ИНФОРМАЦИЯ О ТЭС

ТЭС- ТЕРАПИЯ: ТРАНСКРАНИАЛЬНАЯ ЭЛЕКТРОСТИМУЛЯЦИЯ ЗАЩИТНЫХ МЕХАНИЗМОВ МОЗГА.

РАЗРАБОТКА МЕТОДА И АППАРАТУРЫ. ИХ ПРИМЕНЕНИЕ В ЛЕЧЕБНОМ И РЕАБИЛИТАЦИОННОМ ПРОЦЕССАХ

В.П. Лебедев, А.В. Малыгин

Институт физиологии им. И.П. Павлова РАН,
Санкт-Петербург

Разработка метода ТЭС-терапии.

Под ТЭС-терапией мы понимаем транскраниальную (через покровы черепа) электростимуляцию (ТЭС), направленную на избирательную активацию защитных (антиноцицептивных) механизмов мозга, расположенных в подкорковых структурах, работа которых осуществляется с участием эндорфинов и серотонина как нейротрансмиттеров и нейромодуляторов.

При разработке метода в первую очередь с помощью модифицированного метода ядерно-магнитной-резонансной томографии (ЯМР) было определено оптимальное положение электродов, обеспечивающее подведение тока к антиноцицептивной системе, а с помощью скрининговых экспериментов на различных видах животных — оптимальные характеристики электрических импульсов для ее активации.

На следующих этапах исследований области мозга, активируемые ТЭС с выработанным режимом, выделялись с помощью ауторадиографических (поглощение [3 H]-деоксиглюкозы — ДОГ) и иммуноцитохимических (экспрессия C-FOS) методов. Нейрохимические механизмы антиноцицептивной системы, активируемые при ТЭС, исследовались с помощью радиоиммунохимического (-эндорфин, мет-энкефалин) и биохимического (серотонин — 5-НТ) методов, а также с помощью использования фармакологических агонистов и антагонистов.

Согласно данным, полученным с помощью ЯМР, только сагиттально направленный ток может достигать антиноцицептивной системы, проходя по двум интракраниальным путям (спинномозговой жидкости базальных цистерн и интравентрикулярно). В скрининговых экспериментах были обнаружены оптимальные характеристики импульсного тока. При этом зависимости “частота импульсов — эффект” и “длительность импульса — эффект” напоминали достаточно острую резонансную кривую, характеристики которой использовались в дальнейшем при создании аппаратуры ТЭС. При указанном типе электростимуляции мозга увеличивалось поглощение ДОГ в периакведуктальном сером веществе и уменьшалось в релейных ядрах, связанных с передачей восходящей болевой импульсации, а также в соматосенсорной коре. Повышенная экспрессия C-FOS, вызванная иммобилизационным стрессом, существенно уменьшалась в разных отделах коры, таламических и гипоталамических ядрах.

ТЭС с выработанным режимом активировала главным образом эндорфинергические и серотонинергические механизмы антиноцицептивной системы. Наблюдалось существенное увеличение концентрации -эндорфина в структурах мозгового ствола, дорсальных рогах спинного мозга, в спинномозговой жидкости и крови, и мет-энкефалина — в спинномозговой жидкости. Максимальное увеличение концентрации -эндорфина наблюдалось при воздействиях с параметрами, совпадающими с точкой квазирезонанса ТЭС. Уровень 5-НТ в спинномозговой жидкости также повышался. В соответствии с увеличением концентрации опиоидных пептидов в спинномозговой жидкости уменьшался уровень вещества Р, особенно на фоне болевого раздражения. Эффекты ТЭС блокировались налоксоном, 5,7-дигидротриптамином, метерголином и отсутствовали на фоне толерантности к морфину. Потенцирование эффектов ТЭС вызывалось ингибиторами энкефалиназы (D-лейцин, D-фенилаланин), прекурсорами 5-НТ, ингибиторами моноаминоксидазы и триптофанпирролазы (уменьшение утечки 5-НТ-прекурсора по кинурениновому пути). Изменения эффектов ТЭС при действии холинергических и ГАМК-ергических агонистов-антагонистов были мало выражены.

