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Dalla DBS classica alla DBS adattativa

Prof. RampiniProf. P. Rampini – 38° Convegno Nazionale AIP

Direttore dell‘Unità di Neurochirurgia presso la Fondazione IRCCS Ca' Granda - Ospedale Maggiore Policlinico a Milano

 

La Stimolazione cerebrale profonda, detta anche DBS dall'inglese Deep Brain Stimulation, è una terapia complessa che consiste nell'impianto di elettrodi che stimolano circuiti cerebrali, compensando squilibri dovuti alla carenza di neuroni dopaminergici nella malattia di Parkinson. È una procedura chirurgica ormai consolidata che dà risultati eccellenti e che è sicura, per quanto lo possa essere un intervento chirurgico, che è sempre gravato da un minimo di rischio, quale, per esempio, il rischio di infezioni.

La DBS classica

Attualmente la DBS fornisce una stimolazione continua e fissa nell'arco delle 24 ore. Il modello è “open loop” ovvero si tratta di un circuito aperto nel senso che l'elettrodo eroga impulsi a livello subtalamico senza che ci sia alcuna risposta di ritorno. È possibile scegliere il punto preciso della stimolazione, nonché l'intensità, ma poi la stimolazione rimane fissa. I parametri di stimolazione non cambiamo mai, tranne quando il paziente viene visitato in ambulatorio, dove il neurologo può modificarle in base ai risultati clinici ottenuti. Possono essere necessarie più visite finché non vengono stabiliti i parametri di stimolazione ottimali per il singolo paziente.

La fissità della DBS classica rappresenta una limitazione, perché le condizioni del paziente variano nell'arco delle 24 ore. In particolare, variano ogni volta che il paziente assume la terapia farmacologica prescritta. Per questo motivo negli ultimi 10 anni è stato avviato un progetto per mettere a punto una DBS basata su uno stimolatore in grado di rilevare le condizioni del paziente e modificare gli impulsi erogati in base alle esigenze di quest'ultimo: la DBS adattativa.

La DBS adattativa

La DBS adattativa, contrariamente alla DBS classica, è a circuito chiuso. L'elettrodo invia uno stimolo al nucleo subtalamico e poi raccoglie dei segnali che vengono analizzati da un dispositivo controllore. In seguito all'analisi il generatore modifica gli impulsi successivi in base alle esigenze del paziente istante per istante. Il progetto è durato 10 anni a causa della difficoltà di individuare segnali che fossero rappresentativi delle condizioni cliniche del paziente. È stato osservato che le onde cerebrali beta diminuiscono notevolmente dopo l'assunzione di levodopa. Questo è stato lo spunto per sfruttarle per ottenere un segnale rappresentativo delle condizioni motorie del paziente. Il segnale usato corrisponde al tracciato delle onde cerebrali beta (elettroencefalogramma) provenienti dal nucleo subtalamico.

Il dispositivo è stato sperimentato in laboratorio ed ha ottenuto l'approvazione da parte del Ministero della Salute prima di essere usato in pazienti nell'ambito di studi clinici. Lo studio di ogni paziente è durato 5 giorni:

  1. intervento di impianto degli elettrodi
  2. giornata di riposo
  3. impostazione dei parametri di stimolazione e degli apparecchi da sperimentare
  4. uso del dispositivo per la DBS classica
  5. uso del dispositivo per DBS adattativa

Vengono messi a confronto due video-registrazioni dello stesso paziente, entrambe dopo una dose di levodopa, una durante DBS classica, una durante DBS adattativa. Nella prima si osservano evidenti movimenti involontari, nella seconda no; evidentemente il generatore ha automaticamente ridotto la stimolazione in presenza di livelli più elevati di neurotrasmettitore nel cervello. Questo vale anche per le fluttuazioni motorie, che vengono compensate meglio.

Oltre al migliore risultato clinico, la DBS adattativa presenta anche il vantaggio di risparmiare la batteria, dato che la stimolazione non è continua e fissa. È stato calcolato che il risparmio è pari all'80% circa. Questo permette di ritardare l'intervento per la sostituzione della batteria.

Attualmente sono in corso ulteriori studi, che dureranno qualche mese, con l'obiettivo della miniaturizzazione del dispositivo, in modo che abbia dimensioni ridotte che ne permetteranno l'impianto al posto dei generatori classici.

Il professore ringrazia tutto il gruppo di ricerca che ha messo a punto questo nuova modalità di DBS ed anche i pazienti che si sono sottoposti agli studi.

