Устройство двс для чайников: Устройство и теория двигателя внутреннего сгорания авто (подробно)

Рассмотрим устройство дизельного двигателя и некоторые отличия от бензиновых ДВС.

Конструктивные особенности

Конструктивно агрегат представляет достаточно крупный по габаритам блок цилиндров из литого чугунного корпуса. В полости его расточенные под определенным углом гнезда с впрессованными гильзами (цилиндрами). В блоке имеют место многочисленные секции вокруг гильз, которые образуют водяную рубашку охлаждения. Постоянный круговорот охлаждающей жидкости в полостях головки блока упреждают двигатель от перегрева.

В своей нижней части блок имеет сферическую расточку (подушку) для установки, крепления коленчатого вала.

Крупным узлом считается головка блока с литыми гнездами под втулки клапанов.

Неотъемлемым элементом мотора остается клиновой привод водяной помпы, компрессора кондиционера, генератора.

К основным узлам следует отнести:

• механизм шатунно-поршневой группы;
• механизм газораспределения;
• картер двигателя и систему смазки.

Именно эти узлы, взаимодействуя между собой, определяют характеристику силового агрегата.

Если исключить ТНВД (топливный насос высокого давления), высокое давление форсунок, усиление отдельных деталей, например, клапанов и поршней, то конструктивные элементы современных дизельных и бензиновых двигателей не сильно разнятся.

Принцип работы дизельного двигателя заключается в формировании и получении полезной работы от воспламенении топливной смеси. Здесь не происходит смешивание солярки с воздухом и подача ее в камеру сгорания с воспламенение от искры, как в случае с бензиновыми системами зажигания. Нет катушки зажигания, трамблера, свечей, карбюратора и прочих атрибутов бензинок.

Отвечая на вопрос, как работает дизельный двигатель, заметим, что в дизеле смешения горючего и воздуха осуществляется непосредственно в камере сгорания. То есть, под поршень нагнетается воздух, который на такте сжатия достигает температуры 700-800° C. Достигнув такового, топливным насосом посредством форсунок в камеру сгорания впрыскивается горючее. Впрыск под давлением, порой 30 атмосфер, привод к реакции с нагретым сжатием воздуха и моментальному самовоспламенению образовавшейся смеси. Процесс завершается давлением, толкающим поршень вниз к НМТ.

Система подает регламентированную дозу горючего посредством насоса высокого давления. Наличие форсунок и топливных фильтров предопределяет точность и бесперебойную работу топливной аппаратуры. Весь процесс зиждется на топливном насосе высокого давления, подающем горючее исходя из режима работы. Давление в системе нагнетается с помощью плунжерных пар. Привод ТНВД связан с коленчатым валом. Нажатием на акселератор выполняются функции регулирования нормы горючего, соответствующему обороту двигателя.

Форсунка, фильтр топливный

В паре с ТНВД исключительно важным узлом топливной системы являются форсунки. Функции их – подать конкретную дозу горючего в камеру сгорания. Давление, при котором открывается форсунка, равно величине, необходимой для максимального раздробления дизеля и создания топливного тумана.

На конце форсунок, в сложных температурных условиях работает игольчатый распылитель, формирующий контур факела. Контур впрыска принципиально важен для быстрого, полноценного сгорания. Тяжелый режим работы обусловлен постоянным нахождением их в зоне камеры сгорания. Исходя из этого, распылители форсунок выполняются из жаростойких материалов на станках высочайшей точности обработки. Для мягкой, бесшумной работы, в камеру сначала подается мизерная доза топлива. Она только разогревает воздух камеры. В заданный момент впрыскивается основная доза. Эти действия, посредством электроники, позволяют плавно наращивать давление, создавая условия для полного сгорания топливно-воздушной смеси.

В прерогативу топливного фильтра входит возможность тонкой очистки горючего. Но основная функция основывается на отделении воды из топлива. Поэтому фильтр нуждается в периодическом удалении отстоя воды через сливной краник.

Упредить критическое остывание с последующим запарафиниванием топлива помогает система электрического подогрева, что способствует быстрому запуску холодного двигателя.