Обоснование рекомендаций клинического применения ТЭС-терапии

На экспериментально-патологических моделях было показано, что ТЭС с выработанным режимом, наряду с выраженной анальгезией, вызывала снижение величины вазомоторных реакций и стимулировала процессы репарации поврежденных тканей (кожного и желудочного эпителия, гепатоцитов, соединительной ткани, афферентных и эфферентных нервных волокон). Активация некоторых иммунных механизмов, особенно NK-клеток, приводила к угнетению роста имплантированных опухолей разного типа. Экспериментальная алкогольная абстиненция также устранялась. Все эффекты блокировались налоксоном, а максимум их выраженности совпадал с пиком квазирезонансной кривой максимального выброса эндорфинов.

Результаты клинического применения ТЭС-терапии

В соответствии с результатами экспериментов применение ТЭС-терапии оказалось эффективным в клинической практике в следующих случаях.

Нормализация психофизиологического статуса: антистрессорное действие, снятие утомления, в частности при синдроме хронической усталости, устранение признаков депрессии, повышение нейропсихической устойчивости.

Купирование болевых синдромов: послеоперационные, спондилогенные и тригеминальные боли, головные боли и боли у онкологических больных, фибромиалгия.

Нормализация артериального давления: нейрогенная гипертония, вегето-сосудистая дистония, в том числе при климактерических нарушениях.

Стимуляция процессов репарации: лечение ожогов и ран, трофических язв, язв желудка и двенадцатиперстной кишки, токсического гепатоза, острого инфаркта миокарда, сенсоневральной тугоухости.

Антиаллергический эффект: аллергический ринит, бронхиальная астма.

Антинаркотическое действие: снятие алкогольной абстиненции и аффективных нарушений у алкоголиков и наркоманов.

Следует подчеркнуть, что эффекты ТЭС обладают двумя особенностями:

  1. имеют гомеостатический характер — нормализующее воздействие проявляется только в отношении нарушенных функций;
  2. проявляются комплексно — например, при лечении ожогов наблюдаются анальгетический и антистрессорный эффекты, нормализация вегетативного статуса.

Клиническая эффективность ТЭС-терапии была подтверждена опытом 15-летнего практического применения в России, СНГ и специальными исследованиями с применением двойного слепого контроля в России, Болгарии и Израиле.

Аппаратура для ТЭС-терапии

В основу создания аппаратуры были положены выявленные нами характеристики эндорфинной системы мозга, рассматриваемой как биофизический объект, а также требования стандартов безопасности и эргономики. Способ воздействия и устройство для его реализации защищены патентом Российской Федерации. Исходя из того, что ТЭС-терапия может быть использована как в медицинских учреждениях, так и вне их, например, в домашних условиях, был разработан модельный ряд аппаратов ТРАНСАИР, различающихся мощностью воздействия и набором сервисных функций. Краткие описания аппаратов будут приведены ниже.

Установленная опытным путем форма резонансной кривой дает возможность рассчитать некоторые характеристики объекта воздействия, с тем, чтобы использовать их при создании аппаратуры. Известно, что ширина резонансной кривой по уровню 0,7 составляет величину порядка 3-4 Гц. Это характеризует, в частности, индивидуальные различия в восприятии ТЭС, которые можно нивелировать введением частотной модуляции (ЧМ) в указанных пределах. Постоянная времени данной системы, характеризующая ее инерционность, равна примерно 0,3 сек. Это означает, что на изменение параметров воздействия чаще, чем 1 раз в секунду, система не будет успевать реагировать. Следовательно, изменение частоты импульсов при ЧМ должно происходить дискретно 1 раз в секунду или реже. Заметим также, что величина среднего тока за период зависит от соотношения периода и длительности импульса, т.е. скважности. Скачки периода без изменения длительности импульса будет приводить и к скачкам величины тока. Поэтому очень важно при введении ЧМ соблюдать условие сохранения постоянной скважности.

В процессе исследования феномена ТЭС были опробованы несколько вариантов реализации эффективного режима: импульсный ток на фоне постоянного (гальванического) тока, импульсный монополярный ток без постоянной составляющей и, наконец, биполярный ток. Все они имеют идентичные частотные спектры и отличаются только величиной составляющей с нулевой частотой. Принципиальных различий в указанных вариантах воздействия установлено не было, однако, для некоторых показаний были установлены предпочтения, которые нашли отражение в медицинской инструкции.

