Syväaivostimulaatio

Syväaivostimulaatio (deep brain stimulation eli DBS) on eräisiin neurologisiin ja psykiatrisiin sairauksiin käytetty hoito, jossa aivoihin on asennettu kalloon porattujen reikien kautta elektrodit, joilla aivoja stimuloidaan sähköisesti. Solisluun alle asennetaan ihonalainen stimulaattori, josta aivoihin lähtee sähköimpulsseja. Hoito kehitettiin alun perin Parkinsonin tautiin ja muihin liikehäiriöihin, kuten dystoniaan ja vapinaan, mutta kokeellisena hoitona sitä on tehokkaasti käytetty myös muun muassa epilepsian, masennuksen ja pakko-oireisen häiriön hoidossa. Kalleutensa vuoksi siihen turvaudutaan yleensä vasta, kun muut hoidot eivät auta.

Hoitoa kokeiltiin alkujaan kivun hoitamiseen. Nykyään sillä hoidetaan vaikeita liikehäiriöitä, mihin se on hyväksytty hoitokeino Euroopan alueella ja Yhdysvalloissa. Euroopassa se on myös hyväksytty hoitokeinoksi epilepsiaan ja vaikeaan masennukseen.

Toimintaperiaate 

Syväaivostimulaatio ei paranna sairautta, vaan sen tarkoitus on helpottaa oireita ja lisätä elämänlaatua. Osa potilaista voi palata hoidon jälkeen takaisin työelämään.

Hoidossa potilaan aivoissa olevat elektrodit johtavat sähkösykäyksiä potilaan aivojen tiettyihin osiin generaattorin määräämässä tahdissa. Lääkäri säätää pulssien keston, jännitteen tason sekä taajuuden potilaalle sopivaksi. Potilas voi myös itse säätää laitteen tehoa kotonaan sekä pysäyttää ja käynnistää laitteen halutessaan.

Syväaivostimulaation täsmällistä toimintamekanismia ei tunneta. Pienitaajuuksinen stimulaatio aktivoi neuroneja, kun taas suuritaajuuksisella ärsytyksellä on estävä vaikutus. Se vaikuttaa myös hermoverkkojen oskillaatioon. 

Parkinsonin taudin kohdalla arvellaan, että syväaivostimulaatio inhiboi hermosoluja ja stimuloi aksioneita aivoissa. Hoidon on osoitettu normalisoivan tavallisesta poikkeavaa oskillaatiota Subtalaamisessa tumakkeessa. Lisäksi se stimuloi aivojen ratayhteyksiä lievittäen näin motorisia oireita. Epilepsian kohdalla hoidon ajatellaan estävän tai häiritsevän epileptistä hermoverkostoa. 

Uusilla suunnattavilla elektrodeilla stimulaatiota voidaan kohdentaa aivoissa. Suunnattavassa elektrodissa on kahdeksan kontaktipintaa ja elektrodeja on aivoissa kaksi. Potilaan laitteeseen voidaan asentaa erilaisia ohjelmia, mitä potilas voi itse valita kotonaan omalla säätölaitteella.

Kirurginen operaatio ja hoidon toteutus 

Hoidossa potilaan aivoihin asennetaan sähköä johtavat elektrodit. Lisäksi asennetaan pulssia tuottava generaattori, joka lähettää sähkösykäyksiä aivojen elektrodeihin. Leikkauksen riskit ovat matalat ja se kajoaa aivoihin vain vähän.

Ennen operaatiota potilas tutkitaan neurologian tai neurokirurgian poliklinikalla. Hänelle tehdään psykiatrinen tutkimus sekä neuropsykologisia testejä. Potilaalle tehdään myös levodopa-testi. Potilaan aivot magneettikuvataan oikean sijainnin löytämiseksi. Elekrodien reitti suunnitellaan tietokoneohjelman avulla. 

Ennen leikkausta potilas pestään antiseptisellä vaahdolla ja korvakäytävät puudutetaan voiteella. Hiukset poistetaan toimenpidealueelta. Pää puudutetaan ja kiinnitetään metallikehikkoon. Leikkaus tehdään puoli-istuvassa asennossa potilaan ollessa valveilla.