Запуск, турбонаддув

Холодный запуск дизелю облегчает система предварительного разогрева, для чего в камере сгорания специально размещены свечи с функцией накала до 900° C. Информация о степени нагрева сообщается сигнальной лампой на приборной панели (закрученная спираль). По мере устойчивой работы двигателя свеча автоматически гаснет. В некоторых автомобилях свечи выключаются в момент подачи питания на стартер.

Система турбонаддува ориентирована повышать мощность и устойчивость на всех режимах работы ДВС. То есть турбинный компрессор подает под поршень избыточную порцию воздуха, увеличивая тем самым мощность мотора. Но длительный ресурс компрессора нужно поддерживать высоким качеством моторного масла.

Устройство системы турбонаддува

Система впрыска

Наиболее эффективной системой впрыска топлива считается Common Rail. Принцип работы системы заключается в том, что топливо накапливается в магистральной рампе, с которой поступает непосредственно в форсунку. А это путь к экономии солярки, низкому шуму от рабочего такта и выхлопных газов. За цикл работы, устройство выполняет два этапа впрыска. Самую малость топлива в начале и основную порцию для получения максимальной отдачи от сгорания.

Эти преимущества привели к использованию этой системы впрыска почти на каждом грузовом дизельном автомобиле и в большинстве гражданских моделях.

Система насос-форсунка предполагает установку форсунок по одной на каждый цилиндр. Устройство отличается от Common Rail высоким давлением впрыска. Отправной точкой считается высокая мощность транспорта до 20%, экономичность, низкая токсичность отработки. В обоих случаях, контрольные функции осуществляются системой управления двигателем через магнитные соленоиды.

Глубокая стимуляция мозга (DBS) при болезни Паркинсона и эссенциальном треморе

Обзор

Глубокая стимуляция мозга (DBS) — это операция по имплантации устройства, которое посылает электрические сигналы в области мозга, отвечающие за движения тела. Электроды помещаются глубоко в мозг и подключаются к устройству-стимулятору. Подобно кардиостимулятору, нейростимулятор использует электрические импульсы для регулирования активности мозга. DBS может помочь уменьшить симптомы тремора, медлительности, скованности и проблем с ходьбой, вызванных болезнью Паркинсона, дистонией или эссенциальным тремором. Успешная DBS позволяет людям потенциально сократить количество принимаемых лекарств и улучшить качество жизни.

Что такое глубокая стимуляция мозга?

При глубокой стимуляции мозга электроды помещаются в определенную область мозга в зависимости от симптомов, которые лечатся. Электроды размещаются как на левой, так и на правой стороне мозга через небольшие отверстия, сделанные в верхней части черепа. Электроды соединены длинными проводами, которые проходят под кожей и вниз по шее к стимулятору с батарейным питанием под кожей грудной клетки (рис. 1). При включении стимулятор посылает электрические импульсы для регулирования ошибочных нервных сигналов, вызывающих тремор, ригидность и другие симптомы.

• Нейростимулятор — программируемый кардиостимулятор на батарейках, создающий электрические импульсы. Его размещают под кожей груди ниже ключицы или в области живота.
• Свинец – покрытая проволока с несколькими электродами на конце, которые доставляют электрические импульсы к тканям головного мозга. Он помещается внутрь мозга и соединяется с удлинителем через маленькое отверстие в черепе.
• Удлинитель – изолированный провод, соединяющий провод с нейростимулятором. Он помещается под кожу и проходит от кожи головы, за ухом, вниз по шее и к груди.

Пациент использует портативный контроллер для включения и выключения системы DBS. Врач программирует настройки стимулятора с помощью беспроводного устройства. Настройки стимуляции можно регулировать по мере изменения состояния пациента с течением времени. В отличие от других операций, таких как паллидотомия или таламотомия, DBS не повреждает ткань головного мозга. Таким образом, если в будущем будут разработаны более эффективные методы лечения, процедура DBS может быть отменена.

DBS очень эффективен при дискинезиях, неконтролируемых шевелениях, вызванных высокими дозами леводопы. Как правило, DBS помогает облегчить ваши симптомы, чтобы можно было использовать более низкие дозы лекарств.