При выборе устройства для подведения тока к коже головы мы руководствовались следующими соображениями. Безопасная для кожных покровов плотность тока должна быть не более 1-2 мкА/мм2. Максимальная величина тока в аппаратах ТРАНСАИР достигает величины 10 мА, следовательно площадь электродов должна быть не менее 5000 мм2 или 50 см2 . В случае использования металлических электродов, помимо очевидных экономических соображений, возникает опасность ожогов из-за высокого градиента проводимости в месте контакта, а также возможности попадания ионов металла в кожу. Поэтому металлические части были выполнены небольшими по площади, а в качестве токораспределяющего, фильтрующего и гигиенического материала использованы многослойные фланелевые прокладки. Лобная прокладка имеет размер 5х10 см, каждая из заушных прокладок — 5х5 см. Прокладки смачиваются теплой водопроводной водой. Все модели аппаратов имеют однотипные электроды, входящие в комплект поставки, причем металлические части электродов к аппаратам ТРАНСАИР-01Д выполнены из сплава алюминия, к остальным моделям – из титана.

Аппаратура ТЭС-терапии образует следующий модельный ряд:

ТРАНСАИР-01Д. Малогабаритный аппарат для домашнего применения. Ток – импульсный монополярный, максимальная величина – 2 мА. Питание от встроенного аккумулятора, напряжением 9 В с возможностью внешней подзарядки.

ТРАНСАИР-01В. Малогабаритный аппарат, преимущественно для практикующих врачей. Ток – импульсный биполярный, максимальная величина – 3 мА. Имеет встроенный таймер длительности процедуры, электронную систему защиты пациента, цифровой ЖК-индикатор величины тока, длительности процедуры, частоты импульсов. Тональный звуковой сигнал отмечает изменения режима работы – увеличение или уменьшение тока, окончание сеанса, срабатывание защиты. Питание от сети переменного тока 220 В.

ТРАНСАИР-01С. Аппарат для стационарного применения. Ток – импульсный биполярный, максимальная величина – 5 мА с электронной системой защиты пациента. Опции: таймер, раздельные цифровые светодиодные индикаторы величины тока и времени процедуры, тока, электронную систему защиты пациента, тональный звуковой сигнал для тех же целей, что и у аппарата ТРАНСАИР-01В. Питание от сети переменного тока 220 В.

ТРАНСАИР-01П. Аппарат клинический полипрограммный. Ток – импульсный биполярный либо монополярный, до 5 мА, возможность введения частотной модуляции выходной импульсной последовательности и дополнительной постоянной составляющей (до 5 мА) в режиме монополярного импульса. Программа ТЭС выбирается до начала сеанса. Опции: таймер, раздельные цифровые светодиодные индикаторы величины постоянного и импульсного тока, времени процедуры, частоты импульсов, электронная система защиты пациента. Впервые в этом физиотерапевтическом аппарате использовано музыкально-речевое оповещение (записано на процессоре) о выборе пользователем режима работы аппарата или его изменениях. Питание от сети переменного тока 220 В.

Музыкально-речевое суггестивное сопровождение ТЭС-терапии

Поскольку известно, что позитивные музыкально-речевые суггестивные воздействия (МРСВ) могут также в известной степени стимулировать выделение эндорфинов, дальнейшее увеличение эффективности ТЭС-терапии достигается путем сочетания этих двух лечебных факторов. МРСВ реализуются в виде воспроизведения записанного на аудиокассету либо компакт-диск музыкально-речевого сеанса, синхронизированного во времени с проводимой электростимуляцией.

МРСВ включает три основных этапа: подготовительный, релаксационный и заключительный. На первом этапе (3-5 минут до начала электростимуляции и 5-7 минут с начала сеанса) пациенту дается позитивная информация о предстоящем сеансе ТЭС-терапии, снижающая тревожность перед незнакомой процедурой (снятие эффекта ноцебо), а также инструкции по установке оптимальной величины тока. На втором этапе (15-20 минут) проводятся суггестивные речевые воздействия на фоне специально подобранной музыки, ориентирование на расслабление и накопление положительных эмоций. На третьем этапе (5-7 минут) проводимая суггестия направлена на постепенную мобилизацию сил и последующий переход к активной деятельности. На этом этапе даются также установки на запоминание суггестивной части процедуры с целью использования ее для аутогенных тренировок.

Выводы.

ТЭС-терапия, основанная на избирательной активации эндорфинных и серотониновых механизмов мозга является высокоэффективным безлекарственным лечебным воздействием. Эффективность ТЭС-терапии может быть увеличена с помощью синхронных музыкально-речевых суггестивных воздействий. ТЭС-терапия практически не обладает побочными эффектами и имеет ограниченный круг противопоказаний. Аппараты ТЭС-терапии образуют практически полный модельный ряд и предоставляет потребителям все возможности для эффективного и удобного практического применения.