Ból: stymulatory i implanty to pomoc dla cierpiących

W 47 r. n.e. Scribonius Largus, nadworny lekarz rzymskiego cesarza Klaudiusza, opisał w swoim dziele „De compositione medicamentorum”, jak leczyć przewlekłe migreny. W odróżnieniu od innych medyków nie zalecał przykładać do skroni zajęczego serca ani końskich jąder. Proponował rybę torpedową o nazwie drętwa pawik (Torpedo torpedo), znaną z tego, że w swoim naturalnym środowisku u wybrzeży Morza Śródziemnego wytwarza impulsy elektryczne. Wygenerowane napięcie osiągające 220 woltów wystarczy, by odstraszyć wroga lub zabić pod wodą potencjalną ofiarę, ale czy mogło być dobrym sposobem na wyleczenie ludzi z migren?

Starożytny doktor był na dobrej drodze. W jego ślady w naszych czasach poszli wytwórcy zakładanych na głowę opasek z zestawem elektrod, które wysyłają impulsy elektryczne do gałęzi czołowych nerwu trójdzielnego. Są pacjenci, którym taka elektrostymulacja ewidentnie pomaga, choć nie wszyscy odnoszą korzyść większą niż przyjemny relaks. Mimo że metoda broni się naukowymi artykułami, neurolodzy nie zalecają jej w pierwszej kolejności. Jest to raczej alternatywa dla tych, którzy nie reagują na leki lub mają po ich zażyciu dotkliwe działania niepożądane.

Bez impulsów elektrycznych nie pracowałyby dwa najważniejsze organy: serce i mózg. Amerykański wynalazca Earl Bakken, który w połowie XX w. w przydomowym garażu zaczął naprawiać sprzęt medyczny, założył w nim również firmę Medtronic, a ta z czasem stała się światowym potentatem w produkcji implementowanych do ciała stymulatorów. O ożywczej sile elektryczności pisał: „Poraził (sic!) mnie fakt, że odpowiednio użyta energia może dawać o wiele więcej niż tylko światło w pokoju lub dźwięk dzwonka u drzwi. Zdałem sobie sprawę, że elektryczność definiuje życie. Gdy przepływa prąd, żyjemy. Gdy nie przepływa, jesteśmy martwi”.

Istotnie, serce może dzięki temu pompować krew. Jego naturalny rozrusznik, umiejscowiony w ścianie prawego przedsionka (w tzw. węźle zatokowo-przedsionkowym) wysyła mniej więcej co sekundę sygnał elektryczny, aby wywołać rytmiczne skurcze. A obieg informacji między neuronami to nic innego jak przekazywanie impulsów elektrycznych.

Ulga

W Polsce ponad pół miliona osób nosi pod skórą maleńki rozrusznik serca albo kardiowerter-defibrylator mniejszy od zapalniczki, który przerywa śmiertelną arytmię. Co roku implantuje się ich ok. 37 tys.

Na bazie koncepcji rozruszników serca powstały prototypy wykorzystywane w innych dziedzinach medycyny. Implanty elektryczne przywracają słuch, leczą nadpobudliwy pęcherz, przerywają ataki padaczki. Dają nadzieję na poradzenie sobie z depresją i innymi zaburzeniami psychicznymi. Za pomocą głębokiej stymulacji mózgu prądem o wysokiej częstotliwości hamowana jest bezładna aktywność neuronów w chorobie Parkinsona. Wszystkie te urządzenia stosowane są jednak rzadziej niż w kardiologii. Można nawet zaryzykować twierdzenie, że postrzegane są jako ostatnia deska ratunku. Dla wielu pacjentów umieszczenie pod skórą cienkich jak włos elektrod, za pomocą których udaje się normalizować przewodnictwo bodźców nerwowych (a w przypadku ośrodkowego układu nerwowego – aktywność neuronów), to bowiem zbyt duże ryzyko, aby decydować się na to na wcześniejszym etapie choroby.

Nie inaczej jest w przypadku leczenia bólu, choć stymulację rdzenia kręgowego w tym wskazaniu zapoczątkowano już w 1967 r. Mimo pięciu dekad jej udoskonalania (i potwierdzonej skuteczności) nadal nie jest rozpowszechniona.