При болезни Паркинсона части базальных ганглиев либо недостаточно, либо чрезмерно стимулируются. Нормальные движения сменяются тремором, ригидностью и скованностью. DBS определенных ганглиев изменяет аномальные электрические цепи и помогает стабилизировать петли обратной связи, тем самым уменьшая симптомы.

Электроды можно разместить в следующих областях головного мозга (рис. 2):

Субталамическое ядро ​​ (STN) – эффективен при треморе, медлительности, ригидности, дистонии и дискинезии. Чаще всего используется для лечения болезни Паркинсона.

Thalamus (VIM) – эффективен при треморе. Он часто используется для лечения эссенциального тремора.

Globus pallidus (GPi) – эффективен при треморе, медлительности, ригидности, дистонии и дискинезии. Он используется для лечения дистонии и болезни Паркинсона.

Кто является кандидатом?

Вы можете быть кандидатом на DBS, если у вас есть:

• двигательное расстройство с ухудшением симптомов (тремор, скованность) и ваши лекарства начали терять эффективность.
• тревожных периодов «отключения», когда действие лекарства прекращается до того, как можно будет принять следующую дозу.
• тревожные периоды «включения», когда у вас развиваются дискинезии, вызванные приемом лекарств (чрезмерное покачивание туловищем, головой и/или конечностями).

DBS может не подходить, если у вас тяжелая нелеченная депрессия, выраженная деменция или если у вас есть симптомы, нетипичные для болезни Паркинсона.

DBS может помочь в лечении симптомов, вызванных:

• Болезнь Паркинсона: тремор, ригидность и замедленность движений, вызванные гибелью вырабатывающих дофамин нервных клеток, ответственных за передачу сообщений, контролирующих движения тела.
• Эссенциальный тремор: непроизвольный ритмический тремор кистей и предплечий, возникающий как в покое, так и при целенаправленных движениях. Также может воздействовать на голову движением «нет-нет».
• Дистония: непроизвольные движения и длительные мышечные сокращения, приводящие к скручиванию или корчащимся движениям тела, тремору и ненормальной позе. Может затрагивать все тело или только отдельные участки. Спазмы часто можно подавить «сенсорными приемами», такими как прикосновение к лицу, бровям или рукам.

Группа специалистов, включая невропатолога, нейропсихолога и нейрохирурга, оценит ваше состояние, чтобы определить, возможна ли операция. Будут оценены ваше мышление и память, принимаемые лекарства и общее состояние здоровья. Вас будут снимать на видео, когда вы выполняете различные движения (ходьба, постукивание пальцами, вставание со стула) во время приема и без приема лекарств. Ваши симптомы и способности измеряются с использованием Единой шкалы оценки болезни Паркинсона (UPDRS).

После того, как ваша оценка и видеосъемка будут завершены, ваше дело будет обсуждаться на конференции. с несколькими врачами, медсестрами и хирургами. Команда обсуждает наилучший план лечения для каждого пациента. Если команда согласится, что вы являетесь хорошим кандидатом на DBS, с вами свяжутся, чтобы назначить встречу с нейрохирургом.

Кто выполняет процедуру?

Операция DBS проводится нейрохирургом, прошедшим специальную подготовку в области функциональной нейрохирургии. В хирургическую бригаду также входит невролог.

Решение о хирургическом вмешательстве

Сроки рассмотрения вопроса об операции DBS различны для каждого человека. Если у вас тяжелая двигательная инвалидность, несмотря на оптимальные лекарства, следует рассмотреть возможность хирургического вмешательства. DBS не следует рассматривать как крайнюю меру. По мере прогрессирования болезни Паркинсона DBS больше не является вариантом, если ваши симптомы не реагируют на лекарства или если вы серьезно инвалидизированы даже в лучшем «включенном» состоянии. И в отличие от других операций (паллидотомия, таламотомия), повреждающих ткани головного мозга, ГСМ обратима и при необходимости может быть отключена или удалена.

Пробуждение и сон Хирургия

Стандартная операция DBS выполняется, когда вы бодрствуете, и требует, чтобы вы прекратили прием лекарств, контролирующих симптомы болезни Паркинсона. Во время операции вас попросят выполнить задания, которые помогут направить электрод в точное место в мозгу.