Asennusoperaatiossa potilaan kalloon porataan pieni aukko, jota pitkin elektrodi ohjataan oikeaan paikkaansa turvallista reittiä pitkin. Pulssigeneraattori asennetaan solisluun alapuolelle ihon alle. Nämä yhdistetään toisiinsa ihonalaisen johdon avulla. Leikkaus kestää yleensä noin 5-7 tuntia ja tehdään suurelta osin paikallispuudutuksessa potilaan ollen hereillä. Potilas nukutetaan vain hetkeksi. Leikkauksen jälkeen potilas siirretään vuodeosastolle, jossa stimulaatio käynnistetään. Seuranta jatkuu muutamia päiviä vuodeosastolla.

Parkinsonin taudin kohdalla lääkitys keskeytetään 12 tunniksi laitteen säätöjen tekemiseksi. Näin vältetään lääkkeiden säätöjen tekemistä sekoittava vaikutus. Ensimmäisen puolen vuoden aikana säätöjen tekemisestä vastaa kliinikko, joka on yleisesti neurologi. Säätöjä joudutaan tekemään useita kertoja asennuksen jälkeen oikeiden asetusten löytämiseksi.

Epileptisen kohtauksen riskin vuoksi operaation jälkeen tulee kolmen kuukauden ajokielto.

Generaattori ehtyy yleensä 3-5 vuodessa, jonka jälkeen on asennettava uusi virtalähde. Joidenkin ladattavien virtalähteiden laskennalliseksi kestoksi on esitettu jopa 20 vuotta. Virtalähteen vaihto voidaan tehdä paikallispuudutuksessa. Laite on mahdollista poistaa kehosta myöhemmin, mikäli potilas haluaa.

Hoidon käyttö eri taudeissa

Parkinsonin tauti 
Syväaivostimulaatio vähentää hidastuneisuutta ja vapinaa Parkinsonin taudissa. Se lievittää vapinaa merkittävästi 30–80%:lla hoitoa saavista. Hoito lisää huomattavasti päivän toimintakykyistä aikaa ja parantaa potilaan elämänlaatua. Oikeilla säädöillä voidaan vähentää levodopa-lääkityksen määrää, ja parhaissa tapauksissa se on voitu lopettaa kokonaan joksikin aikaa. Hoito ei estä tautia etenemästä.

Hoito on otettu Parkinsonin taudin Käypä hoito -suosituksiin. Se on nykyisin yleisin kirurginen toimenpide taudin edenneessä muodossa ja on syrjäyttänyt talamo- ja pallidotomia-aivoleikkaukset lähes kokonaan. Yleensä hoitoa saavat ovat sairastaneet tautia 10 vuotta, mutta monet 7,5 vuotta sairastaneet voivat myös hyötyä hoidosta. Laite voidaan asentaa tautia 5 vuotta sairastaneelle. Siitä ei ole hyötyä Parkinson plus -tautia sairastaville. Nykytiedon valossa mitä aikaisemmin laitteen käyttö aloitetaan, sitä parempana toimintakyky säilyy sairauden edetessä.

Hoitoa käytetään vain vaikeissa, taudin edenneissä tapauksissa, kun potilaalla on yhä levodopa-vaste, eikä lääkehoito auta riittävästi motorisiin oireisiin. Hoito lievittää tehokkaasti lääkeresistenttiä vapinaa. Tietyt geenimutaatiot voivat heikentää hoidon toimivuutta. Niiden olemassaolo voidaan havaita geenitestillä. Syväaivostimulaatiohoitoa ei voida tehdä potilaille, joilla on korkea ikä, huono kognitio tai joitain eräitä perussairauksia. Huonosti hoidettu diabetes ja hoitamaton verenpainetauti estävät hoidon. Pääsääntöisesti potilaan on oltava alle 80-vuotias, eikä hänellä saa olla dementiaa.

