Elektrická stimulace v léčbě bolesti

Při léčbě bolesti se odnepaměti používaly chirurgické zákroky, jimiž se odstraňovaly především příčiny nemoci – zanícená místa nebo nádory. O těchto metodách je zmínka již v Chirurgii bolesti, kterou napsal Arnold Jirásek roku 1959. Struktury odpovídající za bolest se tenkrát většinou odstraňovaly nebo ničily. Způsob léčby, jemuž se říká destrukční chirurgie, převažoval až do devadesátých let 20. století a nejinak tomu bylo i s léčbou bolesti. Přerušovaly se nervové dráhy, odstraňovala se některá talamická jádra, dokonce se ojediněle vyskytly pokusy odejmout příslušnou projekční oblast mozkové kůry.

Neurochirurgové se dlouho snažili tlumit bolest přerušováním míšních drah. K nejdrastičtějším zákrokům patřila různá přetnutí těchto drah – např. chordotomie či traktotomie. Postupně se drastické metody opouštěly (obrázek). Dnes se z destrukčních zásahů používá pouze metoda, při níž se odstraní prvních pět Rexedových zón míšních (obrázek). Vhodná je při bolesti vznikající z přerušení zadních míšních kořenů nebo při spastických poruchách u dětí. V poslední době se uplatňuje i částečné chirurgické přerušení míchy, konkrétně jejích zadních provazců (myelotomie), které může ulevit pacientům trpícím obtížně lokalizovatelnou bolestí uvnitř těla. Dlouho se hledala talamická jádra, která za bolest odpovídají. Jejich odstranění pomohlo zejména u neztišitelné bolesti působené infarktem talamu (zadní části mezimozku). Dlouho se hledala další jádra, která by mohla být odstraňována, zákrok ale nikdy neztlumil bolest úplně.

Výrazný úspěch umožnila až rekonstrukční neurochirurgie, která dráhy ani jádra neničí, ale stimuluje. Ačkoli stimulace talamu nepřinesla v odstraňování bolesti takové výsledky, jaké se očekávaly, nebyly studie provedeny nadarmo. Ukázalo se, že se hloubková talamická stimulace dobře uplatní při léčbě Parkinsonovy choroby. Víceméně náhodou se přišlo na to, že pro tlumení bolesti lze používat stimulaci míšní (předního a postranního traktu) a stimulaci mozkovou (resp. mozkové kůry, zejména její motorické části).

Stimulační metody

První použitou stimulační metodou byla elektroakupunktura, která využívala akupunkturní body spolu s přesným dávkováním stimulačního proudu. Podobnou metodou je elektrická nervová stimulace, při níž je stimulován povrch kůže, a tím i některé oblasti, z nichž bolest pochází. Používá se v obdobných případech jako elektroakupunktura.

Co se týče centrálního nervového systému, byla zhruba před dvaceti lety (r. 1983) poprvé použita míšní stimulace, při které se stimulují míšní dráhy vedoucí bolest do talamu. Tato stimulační metoda působí na principu vrátkové teorie (buňky v zadních míšních rozích působí jako „vrátka“ či spíše „hradlo“, chod zpráv o bolestivé události může být různě modulován). Stimulovaná dráha se nazývá spinotalamická nebo též anterolaterální (tj. „předoboční“) a stimuluje se elektrodami, které se na ni přiloží. Používá se vysokofrekvenční stimulace 150–200 Hz. Má jen malé vedlejší účinky a účinně potlačuje extrémní bolesti – chronickou bolest zad či končetin, syndrom vracející se bolesti zad (po neúspěšném chirurgickém zákroku), komplexní regionální bolestivý syndrom aj. Ve srovnání s ostatními metodami léčby tohoto syndromu je efektivnější a lacinější. Rovněž ji lze použít při léčení chronické neztišitelné neuropatické bolesti. Tento typ bolesti se vyskytuje jak u syndromu vracející se boleti zad, tak u regionálního bolestivého syndromu a bolestí v kostrči (kokcygodynie). Kromě klasické míšní stimulace se začíná používat i zpětně jdoucí (retrográdní) stimulace. Při ní se stimuluje elektrickým proudem, který probíhá v opačném směru, než je normální směr vedení nervového vzruchu. Používá se také kožní stimulace, a to u onemocnění, která klasickou míšní stimulací léčit nelze.