Некоторых людей тревожит бодрствование во время операции на головном мозге или отсутствие лекарств. DBS во сне является альтернативным вариантом в некоторых центрах.

Операция DBS во сне проводится, когда вы находитесь без сознания и под наркозом. Операция проводится на МРТ или компьютерном томографе для нацеливания и проверки точного размещения ваших электродов DBS. Спросите своего хирурга, подходит ли вам DBS во сне.

Что происходит перед операцией?

В кабинете врача вы подпишете формы согласия и заполните документы, чтобы сообщить хирургу о вашей истории болезни, включая аллергии, лекарства, реакции на анестезию и предыдущие операции. Предоперационные тесты (например, анализ крови, электрокардиограмма, рентген грудной клетки) могут потребоваться за несколько дней до операции. Проконсультируйтесь с лечащим врачом о прекращении приема некоторых лекарств и убедитесь, что вам разрешена операция. Вам также может понадобиться разрешение кардиолога, если у вас есть история сердечных заболеваний.

Прекратите прием всех нестероидных противовоспалительных препаратов (ибупрофен, напроксен и т. д.) и препаратов, разжижающих кровь (кумадин, аспирин, плавикс и т. д.), за 7 дней до операции. Прекратите употреблять никотин и алкоголь за 1 неделю до и 2 недели после операции, чтобы избежать кровотечений и проблем с заживлением.

Перед операцией вас могут попросить вымыть кожу и волосы мылом Hibiclens (CHG) или Dial. Он убивает бактерии и уменьшает инфекции области хирургического вмешательства. (Избегайте попадания ХГЧ в глаза, уши, нос или половые органы.)

Никакая еда или питье, в том числе лекарства от болезни Паркинсона, не допускаются после полуночи в ночь перед операцией.

Попробуй как следует выспаться. Операция DBS включает в себя несколько этапов и длится большую часть дня, в течение которого вы можете бодрствовать и не принимать лекарства.

Утро перед операцией

• Принимайте душ с антибактериальным мылом. Оденьтесь в свежевыстиранную свободную одежду.
• Носите обувь на плоской подошве с закрытым задником.
• Если вам предписано регулярно принимать лекарства утром в день операции, делайте это с небольшими глотками воды.
• Удаление макияжа, шпилек, контактных линз, пирсинга, лака для ногтей и т. д.
• Оставьте все ценные вещи и украшения дома.
• Принесите список лекарств с указанием дозировок и времени приема.
• Принесите список аллергий на лекарства или продукты питания.

Прибыть в больницу за 2 часа до запланированной операции, чтобы заполнить необходимые документы и пройти предоперационное обследование. Анестезиолог поговорит с вами и объяснит последствия анестезии и связанные с ней риски.

Что происходит во время операции?

Для этапа 1, имплантации электродов в мозг, весь процесс длится от 4 до 6 часов. Операция обычно длится от 3 до 4 часов.

Шаг 1: прикрепите стереотаксическую рамку
Процедура выполняется стереотаксически, для чего необходимо прикрепить рамку к голове. Пока вы сидите, рама временно фиксируется на вашей голове ремнями на липучке. В четыре места для штифтов вводят местную анестезию, чтобы свести к минимуму дискомфорт. Вы почувствуете некоторое давление при затягивании штифтов (рис. 3).

Шаг 2: МРТ или КТ
Затем вам сделают сканирование с использованием КТ или МРТ. Сверху на раме размещено коробчатое локализующее устройство. Маркеры в рамке отображаются на скане и помогают определить точные трехмерные координаты целевой области в мозге. Хирург использует снимки МРТ/КТ и специальное компьютерное программное обеспечение для планирования траектории движения электрода.

Этап 3: разрез кожи и черепа
Вас отвезут в операционную. Вы ляжете на стол, и стереотаксическая рама головы будет закреплена. Это предотвращает малейшие движения головы при установке электродов. Вы будете бодрствовать во время операции. Легкая седация дается, чтобы вам было более комфортно во время начального разреза кожи, но затем прекращается, чтобы вы могли поговорить с врачами и выполнить задания.

