原發(fā)性震顫是一種神經(jīng)系統(tǒng)疾病，可引起手部有規(guī)律的晃動(dòng)，據(jù)估計(jì)影響了1000萬(wàn)美國(guó)人，全球范圍內(nèi)還有數(shù)百萬(wàn)人。深部腦刺激，本質(zhì)上是大腦的起搏器，已被批準(zhǔn)用于治療原發(fā)性震顫。但是，沒(méi)有現(xiàn)有的系統(tǒng)僅在需要時(shí)才自動(dòng)提供電刺激。

現(xiàn)在，來(lái)自華盛頓大學(xué)電氣工程系，威斯康星大學(xué)神經(jīng)外科和哲學(xué)系的研究人員已與醫(yī)療設(shè)備制造商美敦力(Medtronic)合作，將帶有 Activa®PC + S深層腦刺激(DBS)系統(tǒng)的人員用于原發(fā)性震顫。該系統(tǒng)尚未獲得美國(guó)食品藥品監(jiān)督管理局的批準(zhǔn)，無(wú)法在美國(guó)用于商業(yè)用途。

現(xiàn)有DBS設(shè)備的一個(gè)缺點(diǎn)是電池只能使用三到五年，這取決于刺激發(fā)生的頻率。通過(guò)延長(zhǎng)電池壽命，UW的研究人員希望延長(zhǎng)手術(shù)之間的間隔時(shí)間，因?yàn)槭中g(shù)之間存在昏迷，出血和癲癇發(fā)作的風(fēng)險(xiǎn)，因此患者必須更換該設(shè)備。

“使用Activa PC + S創(chuàng)建的技術(shù)是獨(dú)一無(wú)二的，因?yàn)樗鼘⒂羞x擇地確定應(yīng)在何時(shí)以及如何發(fā)生刺激，”威斯康星大學(xué)電氣工程學(xué)的博士生Jeffrey Herron說(shuō)。“這樣做，我們希望延長(zhǎng)電池壽命并減少副作用。”

該技術(shù)還旨在通過(guò)調(diào)節(jié)刺激參數(shù)來(lái)減輕DBS治療的潛在副作用，該副作用可能包括運(yùn)動(dòng)癥狀加重以及言語(yǔ)和語(yǔ)言障礙的惡化。

這種類型的設(shè)備，連同外部使用的設(shè)備，被稱為 閉環(huán) 系統(tǒng)，因?yàn)樗w了完整的路徑，緊隨其后的是電信號(hào)。在這種情況下，系統(tǒng)將使用外部佩戴的傳感器或大腦中記錄的神經(jīng)信號(hào)在臨床醫(yī)生確定的限制范圍內(nèi)修改刺激。

此外，研究人員還在探索患者對(duì)自愿神經(jīng)命令的使用，以改變治療刺激。威斯康星大學(xué)電氣工程學(xué)教授霍華德·奇澤克(Howard Chizeck)說(shuō)：“這將使患者決定何時(shí)調(diào)整刺激，以減少副作用。” 奇澤克說(shuō)：“刺激對(duì)說(shuō)話的負(fù)面影響可以在一段時(shí)間內(nèi)自愿減少，但會(huì)增加震顫的代價(jià)。”

Activa PC + S已提供給全球許多研究機(jī)構(gòu)用于醫(yī)師資助的研究。這項(xiàng)合作源自位于西澳大學(xué)的感覺(jué)運(yùn)動(dòng)神經(jīng)工程中心(CSNE)的工作，該中心是由美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)資助的17個(gè)工程研究中心之一。美敦力是CSNE的行業(yè)成員。

UW小組于2014年11月獲得了美國(guó)食品和藥物管理局(FDA)的研究器械豁免許可，隨后獲得了機(jī)構(gòu)審查委員會(huì)(Institutional Review Board)的許可，可以對(duì)人體進(jìn)行這項(xiàng)研究。UW Medicine的Andrew Ko博士及其團(tuán)隊(duì)已開始招募患者。

“我的工作特別讓我興奮的是，當(dāng)一項(xiàng)手術(shù)有可能顯著改善患者的功能和生活質(zhì)量時(shí)，” Ko說(shuō)道，他的研究專長(zhǎng)在于DBS和癲癇病。“我所治療的患者很復(fù)雜，需要多學(xué)科護(hù)理。這種將神經(jīng)外科，電氣工程和哲學(xué)相結(jié)合的合作，確實(shí)在華盛頓大學(xué)采用了多學(xué)科方法，使我們能夠以一種真正創(chuàng)新的方式探索DBS治療。”

華盛頓大學(xué)哲學(xué)博士研究生蒂莫西·布朗(Timothy Brown)正在與研究人員一起研究DBS設(shè)備設(shè)計(jì)和使用的神經(jīng)倫理學(xué)。布朗將通過(guò)探索對(duì)DBS療法具有自愿控制權(quán)的人與沒(méi)有相同控制權(quán)的人如何看待自己(及其能力)來(lái)幫助塑造研究。

科學(xué)家將與Activa PC + S設(shè)備結(jié)合使用Medtronic的Nexus-D系統(tǒng)，該系統(tǒng)對(duì)植入的設(shè)備執(zhí)行實(shí)時(shí)命令和控制。

使用DBS系統(tǒng)進(jìn)行的研究有一天可能會(huì)釋放出DBS治療的作用機(jī)制-目前，盡管其療效，臨床醫(yī)生仍不了解它的工作原理-并導(dǎo)致未來(lái)的治療進(jìn)展。迄今為止，全球已有超過(guò)125,000名患者接受了Medtronic DBS治療。

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