Nejčastěji se klasická míšní stimulace uplatňuje u ischemických příznaků. Zvyšuje krevní průtok v krkavici (arteria carotis communis) z 231 na 343 ml/min (o 48 %). Zvyšuje také oxygenaci v tumorech hlavy a krku (o 34 %) či u mozkových tumorů (až o 90 %). Tyto faktory umožňují lepší přívod kyslíku a zlepšují lokální působení chemoterapie. V léčbě vracející se bolesti zad je míšní stimulace úspěšná u 62 % implantovaných pacientů. ¹⁾ Míšní stimulace se samozřejmě používá až po vyčerpání neinvazivních terapií. Klinicky se poprvé testovala v roce 1967, u nás ji r. 1973 jako první zkoušel V. Beneš starší se spolupracovníky.

Poslední experimenty dokazují, že se efekt míšní stimulace uskutečňuje dílčími míšními mechanizmy, jestliže se poruší nervové kořeny a nastane lokální změna v periferních nervech. Důsledek se projeví i ve spinálních neuronech. Vyvolá to přecitlivělost, „mlčící“ neurony začnou „pálit“ vysokou frekvencí a stimulace, které dřív vůbec nebyly bolestivé, probudí aktivitu v nocicepčních drahách (zprostředkujích vnímání bolesti). Míšní stimulace tyto patologické aktivity potlačuje. Existuje i neurochemický mechanizmus, při němž se v zadních rozích míšních uvolňuje inhibiční neurotransmiter GABA, který snižuje patologicky zvýšený excitační neurotransmiter glutamát. ²⁾ Na tomto procesu se podílí rovněž adenosinový systém. Adenosin patologickou aktivitu potlačuje, stejně jako serotonin a noradrenalin. Zmíněné vlivy příliš nepůsobí na spinální přecitlivělost a mají přibližně 10% účinek. Je samozřejmé, že znalost poznaných mechanizmů může zvýšit efektivitu míšní stimulace.

Každý rok se provede několik desítek tisíc operací. ³⁾ Tato stimulace se uplatňuje zejména při odstraňování bolestí cévního původu (výborně působí při angině pectoris), ale i některých dalších, např. neuropatických; to jsou bolesti, které začínají až v nervových dráhách (na rozdíl od bolestí nociceptivních, začínajících na periferních receptorech).

Princip elektrické míšní stimulace

Elektrická stimulace dráhu bolesti blokuje, tudíž jí nemohou být vedeny elektrické impulzy. Odpovídá to předpokladům tvůrců vrátkové teorie P. D. Walla a R. Melzacka, kteří r. 1965 postulovali, že bolest je vedena pomalými nervovými vlákny, zatímco normální vnímání tlaku, tahu, vibrací a pohybu vlákny rychlými. Později se ukázalo, že má tato teorie mnoho nedostatků, nicméně byla impulzem k intenzivnímu studiu bolesti. Je pravda, že při stimulaci spinotalamických drah jsou bolestivé impulzy blokovány; navíc se uvolňují některé látky (endorfiny a enkefaliny), které obsazují receptory bolesti, a tím bolest mírní.

Korová stimulace

Nejmodernější neurochirurgickou metodou odstraňování bolesti je korová stimulace. Do praxe ji uvedli v roce 1991 japonští neurochirurgové T. Tsubokawa, Y. Katayama, T. Yamamoto, T. Hirayama a S. Koyama. Po nich následovala skupina švédských neurochirurgů vedená B. A. Meyersonem a mnoho dalších. V roce 2001 provedli V. Beneš mladší a V. Masopust s kolegy první operace tohoto typu v ČR na neurochirurgické klinice Ústřední vojenské nemocnice ve Střešovicích.

Podstata metody stimulace mozkové motorické kůry

Stimulujeme oblast mozkové kůry, kde začíná motorická dráha (gyrus precentralis). Zajímavé je, že je to právě motorická dráha, nikoli dráha senzitivní (obrázek).