Parkinsonin taudin hoidossa käytetään suuritaajuuksista stimulaatiota. Hoito on tehokas ainakin 5 vuoden ajan. Hoidon teho voi hiipua osalla potilaista, mutta osalla se voi toimia yli kymmenen vuottakin. Oireiden edetessä uusien säätöjen voi auttaa oireisiin.

Epilepsia 
Hoito soveltuu epilepsiaan, kun sairaus on vaikea ja kohtauksia esiintyy lääkityksestä huolimatta. Epilepsiakohtaukset harvenevat siitä, mitä ne ovat olleet ennen hoitoa. Eräässä tutkimuksessa kohtaukset vähenivät 29% laitteen käytön myötä. Kahden vuoden seurannassa noin puolella potilaista kohtaukset vähenivät puolella. Hoito vähentää ja lieventää kohtauksia vaikeassa epilepsiassa muun hoidon osana.

Epilepsiaan liittyvää hoito on mahdollista Euroopassa, mutta ei hyväksytty Yhdysvalloissa. Toisin kuin parkinsonin taudissa, epilepsiassa ei hoitoa anneta jatkuvasti, vaan yhden minuutin verran kerrallaan.

Vaikea masennus 
Hoitoa on kokeiltu heikosti hoidettavissa olevaa vaikeaa masennusta sairastavilla. Tulokset ovat olleet hyviä. Vaikeassa ahdistuksessa hoitoa on kohdistettu aivojen mielihyvään, mielialaa ja palkkiontunnetta sääteleville alueille. Hoidosta on aiheutunut vain vähän sivuvaikutuksia potilaille useimmissa tutkimuksissa.

Hoitoa voidaan käyttää vaikean masennuksen hoitoon Suomessa. Se saattaa vakiintua osaksi taudin hoitoa tulevaisuudessa.

Pakko-oireinen häiriö (OCD) 
Jotkin tautia sairastavat ovat huomanneet pakko-oireiden vähentyneen hoidon seurauksena. Tutkimukset vahvistivat tämän. Stimulaatio lisäsi potilailla estottomuutta ja impulsiivisuutta, mikä palautui tavalliseksi kun stimulaatiota säädettiin vähäisemmälle.

Hoitoa voidaan käyttää Euroopassa taudin hoitoon, mutta tutkimusta ei ole vielä merkittävästi.

Muut sairaudet 
Hoito voi auttaa myös sellaisissa liikehäiriösairauksissa, joiden oireina on vapinaa tai vääntävää liikettä. Syväaivostimulaatiota käytetään yleistyneen dystonian hoidossa muiden hoitokeinojen ohella.

Sen käyttöä on tutkittu Alzheimerin tautiin, sarjoittaiseen päänsärkyyn ja vaikeisiin kiputiloihin. Lisäksi sen soveltuvuutta on myös tutkittu lihavuuden hoitoon ja muistisairauksiin. Syväaivostimulaatio aiheutti eräällä Alzhaimerin tautia sairastavalla muistikuvia menneistä tapahtumista osana toisen sairauden hoitoa. Tutkimuksissa ei kuitenkaan ole edistytty vielä. Myös Touretten oireyhtymän hoitoa on tutkittu.

Syväaivostimulaatiota on myös kokeiltu riippuvuuden hoidossa, mutta tulokset ovat olleet ristiriitaisia, eikä syväaivostimulaatiota suositella hoitokeinoksi ainakaan tällä hetkellä.

Riskit ja mahdolliset seuraukset 
Syväaivostimulaation suurimmat riskit liittyvät infektion saamiseen (riski 0-15%) ja aivoverenvuotoon (riski 0-10%). Myös iho saattaa kulua generaattorin kohdalta, johdot saattavat mennä rikki (0-15%) tai osat liikkua paikaltaan (0-3%).

Pysyvinä sivuvaikutuksina on joillain myös havaittu seksuaalivietin lisääntymistä, virtsaamisvaikeuksia, vaikeuksia löytää oikeita sanoja sekä muistivaikeuksia. Myös ohimenevä hypomania on mahdollinen. Potilailla tulee tavanomaisesti pientä painonnousua pakkoliikkeiden loputtua. Ihonalaiset johdot saattavat tuntua kiristäviltä. Hoito saattaa myös aiheuttaa kihelmöintiä ja huimausta.