Волосы сбриваются шириной около дюйма вдоль линии разреза. Разрез кожи делается на макушке головы, чтобы обнажить череп. С помощью дрели делаются два трепанационных отверстия размером с четверть на левой и правой сторонах черепа (рис. 3). Эти отверстия позволяют электродам проходить через мозг.

Шаг 4: вставьте электрод в мозг
Через маленькое отверстие в мозг вводится записывающий электрод. На основании расчетов МРТ/КТ и компьютера для планирования электрод вводится на точную глубину и угол внутри головного мозга (рис. 4). Сам мозг не чувствует боли, поэтому вы не должны ощущать никакого дискомфорта.

Точность размещения электродов подтверждена рядом испытаний. Вас могут попросить поднять руки или ноги или сосчитать числа. Хирургическая бригада также прослушает правильные нервные клетки. Записывающий электрод может слышать возбуждение клеток мозга и отображать форму волны на компьютере. Это самая трудоемкая часть процедуры. Это должно быть повторено как для левой, так и для правой стороны мозга. Ваше терпение и сотрудничество помогут хирургической бригаде выполнить свою работу.

Этап 5. Стимуляция клеток головного мозга
После точного определения местонахождения нервных клеток хирург заменяет регистрирующий электрод постоянным электродом/отведением DBS (рис. 5). Проводят тестовую стимуляцию. Вас спросят, чувствуете ли вы, что какие-либо из ваших симптомов уменьшились или полностью исчезли.

Шаг 6: закрытие
Когда бригада удовлетворена размещением электрода, на трепанационное отверстие надевается пластиковый колпачок, чтобы удерживать электрод на месте. Моток проволоки оставляют под кожей головы для последующего прикрепления к удлинителю и стимулятору. Разрез кожи головы закрывают швами или скобами и накладывают повязку.

Что происходит после операции?

После операции вы можете немедленно принять обычную дозу лекарства от болезни Паркинсона. Вас оставят на ночь для наблюдения и наблюдения. Большинство больных выписывают домой на следующий день.

Во время восстановления после имплантации электродов вы можете чувствовать себя лучше, чем обычно. Отек мозга вокруг кончика электрода вызывает эффект поражения, который длится от нескольких дней до нескольких недель. Этот временный эффект является хорошим предиктором вашего результата после имплантации и программирования стимулятора.

Примерно через неделю вы вернетесь в больницу для амбулаторной операции по имплантации стимулятора в грудь/живот. Эта операция проводится под общим наркозом и длится около часа. Пациенты отправляются домой в тот же день.

Шаг 7: имплантируйте стимулятор
Вас отвезут в операционную и усыпят под общим наркозом. Часть разреза скальпа вновь открывается для доступа к отведениям. Рядом с ключицей делается небольшой надрез, и нейростимулятор имплантируется под кожу. Электрод прикрепляется к удлинителю, который проходит под кожей головы вниз по шее к стимулятору/батарее в груди или животе. Устройство будет видно в виде небольшой выпуклости под кожей, но обычно под одеждой его не видно.

Вы будете ограничены в поднятии тяжестей и деятельности в течение 6-8 недель, пока не заживут разрезы. Следуйте всем инструкциям при выписке и упражнениям для шеи. Боль в разрезе можно снять с помощью лекарств.

Шаг 8: запрограммируйте стимулятор
Примерно через 10 дней после операции вам будет назначен визит в клинику. Стимулятор будет запрограммирован, и дозировка вашего лекарства будет скорректирована. Вас могут попросить прекратить прием лекарств за 12 часов до сеанса программирования. Вы будете выполнять задачи, чтобы помочь команде определить наилучшую программу контроля ваших симптомов. Пожалуйста, приносите с собой пульт дистанционного управления и зарядное устройство на каждую встречу. Часто требуется от 3 до 4 посещений, чтобы изменить настройки программы.

Большинство людей не чувствуют стимуляции, поскольку она уменьшает симптомы. Однако некоторые люди могут почувствовать кратковременное покалывание при первом включении стимулятора.

Важно помнить, что болезнь Паркинсона прогрессирует, и симптомы со временем ухудшаются. Вы будете периодически возвращаться в кабинет невролога, чтобы настроить параметры стимуляции.

Каковы риски?

