分離型腦起搏器:可在體外充電的腦起搏器-中文百科頻道

介紹

對于因大腦産生病變而造成的癫痫、帕金森、肌張力障礙等，會采用植入腦起搏器的方式座位輔助治療手段，分離型腦起搏器為兩部分，第一部分是通過手術的方式植入頭皮下固定在顱骨上的特制磁場電極，這種電極是特殊涉及制造，終生有效。第二比分是起搏器脈沖發生儀，外觀像手機一樣，通過發放脈沖電來刺激大腦産生正常頻率腦電波。

構成和特點

分離型腦起搏器（TMES）由内電極、外電極、導線和脈沖發生儀四部分組成。

一、内電極（磁場電極）

内電極由極強的磁性材料組成，通過頭皮微創切口在顱骨上打磨一個空間植入其内，直徑6-11mm，高度（h）根據顱骨厚度不同一般3-7mm不等，數量（M)根據頭顱面積計算一般植入5-12個不等。

内電極有兩個功能

1、導電，正常人體顱骨皮質含鈣量高電阻值大，外加電流很難導入顱内，植入内電極之後皮質去除電阻減少，外加電流容易通過。

2、實現經顱磁，刺激内電極磁場強度約為1000-4000GS，這樣多個磁場内電極的合理分布，使整個頭顱的任何部位都充滿磁場，全面實現經顱磁刺激。

二、外電極

外電極不在體内，需要治療時固定在頭皮上，頭皮本身就是導體，這樣外電極通過頭皮與内電極相連，把脈沖發生儀發出的脈沖電通過導線→外電極→頭皮→内電極→顱内，實現經顱電刺激。

三、導線

導線一端聯接脈沖發生儀輸出端，一端連接外電極。

四、脈沖發生儀

脈沖發生儀能發放一定強度和頻率的脈沖電，強度和頻率根據其病情需要可調。

為什麼稱之為分離型腦起搏器(TMES)呢？它是相對于中樞型腦起搏器（DBS）而言的。DBS由内電極、導線和脈沖發生儀三部分組成。這三部分是連在一起不能分離的，都需要植入體内。脈沖發生儀植入胸大肌内，導線沿皮下上行，在顱骨上開個洞，導線進入顱内，導線末端的一對内電極固定在特定部位，實現局部電刺激。這是一個大膽而創新的構思和設計，當然也存在不足，第一安裝手術難度大，要開顱，副作用和風險大；第二植入體内的材料要求高，價格昂貴；第三植入體内的脈沖發生儀電能耗盡，每隔2-3年要更換一次，增加風險和醫療費用；第四隻能實現局部單純刺激。

而TMES内電極和導線、脈沖發生儀是分離的，安裝手術簡單，僅微創手術将内電極植入顱骨即可，不開顱、風險小，脈沖發生儀在體外充電，方便安全醫療費用僅為DBS的十分之一。更重要的是TMES實現了經顱磁和電雙重刺激，所以臨床效果更好，治療的病種更加廣泛。

适應症

分離型腦起搏器(TMES)對癫痫、帕金森、帕金森綜合症、肌張力障礙（扭轉痙攣、痙攣性斜頸、書寫痙攣、梅傑氏病）、手足徐動症（家族性發作性肌張力障礙性舞蹈手足徐動症、發作性運動源性舞蹈手足徐動症）、肝豆狀核變性、進行性核上麻痹、少動性錐體外系病、多動性錐體外系病、舞蹈病（亨廷頓病、老年性舞蹈病）、共濟失調（繼發性共濟失調、家族遺傳小腦性共濟失調）、抽動穢語綜合症、發作性睡病、腦癱、腦萎縮、小腦萎縮、三叉神經痛、高血壓、重度失眠、腦梗塞、腦出血、偏癱、老年性癡呆、植物人等有顯着療效。

TMES已在威海國安醫院臨床應用。

治療癫痫的原理

分離型腦起搏器通過兩步來控制癫痫發作的：

（1）磁場調頻：物理學中洛侖茲力是電荷在磁場中運動所受到的力。電荷在沒有磁場情況下沿着電荷原來受力的方向作直線運動，從A端到達B端，電荷在磁場中受到磁場力（即洛侖茲力）的作用，運動方向發生了改變即由直線方向運動變為切線方向運動，電荷不能從A端到達B端，洛侖茲力影響電荷的傳導，根據這一物理學原理在人的頭顱上施加一個磁場，這個磁場力就是洛侖茲力它會影響“癫痫通路”中電流的運行，這種影響會導緻癫痫通路中的電流由直線方向運動變為切線方向運動，電荷不能從A端到達B端，減少了“癫痫通路”中的電流量，電流量減少了，達不到原先癫痫發作時的電流量癫痫就不再發作。