Hoito voi Parkinsonin taudissa hidastaa potilaan työmuistia, ajattelun ketteryyttä sekä sanallista ilmaisua. Se ei kuitenkaan lisää kognitiivisia ja psykiatrisia oireita kaikilla. Kun stimulaation vaikutukset kohdistuvat aivojen assosiatiivisille ja limbisille alueille, voi tämä aiheuttaa potilaalle uusia mieliala- tai käytösoireita. Epilepsiaa sairastavilla on havaittu muistivaikeuksia. Hoito kuitenkin lisää toimintakykyä yleisesti.

Riskien välttämiseksi potilaan tulee vähentää alkoholin käyttöä kuukausi, pari ennen operaatiota. Tupakointi on lopetettava 6-8 viikkoa ennen operaatiota. Luontaistuotteiden, kuten kalaöljyn ja C-vitamiinin, käyttö on lopetettava kahta viikkoa ennen leikkausta.

Leikkauksen jälkeen kirurgisia toimenpiteitä varten tarvitaan antibioottisuojaus. Laite on suljettava mm. sydänfilmiä varten.

Asennuksen jälkeen potilaan on syytä vältellä suuria magneettikenttiä, joita syntyy esimerkiksi hitsaamisessa. Uusilla laitteilla potilas voidaan nykyään magneettikuvata. Magneettikenttiä syntyy myös induktioliedessä. Lentokentän turvatarkistuksessa käytettävät laitteet voivat hälyyttää syväaivostimulaatio-laitteistosta, sekä aiheuttaa niihin hetkellisiä muutoksia. Operaation jälkeen potilaalle annetaan dokumentit, jotka voi esittää lentokentällä.

Hoito Suomessa 
Kaikki Suomen 5 yliopistosairaalaa tarjoavat syväaivostimulaatiota liikehäiriöihin, Tampereen yliopistollinen sairaala on profiloitunut myös epilepsian ja psykiatristen sairauksien hoitoon. Hoito tehdään Suomessa aina yliopistosairaalassa, sillä aivoihin kajoavat toimenpiteet vaativat huolellista tutkimusta.

Tampereen yliopistollinen sairaala tekee eniten syväaivostimulaatioleikkauksia maailmassa. Yliopiston mukaan sen osaaminen on maailman huippua ja yliopiston erikoislääkärien osaamista hyödynnetään hoitolaitteen tutkimuksessa ja kehittämisessä. Syväaivostimulaatiohoidot on aloitettu Suomessa 1990-luvulla. Ensimmäinen operaatio tehtiin Helsingissä vuonna 1995. Ensimmäinen suuntaava elektrodi asennettiin vuonna 2017 Parkinsonin tautia sairastavalle miehelle Helsingin ja Uudenmaan sairaanhoitopiirissä.

Hoitoa annetaan sellaisille potilaille, joilla on neurologisia sairauksia, mihin ei lääkehoito tai muut hoitomuodot auta. Vuonna 2016 hoitoa saaneista 75% sairasti Parkinsonin tautia. Leikkauksen hinta oli noin 30 000–40 000 euroa vuonna 2011.

Teknisiä ominaisuuksia 
Elektrodit tehdään yleisesti platina-iridium-seoksesta. 

Elektrodin jännite parkinsonin taudin hoidossa on yleensä 2-5 volttia. Pulssin tavanomaisimmin käytetty taajuus on 130 hertsiä ja leveys 60 mikrosekuntia. Jännitteen, taajuuden ja pulssin leveyden kasvattaminen lisää virrankulutusta ja lyhentää patterin käyttöikää.

Merkittäviä laitteistonvalmistajia alalla ovat Medtronic, Boston Scientific, Abbott, Beijing Pins ja SceneRay.

Lähteet

Aiheesta muualla

Neurokirurgia