das neue Gerät arbeitet nun in zwei Richtungen:

Zum einen wird wie bisher ein leichter Strom abgegeben.

Zum anderen sind die neuen Geräte aber über ein zweites Kabel, das mit verbaut wird , auch in der Lage , die Wirkung auf das stimulierte Feld zu messen.

Dadurch kann die Einstellung äußerst individuell einegerichte werden.

 

" Das erste seiner Art SenSight™ direktionale DBS-Elektrodensystem kombiniert die Vorteile der Direktionalität mit der Kraft der Wahrnehmung. Die SenSight™-Richtelektrode und die SenSight™-Verlängerung bestehen aus proprietären Materialien, Komponenten und Prozessen und arbeiten nahtlos mit dem Percept™ PC-Neurostimulator zusammen, um die Erkennung lokaler Feldpotentiale (LFPs) zu verbessern, die 1 Million Mal kleiner sind als DBS-Stimulationsimpulse." ( Medtronic  Broschüre)

 

 

Diese  neue Methode, Sensight genannt,ermöglicht es Hirnströme in sehr kleinen Dimensionen darzustellen.

Man nennt diese auch lokale Feldpotentiale (  LFP )

 

Die Technik ist dabei in der Lage Hirnströme am Zielpunkt der Elektrode darzustellen, die 1 Million mal schwächer ausfallen, als die durch den Stimulator gesendeteten Ströme.

 

Damit kann der Neurochirurg objektiv erkennen, was sich bei einer Stimulation im Hirngewebe genau ändert und die Einstellung genau anpassen.

Bis zu diesem Punkt ist  das Gerät aktuell anwendbar, aber vorbereitet für die folgenen Fähigkeiten, die es dann im Optimalfall erfüllen kann.

Hier spielt die laufende Forschung noch eine große Rolle,.

 

Diese findet aber direkt am Patienten statt, so das jene mit dem bereits implantierten Stimulator  auch als erste profitieren werden.

So  führen einige Zwangserkrankungspatienten mit diesem Gerät ein Smartphone Tagebuch, das mitd en Daten des Gerätes abgeglichen wird, und schon erste Fortschritte bei der Anpassung  ermöglichen.

Das  "Auslesen " mit den Hirnschrittmacher Daten erlaubt auch durch die Messung von neurobiologischen Tätigkeiten das Bestimmen eine Krankheit: Biomarker

Es gibt aber noch einen weiteren großen Vorteil dieses Systems.

 

Weil die  Sensight - Technologie die ( Fehl - ) Funktionen bestimmter Areale " auslesen " kann , kann sie auch Muster erkenne, die für eine Krankheit  typisch sind:

 

Etliche Krankheiten sind  nicht 100 & ig durch Patienten - Aussagen verifizierbar.

 

So braucht es einen ausgewiesenen Experten um etwa Parkinson von Essentiellem Tremor zu unterscheiden.

 

In einem anderm Beispiel konnte der Neurostimulator etwa zwischen " schechter Laune " und einer tatsächlichen " depressiven Episode " unterschieden - ( Einzelversuch mit einem Gerät der Firma  Neuopace )

 

Die Brainsight genannte Methode, Sensight sind die Elektroden, die dies ermöglichen Technologie wird also auch diagnostisch genutzt ( werden ) und kann als sogenannter

Biomarker genutzt werden

 

Obgleich das Gerät bereits für die " Selbstregulierung " vorgesehen ist, ist zur  Zeit nur die Open - Loop - Variante - zugelassen, aktuell profitieren  die Patienetn noch durch die " händische Einstellung des Gerätes, auf Basis der  verbesserten Daten der Technologie

Mit dem Medtronic Percept zu einem sich selbstregulierenden System:  Closed Loop System

Es gibt Erkrankungen, nahezu alle, bei denen mal eine stärkere Stimulation, mal eine geringere  erwünscht ist.

Parkinson Patienten etwa, regulieren das Gerät selbst für bestimmte Tätigkeiten hoch ( wenn das Zittern -  der Tremor zu stark ist, und herunter wenn das Gegenteil der Fall ist - der Rigor (eine Art Erstarrung/ Steifheit ).

 

Allein diese Möglichkeit bringt eine große Selbstbestimmtheit mit sich.

Auch Zwangskranke fühlen sich manchmal " unterstimuliert ", manchmal " überstimuliert " gegebenfalls brauchen sie im Schlaf die Stimulation gar nicht,.

 

Es ist aber eine Herausforderung, dies selbst von Hand zu regeln.

 

Der Medtronic PERCEPT ist in gewisser Weise  auch ein " lernendes System";
Wie dargestellt , erkennt er die neurologische Intensität eines Behandlungsfeldes ( LFP ) mit hoher Genauigkeit:

 Mit der Kombination aus " Auslesen  " und " Stimulieren " kann das Gerät, irgendwann autonom entscheiden:

 

" Braucht der Patient im Moment eine hohe oder eine niedrige Stimulation ? "

 

Es ist dann ein Closed Loop ( geschlossenes Regelkreiswerk ) System, bei dem der Patient  selbst nichts unternehmen muß.

 

Zur Zeit ist diese Fuktion noch teilweise im Lernprozess ( Zwangserkrankte  etwa führen ein Tagebuch und dies wird mit den gespeicherten Messungen des Hirnschrittmachers abgeglichen ),

 

Bei anderen Erkrankungen ( Parkinson ) ist man schon etwas weiter.

