O Estado Atual e a Trajetória Futura da Tecnologia de Estimulação Cerebral Profunda
A estimulação cerebral profunda (DBS) é um método neurocirúrgico que permite a modulação precisa dos circuitos neurais. Amplamente usada para doenças como o mal de Parkinson, tremor essencial e distonia, a DBS está sendo ativamente investigada para distúrbios associados a circuitos anormais, incluindo o transtorno depressivo maior e o mal de Alzheimer.
b | Como achamos que a configuração da DBS poderá ser no futuro.
Eletrodo Intracraniano
Os sistemas modernos de DBS, inspirados na tecnologia cardíaca, consistem em um eletrodo intracraniano, um fio de extensão e um gerador de pulsos, evoluindo gradualmente nas últimas duas décadas. Os avanços em engenharia, imagens e uma compreensão mais profunda dos distúrbios cerebrais estão prontos para transformar a forma como a DBS é percebida e administrada.
a | As radiografias após a cirurgia mostram um sistema de estimulação cerebral profunda (DBS) com eletrodos e fios implantados no pescoço e no tórax (imagem à esquerda) e o gerador de pulsos implantado sobre a área do tórax (imagem à direita).
b | Novas técnicas de RM, como mapeamento quantitativo de suscetibilidade (QSM) e aquisição rápida de matéria cinzenta com recuperação de inversão T1, facilitam a visualização das estruturas subcorticais. Um corte coronal QSM destaca o núcleo subtalâmico, um alvo comum na doença de Parkinson.
c | A RM pré-operatória avançada, especialmente em intensidades de campo ultra-altas, agora é mais usada para planejamento cirúrgico e pesquisa. Um corte axial com núcleos intratalâmicos marcados é um exemplo.
d | A RM mostra artefatos metálicos dos eletrodos de DBS, visíveis em imagens coronais e axiais ponderadas em T2. Um software especializado pode então reconstruir os eletrodos em 3D. As tomografias computadorizadas também são usadas para a localização de eletrodos. As configurações de DBS ajudam a estimar o campo elétrico ao redor dos eletrodos (imagem à direita) e as suposições heurísticas ou os modelos de cabos axonais estimam o volume de tecido ativado (VTA, vermelho, imagem à direita).
e | A VTA é usada em análises de conectividade, informadas pela RM funcional em estado de repouso (canto superior esquerdo) e pela tractografia baseada em imagens ponderadas por difusão (canto inferior esquerdo). Isso ajuda a entender como a DBS afeta diferentes regiões do cérebro. As regiões marcadas nas imagens incluem vários núcleos talâmicos e outras estruturas.
Inovações
As inovações previstas em projetos de eletrodos e baterias, métodos de estimulação, estratégias de circuito fechado e sob demanda e tecnologias de detecção visam aumentar a eficácia e a tolerabilidade da DBS. Esta visão geral abrangente acompanha o desenvolvimento técnico da DBS, fornecendo percepções desde suas origens até os avanços futuros. A compreensão da evolução tecnológica da DBS oferece um contexto para os sistemas existentes e permite a antecipação de progressos e desafios significativos no campo.
Leia o Artigo Original: PubMed
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