Obecné Ob é patofyziologické t f i l i ké principy i i neuromodulačních metod a jejich klinické uplatnění
prof. MUDr. Richard Rokyta, DrSc. Karlova Univerzita v Praze,, 3. Lékařská fakulta,, Ústav normální, patologické a klinické fyziologie, Praha 24. 2. 2009 Praha Hotel ILF
Neuromodulační metody jsou nedestruktivní a reverzibilní způsoby ů b léčby léčb chronických h i ký h bolestí. b l í
Neurochirurgie destrukční ‐ neurochirurgie rekonstrukční. rekonstrukční Neuromodulační metody metody stimulační (stimulace nervových tkání) intraspinální a nitrokomorové aplikace léků. Neurostimulační metody: ‐ periferní nervová stimulace ‐ PNS ‐ stimulace míchy či zadních a anterolaterárních drah míšních – SCS – spinal cord stimulation ‐ hluboká hl b ká mozková k á stimulace ti l ‐ DBS – deep d b i stimulation brain ti l ti ‐ stimulace motorické mozkové kůry ‐ MCS – motor cortex stimulation ‐ rTMS – repetitivní transkraniální mozková stimulace B) Intraspinální aplikace: epidurální, subarachnoidální a intracerebrovetrikulární aplikace p léků.
PNS – periferní nervová stimulace. stimulace Nejčastěji j j p používána jjako TENS – transkutánní elektrická nervová stimulace Je to blokáda vzniku akčních stimulace. potenciálů na periferii. Blokuje tetrodotoxin rezistentní Na+ kanály (4 z 10 Na kanálů) kanálů). Má stejný efekt jako lokální anestetika. Blokuje vznik patologického l i kéh akčního kč íh potenciálu iál a bolest se nepřenáší.
Sodíkové kanály kanály. Je jjich 9 ((1-9)) z toho 5 tetrodoxin senzitivních a 4 tetrodoxin rezistentních. Tetrodoxin je látka z ryby Tetrodos, Tetrodos která blokuje selektivně sodíkové kanály. Pro bolest je charakteristická blokáda tetrodoxin rezistentních kanálů. James Cook Japonci
Na periferii se uvolňují při TENS některé mediátory: serotonin t i substance P GABA CGRP (calcitonin gene related peptide) v míše enkefalin enkefalin.
Electrodes implantation to peripheral nerve
Implanted electrodes to peripheral nerve
RTG scan of implanted electrodes to n. brachialis
Exam of system
Periferní nervová stimulace se používá při běžných ý periferních bolestech i v léčení 1. KRBS a,KRBS 1 - mononeuropatie b,KRBS 2 - částečná avulze cervikobrachiálního plexu 2. neuropatie na podkladě úžinových syndromů (karpální t tunel, l Guyonův G ů kkanál) ál) 3. pooperační trauma 4. p poškození p po injekcích j ap po operacích p (p (poškození inkvinálního nervu, infrapatelárního nervu, n. saphenus a kostobrachiálního nervu) 5 neuropatické bolesti na horní končetině v oblasti n 5. n. radialis, n. ulnaris, n. medianus 6. neuropatické bolesti na dolní končetině: n. ischiadicus, n. peroneus, n. posterotibialis, n. femoralis,n. saphenus a n. suralis.
Destructive methods on spinal cord
SCS – spinal cord stimulation. Stimulace anterolaterálních provazců míšních – tractus spinothalamicus i th l i lateralis l t li a ventralis t li a stimulace ti l zadních d í h provazců. Při míšní stimulaci se uvolňují: endogenní opioidy - enkefaliny, - endorfiny (β endorfin) - dynorfin. y Blokují transmisi bolesti tím, že obsazují receptory bolesti již na míšní úrovni. Silným podnětem uvolníme nejen tyto endogenní d í opioidy, i id ale l ttaké ké ffacilitujeme ilit j rychle hl vedoucí d í vlákna Aα, Aβ a eventuálně vlákna B a ztlumíme vodivost vláknyy C a Aδ.
Patofyziologie SCS Antinocicepce 1 Při bolesti na míšní úrovni vzniká hypersenzitizace, 1. hypersenzitizace dosud nezapojené bolestivé neurony (silent neurony mlčící) začnou pálit vysokou frekvencí a předtím nebolestivé stimulace vyvolávají aktivitu v nociceptivních drahách. SCS inhibuje tyto patologické aktivity. 2. Uvolňuje se GABA v zadních rozích míšních a snižuje patologicky t l i k zvýšený ýš ý ttransmiter it glutamát. l t át Aktivují se i GABA B receptory a adenozinový systém. Adenozin je transmiterem descendentní inhibice stejně jako serotonin a noradrenalin. Proti opioidní teorii svědčí to, že v některých pracech bylo dokázáno že naloxon je selektivním blokátorem dokázáno, opioidních receptorů, neblokuje antinociceptivní účinek hluboké mozkové stimulace ať již periakveduktální nebo peri entrik lární periventrikulární.
Vazodilatace SCS má vliv na bolesti cévního původu (angina pectoris), vzniká vazodilatace. Při vysoké frekvenci stimulace ti l 150 – 200 H Hz se uvolňuje lň j CGRP CGRP, kt který ý rovněž ěž způsobuje vazodilataci. Zvyšuje se mikrocirkulace a počet perfundovaných kapilár. V srdci byla prokázána redistribuce krve v ischemické svalovině během srdečních stimulací metodou PET (positronové emisní tomografie). Za to je zodpovědný myokardinální betaendorfin. SCS má i sympatolytický efekt i když nejsou přímé důkazy o blokádě kardiální sympatické aktivace aktivace. SCS redukuje požadavky na spotřebu O2 a tím zlepšuje srdeční ischemii. C vláken v srdci je málo, kardiální bolest proto se může ůž snadněji d ěji ovlivňovat, li ň protože ž se ovlivní li í menší počet vláken. Účinek SCS je kombinací antinociceptivního a vazodilatačního mechanismu účinku.