 

Intervento del Prof. Ioannis Isaias

Ordinario di Neurologia presso l'Università di Wuerzburg (Germania).

La stimolazione cerebrale profonda (DBS) di tipo adattativo rappresenta un'importante innovazione nel trattamento della malattia di Parkinson con neurostimolatori. Questa tecnica permetterebbe difatti di stimolare i pazienti specificamente in base alle loro problematiche cliniche (e.g., discinesie, tremore, etc.) e solo quando necessario. Al momento sono disponibili solo prototipi per progetti di ricerca. Questi studi hanno però già permesso di raccogliere molte informazioni sulla malattia di Parkinson e sul funzionamento di varie aree cerebrali durante il movimento. Non è stato ancora trovato un biomarker capace di modulare direttamente la DBS, ma la ricerca è così intensa che presto avremo buone novità. Sono già a disposizione invece nuovi elettrodi per una stimolazione direzionale e nuovi programmi per simulare l’area di tessuto neuronale stimolato, per una stimolazione più precisa e con meno effetti collaterali.

Domande dal pubblico

La nuova DBS permetterà di eliminare completamente i farmaci?

Prof. Pezzoli: No, perché la DBS rimuove gli eccessi, diminuisce i problemi motori del 70% circa, per cui i farmaci possono essere ridotti, ma non completamente

Prof. Rampini: Mi risulta che la DBS non riesca ad intervenire qualitativamente come i farmaci, per cui bisogna continuare a prenderli. La riduzione della dose è importante, in quanto permette un uso più sicuro dei medicinali.

La DBS può essere utile in un paziente parkinsoniano che ha il problema di cadere spesso?

Prof. Pezzoli: bisogna capire perché cade. Si tratta di episodi di “freezing” in cui il paziente rimane con i piedi “congelati” al pavimento oppure si tratta di una perdita dei riflessi posturali (ovvero una compromissione dell'equilibrio)? Questo si può stabilire solo con una visita, pertanto non è possibile rispondere senza avere visto il paziente

È possibile riaccendere la DBS in un paziente già impiantato con la DBS spenta oppure bisogna reintervenire?

Prof. Rampini: perché è spenta?

Perché la stimolazione dava problemi; il malato non parlava più ed aveva problemi a camminare

Prof. Rampini: Allora è possibile gli elettrodi non siano stati posizionati correttamente. Bisogna avere una documentazione relativa al loro posizionamento. Se il posizionamento è corretto allora il reintervento non serve, se invece non sono nella posizione giusta, allora potrebbe valere la pena di reintervenire. Bisogna comunque tenere presente che ad ogni reintervento i rischi chirurgici aumentano.

Una paziente racconta di un paziente che ha avuto benefici dalla DBS per 4 anni, poi, dopo il cambiamento della batteria, è peggiorato molto: non parlava più , era bloccato e presentava scosse involontarie. È stato rilevato che la batteria non era avvitata bene, il difetto è stato corretto, ma il risultato clinico non è stato favorevole.

Il Prof Rampini afferma che questo è un esempio che illustra quanto bisogna essere cauti nel decidere un eventuale reintervento. È fondamentale avere compreso bene il problema e conoscere il difetto da correggere. In questo caso è possibile che vi fosse un altro malfunzionamento che non è stato possibile individuare.

Mio marito è stato impiantato 12 anni fa ed ha cambiato la batteria 3 volte. Inizialmente andava molto bene, ora meno e ogni tanto cade. Si può fare qualcosa?

Prof. Pezzoli: Purtroppo la malattia di Parkinson è una malattia progressiva. Evidentemente dopo 12 anni la DBS non riesce più a compensare come prima. In particolare, nelle fasi avanzate della malattia vengono compromessi i riflessi posturali ovvero l'equilibrio e la DBS non è efficace contro questa perdita.

 

Intervento della paziente che si è recata a Lima per sottoporsi a terapia a base di cellule staminali.

Vorrei ringraziare di cuore il Prof. Pezzoli ed il Prof. Rampini per avermi fatto rinascere grazie ad una DBS fantastica.

Prof Pezzoli: Siamo tutti contenti del risultato ottenuto. Negli ultimi anni la signora aveva sviluppato delle gravi distonie (contratture muscolari) che compromettevano molto la sua qualità di vita. Ha preferito affrontare il problema andando a Lima per essere trattata con cellule staminali due volte, prima di convincersi che era meglio ricorrere ad una terapia scientificamente consolidata come la DBS. Ora è una persona completamente diversa, i sintomi sono talmente modesti che non si nota neanche che è una parkinsoniana.