 

Da der Strom hier auch nicht ständig an ist, wird auch hier Strom gespart und die Lebensdauer des Geätes verlängert.

 

Dieses neue System ist  erst Mal noch in der Lernphase, etwa für die Neurochrurgen, daher ist man bei manchen Erkrankungen schon weiter, bei anderen eher etwas näher am Anfang.

 

 

Es gilt hier auch:

Umso mehr Personen dieses Gerät bekommen, und umso mehr dieser ausgelesenen Lernprotokolle vorhanden sind, umso besser erkennen die Neurochirurgen, was " normal" oder " akzeptabel " ist und  was " weniger.

 

Parkinson  - Patienten sind daher reinzahlenmäßig im Vorteil, weil hier die meisten Geräte implantiert sind UND weil hier die Reaktion direkt beobachtbar ist.

 

Wie schon gesagt, sollen etwa Zwangspatienten in Studien eine Art Tagebuch auf einem Smartphone  führen:

 

" Wann ging es mir besonders gut / schlecht, hatte ich an dem Tag  bestimmte Medikamnete, oder Tabletten, gab es belastende Ereignisse.

 

Das Ganze wird dann mit dem Protokoll des Gerätes abgeglichen.

 

Hier ist  sicher auch noch ein bißchen " Testphase " mit drin, aber es ist ein ausgemachtens Ziel , GERADE bei den psychischen Erkrankungen dies voranzubringen.

Denn die Neurochrurgen  sind genau hier

 

  1. auf der Suche nach sogenannten Biomarkern, also etwas wie man genau die Krankheit definieren kann, aber
  2. auch wie es auf die einzelne Person individuell wirkt

     

Bei Parkinson etwa gibt es einen solchen Test, genannt " Leva - Dopa  - Test " , ein Medikament, das dem Patienetn verabreicht wird:

Reagiert er darauf ist  sehr sicher, das er auch auf  die Tiefe Hirnstimulation reagiert.

 

* Anmerkung: Hier wird noch ein Zitat aus einem US amerikanischen  Bericht erscheinen, der zeigt, das man jetzt schon profitiert, aber auch der Weg ein noch ein" running progress " ist

DBS-Systeme mit geschlossenem Regelkreis die die..... elektrophysiologischen Surrogate  .... erkennen und mit der Abgabe einer automatisch angepassten Stimulation reagieren können.

 

Solche Biomarker-basierten neuronalen Schnittstellen stellen einen großen Fortschritt dar, um die Ergebnisse von Patienten zu verbessern, die mit DBS behandelt werden, und unser Verständnis der pathophysiologischen Mechanismen, die ....  zugrunde liegen, zu verbessern.

 

In diesem Perspectives-Artikel argumentieren wir, dass DBS mit geschlossenem Regelkreis nicht nur Vorteile bei Patienten mit Parkinson bietet, sondern auch die derzeitigen Indikationen für DBS auf ausgewählte psychiatrische Erkrankungen ausdehnen könnte, bei denen die Symptome in ähnlicher Weise durch pathologische Schaltkreisaktivität des Gehirns verursacht werden.


Nature Reviews Neurologie Volumen 15 , Seiten343–352 ( 2019

Biomarker für die Closed-Loop-Tiefenhirnstimulation bei der Parkinson-Krankheit und darüber hinausWalid Bouthour ,Pierre Megevand ,John Donoghue ,Christian Lüscher ,Niels Birbaumer &Paul Krack

Medtronic Percept:Spürbar bequemer und stromsparender

Der Medtronic  Percept bietet aber auch unmittelbar für den Patienten Vorteiel:

Er ist 20 % flacher, benötigt 20 %  weniger Volumen und 20 % weniger Strom.
Das hat den Vorteil , das er noch wenger spürbar ( als der ohehin bereits kaum bemerkbare ) Hirnschrittmacher ist.

Außerdem muß er seltener ausgetauscht werden, da er weniger Strom benötigt.

 

Allerdings ist dieser bisher batteriebetrieben, muß also nach Entladung ausgetauscht werden

Ab  nächstem Jahr ( 2023 ) ist der Hirnstimulator auch auch als wiederaufladbares  Gerät verfügbar

Weitere Literatur und Studienergebnisse ( teils maschinell übersetzt  mit DeepL )

Erster Studienversuch mit einem selbstregulierendeen System der Firma Neupace
Dieser Artikel bietit einen Einlick in das Gebiet des Auslesens von Nervenfeldern und einem selbstregulierenden System - in dem Fall bei Depressionen.
Weitere Forschung ist nötig.
Neuro Pace - System.docx
Microsoft Word Dokument 15.0 KB
SmartTtrak: Die Möglichkeiten des Percept und die " eingebaute " Forschung im Medtronic Percept: https://www.smarttrak.com/smarttrak-resources-articles
Hier berschreibt die Firma Medtronic im Interview, was bereits möglich ist, welche Zulassungen es gibt, was mit der Auslesung der Hirnaktivitäten möglich ist, und mit dem EXISTIERENDEN Gerät für weitere Möglichkeiten geplant sind .
Medtronic Ups its Game with Percept DBS
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