Použití SCS 1.KRBS 1 KRBS – účinnější než PNS 2.CLBP – chronic low back pain 3.FBSS – faild back surgery syndrom – p u 62%,, 40 % se vrací do práce p úspěšná 4.Coccygodynie 5 Ischemické syndromy – zvyšuje průtok 5.Ischemické v a. carotis communis z 231 na 343 ml/min tjtj. o 48% ml/min. 6.Zlepšuje lokální působení chemoterapie
Akupunktura p Zejména aktivuje systém endogenních opioidů částečně se využívá i vrátková opioidů, teorie.
DBS deep brain stimulation – hluboká mozková stimulace týká se těch oblastí oblastí, kudy prochází bolest bolest. Začínalo se v jádře VPL ventroposterolateralis t t l t li a VPM ventroposteromedialis a nucleus mediodorsalis di d li - MD. MD N Nevzniká iká ú úplná l á bl blokáda kád bolesti. Náhodně se u pacientů ztlumil třes. D Dnes jje hl hluboká b ká mozková k á stimulace ti l jje doménou léčení třesu při Parkinsonově chorobě h bě a při ři roztroušené š é skleróze kl ó mozkomíšní.
MCS – motor cortex stimulation. P t f i l i Patofyziologie Je to překvapující efekt, stimuluje se mozková motorická kůra a ta ovlivňuje j senzorické vstupy. py Ortodromně se stimulují talamická motorická jádra a potom celý talamus. V talamu je 90 % GABA receptorů a neuronů a uvolňuje se v něm velké množství GABA. Nejvýznamnějším motorickým jádrem je nucleus ventralis lateralis VL, který přijímá aferentaci z bazálních ganglií a mozečku a projikuje se do gyrus precentralis do Brodmanových oblastí 4 a 6. Stimulací se ovlivní GABA A receptory. GABA se šíří do dalších oblastí mozku zejména do limbických struktur (inzula gyrus cinguli arterior – ACC, (inzula, ACC mediální část prefrontální mozkové kůry). Při korové stimulaci je tlumena senzoricko-diskriminační složka bolesti, ale také složka afektivně emoční, emoční eventuálně motorická motorická. Motorická talamická jádra mohou ovlivňovat kličkou další talamická jádra VPL a VPM a odtud se dostává bolestivá informace do g r s poscentralis gyrus poscentralis.
Mozek se stimuluje nízkou frekvencí 25-50 Hz u neuropatické bolesti, centrální t ál í postiktální tiktál í bolesti, b l ti trigeminální g neuropatické p bolesti,, u medulární a radikulární bolesti. Musí se provádět nižší intenzitou než je motorický práh. Tím že postihuje amplitudu spinálního reflexu R3 svědčí i pro aktivaci descendentního bolestivého inhibičního systému.
Analgetický efekt korové stimulace je kaskáda a začíná se projevovat 1- 4 dny po začátku stimulace. Používá se podobně jako u SCS u farmakorezistentních bolestí bolestí. Byl použit i u talamické bolesti. Talamická á bolest je způsobena ů nejčastěji č ě trombózou arteria thalamica posterior. Dříve se tato neodstranitelná d i l áb bolest l se léčil léčila pouze tím, í žže se prováděla koagulace talamu, ale to nebylo vždy ú ěš é K úspěšné. Korová á stimulace ti l d dokáže káž ttuto t b bolest l t odstranit až v 70 % a to je úspěšný zákrok.
Indikace MCS -neuropatické bolesti -centrální postiktální bolest -trigeminární neuropatická bolest -radikulární bolest -deaferentační deaferentační bolest -talamická bolest (odstraní se až 70 % této -nesnesitelné bolesti)
Repetitivní transkraniální g stimulace - rTMS. magnetická Neinvazivní metoda. Mechanismus účinku je podobný jjako u MCS.
Transcranial magnetic stimulation (rTMS)
Principle of method: • Induction of magnetic field instensity 1-2 T - Faraday induction - Creation of electrical field on membrane ne neurons rons - Change of electrochemistry membran potential • Noninvasive method
Direction of coil localization
• Functional localization – use in chronic pain therapy • Functionally anatomical localization • Anatomical A t i l llocalization li ti • Stereotactically y controlled localization
Parametry - frekvence 10 Hz - 3 série é i (12 stimulů) ti lů) - 1 série – 85 % motorického prahu - 2 série – 90 % motorického prahu - 3 série – 95 % motorického prahu
VAS in orofacial pain
significant difference VAS after 1st, 2nd and 3rd serie againstte state before stimulation
Indikace rTMS - testovací metoda p pro MCS - postiktální bolest - deaferentační bolest – avulze brachiálního plexu - fantomová bolest - pahýlová bolest - talamická t l i ká b bolest l t - postherpetická neuralgie - atypické orofaciální bolesti - spinální stenózy - low back pain
Neuromodulace Používají se při neúspěchu léčby rehabilitační rehabilitační, farmakoterapie, psychoterapie a neúspěšné intervenční terapie. Je to zejména u různých typů - neuropatických bolestí - neléčitelné talamické bolesti - deaferentační d f t č í bolesti b l ti - fantomové bolesti Je nutné ještě vysvětlit několik patofyziologických mechanismů různých neuromodulačních d l č í h metod. t d