W Polsce barierą są wysokie koszty. Owszem, zabieg wszczepienia elektrod, a później eksploatację stymulatora z wymianą baterii refunduje Narodowy Fundusz Zdrowia. Ale szpitale na tych procedurach nie wychodzą na swoje – pochłaniają one zbyt dużą część ich kontraktu. Przeszkodą w upowszechnieniu tej metody jest też niska świadomość lekarzy, nieprzekonanych, że jest bezpieczna i przynosi dobry efekt. Są placówki, w których stosuje się ją na oddziale neurochirurgicznym, ale neurolodzy z sąsiedniego piętra skierowania na nią wystawiają rzadko.

– Gdy nasi pacjenci ze wszczepionym stymulatorem pojawiają się u lekarzy rodzinnych, po wieloletnich nieudanych doświadczeniach uśmierzania bólu, ci się dziwią, że można im było w ten sposób pomóc – mówi dr Grzegorz Kiwic z Oddziału Neurochirurgii w Wojewódzkim Szpitalu Specjalistycznym nr 2 w Jastrzębiu-Zdroju. W tym ośrodku od 2003 r. stosuje się stymulacje, a nasz rozmówca należy do wąskiego grona krajowych specjalistów z najdłuższym doświadczeniem. – Na staż naukowy wyjechałem 20 lat temu do Portland, by nauczyć się neuroonkologii. Ale trafiłem do zespołu prof. Kima J. Burchiela, który już wtedy był na świecie liderem w głębokiej stymulacji mózgu i chirurgicznym leczeniu bólu.

Dziś lista wskazań do tego typu zabiegów jest długa. Gdy jednak dr Kiwic wrócił z USA na Śląsk, chcąc rozwinąć tę metodę leczenia, musiał opracować system kwalifikacji chorych, by oferować ją tym, u których przyniesie najlepsze efekty. – Pomogli mi w tym anestezjolodzy, farmakolodzy kliniczni i eksperci z poradni przeciwbólowych, które wtedy zaczęto tworzyć. Rocznie mogliśmy sobie pozwolić w szpitalu na założenie stymulatorów u kilku chorych. Dziś takich zabiegów wykonujemy kilkadziesiąt w roku.

Nawet jeśli u niektórych pacjentów ból nie ustąpi całkowicie, to jest spora szansa, że znacznie się zmniejszy. A to poprawi jakość życia.

Na stół operacyjny trafiają już nie tylko pacjenci z przewlekłymi bólami neuropatycznymi po nieskutecznych operacjach kręgosłupa, z którymi nie jest w stanie poradzić sobie żaden farmakolog. To także chorzy po urazach nerwów obwodowych z zespołem wieloobjawowego bólu miejscowego, polineuropatiami w przebiegu cukrzycy czy bólami fantomowymi po amputacjach kończyn.

W Stanach Zjednoczonych, gdzie setki tysięcy ludzi boryka się z poważnym kryzysem opioidowym, czyli przyzwyczajeniem do najsilniejszych leków przeciwbólowych w niekoniecznie właściwych wskazaniach, neuromodulacja za sprawą impulsów elektrycznych stała się jedną z najlepszych alternatyw, skutecznie uwalniającą od nałogu lekomanii.

– Na szczęście w Polsce takiego problemu jeszcze nie ma, choć szybko przyrasta grupa przyjmujących garściami leki przeciwbólowe – zauważa dr Kiwic. – Jednym ze wskazań do stymulacji rdzenia kręgowego jest ból okolicy lędźwiowo-krzyżowej, pośladków i nóg trwający minimum 6 miesięcy. A trafiają do nas chorzy, którzy cierpią 6 lat i dłużej.

Samodzielność

Postęp, z którym do czynienia mamy w tej dziedzinie w ostatnich latach, dokonał się nie tylko dzięki lepszej technologii – a więc miniaturyzacji wszczepianych urządzeń i wydłużeniu żywotności baterii. Zawdzięczamy go przede wszystkim lepszemu poznaniu natury bólu. Ponieważ stymulacja rdzenia kręgowego polega na neuromodulacji tkanki nerwowej poprzez impulsy elektryczne, wpływa to na sieci neuronalne i komórki gleju (zaangażowane w odbieranie i przesyłanie impulsów związanych z odczuwaniem bólu).