Не бывает операций без рисков. Общие осложнения любой операции включают кровотечение, инфекцию, образование тромбов и реакцию на анестезию. Осложнения, связанные с размещением электрода DBS, включают судороги, инфекцию и 1% вероятность кровоизлияния в мозг.

Причины, по которым вам может потребоваться дополнительная операция, включают поломку удлинителя на шее; детали могут протираться через кожу; и удаление устройства из-за инфекции или механического повреждения. Если у вас неперезаряжаемая система DBS, батарею необходимо будет заменять каждые 3–5 лет. Аккумуляторные системы DBS имеют срок службы батареи от 10 до 15 лет.

DBS также может вызывать ухудшение некоторых симптомов, таких как нарушения речи и равновесия. У некоторых пациентов с болезнью Паркинсона DBS может вызвать или усугубить депрессию. Если у вас появятся какие-либо побочные эффекты от настройки стимуляции, вам необходимо вернуться в офис для дальнейшего программирования.

Каковы результаты?

Успешная DBS связана с 1) правильным выбором пациента, 2) правильным выбором области мозга для стимуляции, 3) точным расположением электрода во время операции и 4) опытным программированием и управлением лекарствами.

При болезни Паркинсона DBS субталамического ядра улучшает симптомы медлительности, тремора и ригидности примерно у 70% пациентов [1]. Большинство людей могут уменьшить количество принимаемых лекарств и уменьшить их побочные эффекты, включая дискинезии. Также было показано, что он превосходит лекарства в долгосрочном лечении симптомов [2].

При эссенциальном треморе DBS таламуса может значительно уменьшить тремор рук у 60–90% пациентов и может улучшить тремор головы и голоса.

DBS бледного шара (GPi) наиболее эффективен при лечении дискинезий (непроизвольных шевелений), дистоний, а также других видов тремора. При дистонии DBS GPi может быть единственным эффективным средством лечения изнурительных симптомов. Хотя недавние исследования показывают небольшую разницу между GPi-DBS и STN-DBS.

Пациенты сообщают о других преимуществах DBS. Например, лучший сон, больше физической активности и улучшение качества жизни [3].

Исследования показывают, что DBS может «защищать» или замедлять процесс болезни Паркинсона [4].

Жизнь со стимулятором

После того, как DBS запрограммирован, вас отправят домой с инструкциями по настройке собственной стимуляции. Ручной контроллер позволяет включать и выключать стимулятор, выбирать программы и регулировать силу стимуляции. Большинство пациентов держат свою систему DBS включенной 24 часа в сутки днем ​​и ночью. Некоторые пациенты с эссенциальным тремором могут использовать его в течение дня и выключать систему перед сном. При необходимости врач может изменить настройки во время последующих посещений.

Если ваш DBS оснащен перезаряжаемой батареей, вам потребуется зарядное устройство. В среднем время зарядки составляет 1-2 часа в неделю. У вас будет выбор между основной батареей или перезаряжаемым устройством, и вы должны обсудить это со своим хирургом до операции.

Как и кардиостимулятор, другие устройства, такие как сотовые телефоны, пейджеры, микроволновые печи, защитные двери и противоугонные датчики, не повлияют на ваш стимулятор. Обязательно носите с собой идентификационную карточку имплантированного устройства во время полета, так как устройство обнаруживается у выходов на посадку в аэропорту.

Источники и ссылки

Если у вас есть вопросы, звоните в Mayfield Brain & Spine по телефону 800-325-7787.

Источники

1. Глубокая стимуляция мозга при болезни Паркинсона Исследовательская группа: Глубокая стимуляция субталамического ядра или внутренней части бледного шара при болезни Паркинсона. N Engl J Med 345:956-63, 2001
2. Weaver FM, Follett K, Stern M, et al. Двусторонняя глубокая стимуляция мозга в сравнении с лучшей медицинской терапией для пациентов с прогрессирующей болезнью Паркинсона: рандомизированное контролируемое исследование. ДЖАМА 301:63-73, 2009 г.
3. Deuschl G, Schade-Brittinger C, Krack P, et al. Рандомизированное исследование глубокой стимуляции мозга при болезни Паркинсона. N Engl J Med 355:896-908, 2006
4. Нейростимуляция при болезни Паркинсона с ранними двигательными осложнениями . N Engl J Med 368: 610-22, 2013

Ссылки

Parkinson.org
EssentialTremor.org
YoungParkinsons.org

Глоссарий

базальные ганглии : масса тел нервных клеток (серое вещество), расположенная глубоко в белом веществе головного мозга. Имеет связи с областями, которые подсознательно контролируют движение.