（2）電場調頻：分離型腦起搏器的脈沖發生儀能夠自動發放特定頻率的脈沖電，通過導線，外電極傳達到内電極，脈沖電給大腦調頻的工作原理和心髒起搏器是一樣的。

通過這兩步調頻，大腦的異常電信号無法聚集，生物體的不用則廢特性，病情控制一年左右不發作，終生不會再發作了。

分離型腦起搏器治愈難治性癫痫患者多次被中央電視台報道。

治病機理

分離型腦起搏器（TMES）具備經顱磁刺激和經顱電刺激兩大功能。

一、經顱磁刺激

将如此大劑量的磁直接作用于人體頭顱從而治療癫痫、帕金森、肌張力障礙等疾病在醫學領域TMES首開先河，屬重大發明具有裡程碑式意義。磁為什麼能治療這類疾病它的作用機理是什麼？這是一門新的學向，許多機理尚不清楚，需要我們多學科合作共同努力認真探索。TMES發明人孫國安教授對此有許多新的見解提出來供大家讨論。

癫痫是由大腦神經細胞異常放電所引起的，多年來人們發明了許多抗癫痫藥物和開顱手術治療癫痫病，但都解決不了異常放電的電流，所以不能從根本上治療癫痫病。20多年前，孫國安教授就提出用物理方法減弱異常電流的設想，用什麼？用磁！這是TMES發明的初衷。在緻痫因素作用下神經細胞過度興奮，細胞膜通透性增加，大量正電荷外流到細胞間質，形成異常電流，從而電壓升高，腦電波幅增高，腦電頻率變慢。正常腦電頻率是8-13次/秒，癫痫病人變成了3-6次/秒，如何能把3-6次/秒的腦電頻率變為8-13次/秒，成為治療癫痫病的關鍵，需要腦起搏器來增快腦電頻率。

磁場本身就是一個起搏器，它起搏的過程是：在磁場力（洛侖茲力）作用下，大腦（大腦是容積導體）中的電荷由直線方向運動變為切線方向移動，這樣電流分流了→電流↓→電壓↓→波幅↓→頻率↑。因而TMES最早用于治療癫痫病取得成功。在治療癫痫病的過程中發現對帕金森、肌張力障礙、共濟失調等也有很好的療效，這是為什麼呢？孫國安教授對這一問題提出了新的見解。他認為人體生理功能的實現由錐體系和錐體外系兩個系統共同完成，它們不斷發出有規律的電信号，一個管運動，一個管協調，錐體系電信号過強出現慢波，臨床上就會出現癫痫發作，椎體外系，電信号過強出現慢波，臨床就會發生帕金森、肌張力障礙、共濟失調等表現。這一見解得到臨床驗證，證明是正确的。磁場能夠通用抑制電流使慢波變為快波，所有能夠有效治療帕金森、肌張力障礙、共濟失調等錐體外系疾病。

磁場除了能夠消除大腦異常電流外，對人體組織還有什麼作用呢？國内外許多醫學家研究還發現磁場對人體有如下良好作用：

1.對神經系統的作用，對過度興奮的神經細胞有抑制作用，對紊亂的神經細胞有整合作用，對缺氧受損的神經細胞有修複作用，對功能低下的神經細胞有激活喚醒作用。最近美國科學家研究還發現磁場能夠促進神經細胞的再生，防止老年性癡呆，延長人的壽命。

2.對血液血管的作用，磁場可使血液中的紅細胞體積增大，血紅蛋白攜帶氧的能力增加，糾正人體缺氧。血液流經磁場時，血液被磁化，紅細胞表面負電荷增加，相互之間排斥力增加，減少了聚集性，防止血栓形成。磁場使毛細血管擴張，管徑變大，血流加速，血液粘稠度下降，血脂下降，血壓下降。

3.對其他方面的作用，磁場能促使心髒血管擴張，改善心髒血液循環，提高供血能力，能預防和治療心絞痛、冠心病，對内分泌系統有調理作用，增加免疫力。

二、經顱電刺激：

TMES内電極的安裝，去掉了顱骨皮質，電阻減小50—70%，外加電流很容易通過，其正負兩個外電極分别作用于左右兩颞葉下部，這樣脈沖發生儀發出的脈沖電流就能遍及整個大腦，治療作用較DBS的局部電刺激更廣泛，效果更好。外用的脈沖電通過超強抑制消除慢波，使腦電頻率恢複正常，從而治療疾病，我們稱之為電場調頻。