Rdzeń kręgowy – który można porównać do kabla składającego się z miliarda mikroskopijnych przewodów neuronalnych – znajduje się wewnątrz kanału kręgowego. Kabel elektryczny otoczony jest izolacją, a rdzeń kręgowy oponą. I to właśnie na niej umieszcza się elektrody, poprzez które stymulowany jest rdzeń kręgowy. Terapia ta przywraca równowagę komórkom nerwowym podobnie jak kardiostymulator zmniejsza nieprawidłowe pobudzenia serca.

– Dawniej urządzenia te działały w oparciu o jedną charakterystykę prądu – opowiada dr Kiwic. – Teraz paleta możliwości jest dużo szersza: mamy możliwości doboru odpowiedniego charakteru stymulacji do potrzeb pacjenta i możemy stymulować różne części anatomicznych dróg bólu, począwszy od receptorów w tkance podskórnej, poprzez rdzeń kręgowy i zwoje nerwowe, do ośrodków bólu zlokalizowanych w mózgu.

Działanie tej metody jest szybkie (efekt pojawia się w ciągu kilku minut) i odwracalne (stymulację można wyłączyć). Jeszcze w trakcie zabiegu wszczepiania elektrod sprawdza się w rozmowie z chorym (tylko miejscowo znieczulonym), czy zakres ich działania obejmuje obszar, który ma być wyłączony z bólu. Większość pacjentów na dwa tygodnie wraca do domu na okres próbny, podczas którego ocenia, czy odczuwa zmniejszenie bólu o co najmniej 50 proc., i jak stymulacja wpływa na codzienne funkcjonowanie. Jeśli wynik testu jest pozytywny, można wszyć pacjentowi stymulator pod skórę działający kilka lat.

Czy ta metoda usuwa ból bezpowrotnie? – Doświadczenie nauczyło mnie, aby nie być kategorycznym w dawaniu chorym nadziei – przyznaje dr Kiwic. – Ale nawet jeśli u niektórych ból nie ustąpi całkowicie, to przy prawidłowej kwalifikacji jest spora szansa, że znacznie się zmniejszy. A to poprawi jakość życia.

Coraz nowsze algorytmy programowania urządzeń pozwalają osiągnąć lepsze efekty. Już 7 na 10 pacjentów odczuwa znaczną ulgę, która pozwala na odstawienie leków przeciwbólowych lub – w najgorszym wypadku – zredukowanie ich dawek. Pacjenci otrzymują do domu niewielki programator, za pomocą którego mogą w pewnym zakresie sami ustawiać parametry działania implantu, włączać stymulator, kiedy gorzej się poczują, albo wyłączać na noc.

Niektóre najnowsze stymulatory mają wbudowany żyroskop, który pozwala dostosować położenie elektrod do ruchów ciała. Kiedy pacjent leży na plecach, zbliżają się one do rdzenia kręgowego i siła ich działania jest większa. Po wstaniu odległość dzieląca je od wiązek nerwowych się zwiększa, więc przy zachowaniu identycznych parametrów stymulacji efekty mogą być gorsze. Wskazania żyroskopu pozwalają na automatyczne wyrównanie siły działania stymulatora, a jednocześnie dla lekarzy, którzy mogą później mieć wgląd w zapis jego pracy, może być to cenna wskazówka, ile godzin w ciągu dnia pacjent spędzał w ruchu i na ile urządzenie zwiększyło jego sprawność bez odczuwania bólu.

– Ostatnio obserwuję, jak nowoczesne technologie czasami zwalniają lekarzy z myślenia, a chorych z aktywnego uczestnictwa w terapii – zauważa dr Kiwic. – W przypadku leczenia bólu tak być nie musi, bo jeżeli chory opanuje działanie programatora, może sam współdecydować o intensywności leczenia. Przecież odczuwanie bólu to jedno z najbardziej subiektywnych doznań!

To, co jeden pacjent uzna za sukces, dla drugiego oznaczać będzie porażkę. Dopiero w przyszłości sztuczna inteligencja pozwoli zobiektywizować wyniki i pomoże w kwalifikacji do odpowiednich metod leczenia.