брадикинезия : замедленность движений, нарушение ловкости, уменьшение моргания, слюнотечение, невыразительное лицо.

дофамин : нейротрансмиттер, который передает сообщения от нейрона к нейрону через синапс.

дискинезия: аномальные непроизвольные движения, которые могут быть вызваны высокими или низкими дозами противопаркинсонических препаратов у пациентов с БП.

электрод: проводник, по которому течет электрический ток.

globus pallidus interna (GPi) : ядра головного мозга, регулирующие мышечный тонус; часть базальных ганглиев.

нейрон : основная единица нервной системы, состоящая из тела клетки, дендритов и аксона; также называется нервной клеткой.

паллидотомия : хирургическая процедура, при которой разрушаются нервные клетки бледного шара головного мозга. Используется для лечения симптомов болезни Паркинсона.

стереотаксический: точный метод обнаружения глубоких структур мозга с использованием трехмерных координат.

черная субстанция : область мозга, где вырабатывается дофамин.

таламус : ретрансляционная станция для всех сенсорных сообщений, поступающих в мозг; часть базальных ганглиев.

таламотомия : хирургическая процедура, при которой разрушаются нервные клетки таламуса головного мозга. Используется для лечения симптомов тремора или боли.

обновлено > 4.2022
проверено > Джорджем Мэндибуром, доктором медицины, клиника Мэйфилд, Цинциннати, Огайо

Сертифицированная медицинская информация Мэйфилда Материалы написаны и разработаны клиникой Мэйфилд. Мы соблюдаем стандарт HONcode для достоверной медицинской информации. Эта информация не предназначена для замены медицинской консультации вашего поставщика медицинских услуг.

Этот сайт соответствует Стандарт HONcode для достоверной медицинской информации:
проверить здесь.

Глубокая стимуляция мозга | Johns Hopkins Medicine

Что такое глубокая стимуляция мозга?

Глубокая стимуляция мозга (DBS) — это нейрохирургическая процедура, в которой используются имплантированные электроды и электрическая стимуляция для лечения двигательных расстройств, связанных с болезнью Паркинсона (БП), эссенциальным тремором, дистонией и другими неврологическими состояниями.

Врачи могут использовать DBS при двигательных расстройствах или нервно-психических состояниях, когда лекарства стали менее эффективными или если их побочные эффекты мешают повседневной деятельности человека.

Как работает глубокая стимуляция мозга?

Связанные с движением симптомы болезни Паркинсона и других неврологических состояний вызваны дезорганизованными электрическими сигналами в областях мозга, которые контролируют движение. В случае успеха DBS прерывает нерегулярные сигналы, вызывающие тремор и другие двигательные симптомы.

После серии тестов, определяющих оптимальное размещение, нейрохирурги имплантируют один или несколько проводов, называемых «отведениями», внутрь головного мозга. Отведения соединены изолированным удлинителем провода с очень маленьким нейростимулятором (электрическим генератором), имплантированным под ключицу человека, подобно кардиостимулятору. Непрерывные импульсы электрического тока от нейростимулятора проходят через отведения в мозг.

Через несколько недель после установки нейростимулятора врач программирует его на подачу электрического сигнала. Этот процесс программирования может занять более одного посещения в течение нескольких недель или месяцев, чтобы убедиться, что ток правильно отрегулирован и дает эффективные результаты. При настройке устройства врач ищет оптимальный баланс между улучшением контроля симптомов и ограничением побочных эффектов.

Кто является кандидатом на глубокую стимуляцию мозга?

DBS — это больше, чем просто хирургическая процедура. Он включает в себя серию оценок, процедур и консультаций до и после фактической операции, поэтому люди, заинтересованные в лечении с помощью DBS, должны быть готовы посвятить время этому процессу.