Stimulací mozkové kůry se zřejmě ovlivňují rovněž podkorová motorická centra talamu. Z nich se šíří tlumivý proces do ostatních částí mozku, zejména do limbického systému. Vysvětlení tohoto jevu, který byl víceméně náhodou pozorován klinicky, se teprve hledá. V úvahu přichází několik mechanizmů: Při stimulaci talamu se uvolňuje velké množství gama-aminomáselné kyseliny (GABA), hlavního tlumivého neurotransmiteru, který se šíří do limbických částí mozku a nejspíš tam zmírňuje bolestivou projekci. Uvažuje se také o tom, že možná existuje spojení mezi motorickým a senzitivním talamem (tj. tím, který vnímá bolest). Z něj potom pokračuje jeho projekce do centra vnímání bolesti (gyrus postcentralis). Studium patofyziologie má nejen poznávací význam, abychom věděli, jakým mechanizmem je bolest ovlivňována, ale také velký význam praktický. Můžeme zjistit, jaké oblasti bychom měli stimulovat, jakou intenzitou, jak dlouho apod.

Popis metody

Na mozkové kůře jsou umístěny elektrody, které jsou vodivými dráty spojeny s baterií uloženou (většinou) v nadklíčkové oblasti. Ta se automaticky zapíná a vypíná podle pacientovy potřeby. Mozkovou kůru dráždíme vždy několik minut nebo několik hodin a podle toho můžeme pacientovi ulevovat od bolesti. Dráždění je v podstatě permanentní a jeho vliv trvá po přerušení ještě dva dny, pak musí být stimulace zapnuta znovu. Léčba nečiní pacientům žádné potíže, někteří pacienti jsou stimulováni již třináct let (od zavedení metody do praxe). Dnes se stimulace motorické mozkové kůry začíná používat i při některých neuropatických bolestech, při bolestech po mozkové mrtvici či po příčném přerušení míšním. Dobře účinkuje rovněž při velmi bolestivé neuralgii vyvolané herpetickými viry. Zmírňuje některé fantomové bolesti, tj. pocity bolesti v orgánech, které již člověk nemá (viz R. Rokyta: Fantomová bolest, Vesmír 79, 490, 2000/9).

Při korové stimulaci je tlumena nejen smyslová složka bolesti, ale také složka emoční, popř. i motorická. Vyslovena byla rovněž hypotéza, že motorická talamická jádra ovlivňují somatosenzorická talamická jádra, z nichž je stimulována somatosenzorická mozková kůra (gyrus postcentralis). Byla by to jakási „inhibiční klička“, její existence však zatím není úplně prokázána. Vyšetření pozitronovou emisní tomografií svědčí o tom, že stimulace mozkové kůry nejvíce aktivuje dráhy, které vstupují do talamu z mozkového kmene a míchy. Korová stimulace aktivuje také závity cingula (gyrus cinguli) a ostrůvku (insuly), které souvisejí s afektivním vnímáním bolesti. Krom toho se při korové stimulaci aktivují vzdálené motorické okruhy v předobočním jádře talamu, které je přímo spojeno se stejnostrannou motorickou oblastí. Mírnější zvýšení aktivity bylo pozorováno ve středním talamu, na hranici očnicové kůry a jinde. Zbývá určit, která vrstva mozku, jaká buněčná těla a jaké axony nebo dráhy v mozkové kůře jsou aktivovány. Mozek se stimuluje (na rozdíl od míchy) nízkou frekvencí (25–50 Hz) zprostředkovanou epidurálními elektrodami (umístěnými nad tvrdou plenou mozkovou). Stimulace se provádí s nižší intenzitou, než je motorický práh, kvůli tomu, aby ji pacient nevnímal.

Korová stimulace může postihovat amplitudu spinálního reflexu R 3, což znamená, že je aktivován sestupný tlumivý systém (obrázek). Na základě získaných poznatků lze analgetický efekt korové stimulace vysvětlit jako kaskádu. Podobně jako míšní stimulace se i stimulace motorické mozkové kůry používá u bolestí, na které nezabírají farmaka.

Chirurgická léčba, zejména stimulační, se používá až tehdy, když všechny ostatní způsoby léčby selžou. Nelze však popřít, že neuromodulační metody otevřely novou kapitolu léčení úporných chronických bolestí.