Zdaniem ekspertów od terapii przeciwbólowych przy przewlekłych dolegliwościach z komponentą bólu neuropatycznego, którego źródła często nie da się ustalić (choć uczucie piekącego, palącego bólu jest tak nieznośne, że chory ma myśli samobójcze), skuteczność metody na poziomie 60–70 proc. można uznać za wysoką. Co oczywiście jest niewystarczające.

Komplikacje

Tam, gdzie farmakologia i nawet prąd nie są w stanie zagwarantować ulgi, tam myśli się o wszczepianiu nowego typu urządzeń, zdolnych do ukierunkowanego blokowania aktywności nerwów biorących udział w powstawaniu i przewodzeniu bólu. Przykładem jest implant chłodzący.

Na taki koncept wpadł prof. John Rogers z Northwestern University w Illinois. Jego zespół wykonał już pierwsze badania na modelach laboratoryjnych gryzoni i o wynikach poinformował w czasopiśmie „Science”. Urządzenie wykonane jest z miękkiego, gumowatego polimeru, by – inaczej niż w dotychczasowych implantach – można było nim opleść uszkodzony nerw. Wypełniony jest siecią maleńkich kanalików, przez które przepływa płyn wywołujący po odparowaniu spadek temperatury.

Implant wyposażono w czujnik, dzięki któremu można kontrolować przepływ cieczy, regulować wymianę jonów i blokować sygnały elektryczne (zjawisko to można porównać do drętwienia opuszek palców na mrozie). W doświadczeniach spadek temperatury z 37 do 10 st. C doprowadził do zmniejszenia bólu przy uszkodzeniu nerwu kulszowego. A sam implant – wykonany z materiałów rozpuszczalnych w wodzie i biodegradowalnych – rozłożył się w organizmie szczura w ciągu kilku miesięcy.

– To nowe podejście, bardziej precyzyjne niż dotychczas stosowane blokady farmakologiczne lub termolezje – komentuje dr Grzegorz Kiwic. Jego zdaniem mrożenie może zdać egzamin w leczeniu bólu ostrego na ograniczonym obszarze przy uszkodzeniach pojedynczych nerwów – przy bólu fantomowym lub bólu kikuta.

W neuralgiach nerwów obwodowych czy nerwu trójdzielnego już od dawna stosuje się metody ablacyjne (czyli uszkadzające) z wykorzystaniem generatora prądu wysokich częstotliwości lub zimna. Te zabiegi są jednak nieodwracalne i pogłębiają uszkodzenia nerwu, co może czasami prowadzić do jeszcze gorszych doznań bólowych. Jednym ze skutków ubocznych pierwszego może być wytworzenie blizny w miejscu implantacji elektrod, ale nie jest to działanie intencjonalne. W przypadku nowego implantu w postaci kołnierza problemem okazuje się konieczność precyzyjnej lokalizacji, zwłaszcza gdy nerw jest uszkodzony i zniekształcony. Nieumiejętnie wykonany zabieg może pozbawić pacjenta nie tylko czucia, ale i siły mięśniowej, doprowadzając do niedowładów.

Wyzwań w rozwoju implantologii jest więcej. Jeśli stymulatory zostaną upowszechnione w leczeniu bólu – a najwyraźniej innej drogi nie ma – i równolegle w innych dziedzinach medycyny (kardiologii, urologii, ginekologii, psychiatrii) zaczną pojawiać się tacy pacjenci, którzy będą ich mieli po dwa, a nawet trzy, to jak wszystkie zgrać ze sobą?

– Już dziś zauważamy problem z interferencją wszczepionej do ciała elektroniki – przyznaje prof. Marcin Grabowski, kierownik Pododdziału Elektrokardiologii w I Klinice Kardiologicznej Warszawskiego Uniwersytetu Medycznego. Urządzenia zakłócają wzajemnie swoją pracę. Pojawiają się publikacje, których autorzy proponują nowe algorytmy, aby ominąć ewentualne komplikacje. Medycyna przygotowuje się do nadejścia nowej epoki. Jej symbolem stanie się homo electrus.