Например, тем, кто не живет близко к медицинскому центру, предлагающему операцию DBS, может потребоваться значительное время на поездки туда и обратно на приемы.

Процедура, а также предоперационная оценка и послеоперационное наблюдение могут быть дорогостоящими в зависимости от страхового покрытия пациента. Хирургия DBS — это одобренный FDA метод лечения болезни Паркинсона, и Medicare и большинство частных страховых компаний покрывают эту процедуру, но степень покрытия будет зависеть от индивидуального полиса каждого человека.

Потенциальные пациенты должны иметь реалистичные ожидания относительно результатов DBS. Хотя DBS может улучшить двигательные симптомы болезни Паркинсона и значительно улучшить качество жизни правильно отобранных пациентов, вряд ли он вернет кому-либо идеальное здоровье.

Болезнь Паркинсона

Три типа пациентов с БП обычно получают пользу от DBS:

1. Пациенты с неконтролируемым тремором, у которых лекарства оказались неэффективными.

2. Пациенты с симптомами, которые хорошо реагируют на лекарства, но у которых после прекращения действия лекарств возникают серьезные двигательные флуктуации и дискинезии, несмотря на корректировку лекарств.

3. Пациенты, у которых двигательные симптомы могут реагировать на более высокие или более частые дозы лекарств, но которые ограничены в этом из-за побочных эффектов.

Эссенциальный тремор

Эссенциальный тремор является наиболее распространенным двигательным расстройством, и DBS может быть эффективной терапией, особенно в тяжелых случаях, когда дрожь может привести к инвалидности, ограничивая выполнение повседневных задач, таких как одевание, бритье, прием пищи или питье. Поскольку тремор является единственным симптомом эссенциального тремора, DBS может улучшить жизнь людей с этим заболеванием и помочь им нормально функционировать.

Дистония

Дистония — относительно редкое двигательное расстройство, но его симптомы — ненормальные позы и скручивающие движения — могут реагировать на DBS, когда лекарства не обеспечивают адекватного облегчения. Индивидуальная реакция на DBS зависит от основной причины дистонии — генетической, лекарственной или другого фактора. Если причина неизвестна, врач, скорее всего, проведет дополнительные тесты в рамках обследования DBS.

Психиатрические заболевания

Некоторые недавние исследования показали, что людям, живущим с депрессией, обсессивно-компульсивным расстройством (ОКР) или синдромом Туретта, может быть полезна операция DBS. Необходимы дополнительные исследования, чтобы определить, эффективен ли DBS при лечении психических расстройств и перевешивают ли какие-либо преимущества риски и побочные эффекты.

Выбор операции глубокой стимуляции мозга

Операция DBS не рекомендуется всем людям, страдающим болезнью Паркинсона или другими двигательными нарушениями. Разговор с неврологом, который специализируется на двигательных расстройствах, может определить, является ли человек хорошим кандидатом на DBS.

Почему врач может (или не может) выбрать глубокую стимуляцию мозга

По данным Национального фонда Паркинсона, идеальным кандидатом на операцию DBS при болезни Паркинсона является:

• Симптомы болезни Паркинсона, которые мешают повседневной жизни.

• Колебания подвижности из-за лекарств для ПД («феномен «включено-выключено») с дискинезией или без нее (непроизвольные подергивания, особенно в руках и голове).

• Постоянный хороший ответ на лекарства для ПД, даже если эффекты лекарств могут исчезнуть раньше, чем в прошлом.

• История приема нескольких различных комбинаций лекарств от БП под наблюдением невролога, специализирующегося на двигательных расстройствах.

Эти факторы* могут сделать человека менее чем идеальным кандидатом на операцию DBS:

• Трудности с равновесием, ходьбой или «замирание» как основной инвалидизирующий симптом.

• Первичный симптом затруднения речи.

• Постоянная спутанность сознания и проблемы с памятью и мышлением.

• Психиатрическое состояние, такое как депрессия или тревога, которое не улучшилось или не стабилизировалось с помощью другого лечения.

• Еще одно состояние, повышающее риск хирургических осложнений.

*Некоторые из этих факторов поддаются лечению. Наличие одного или нескольких не лишает человека права на будущую операцию DBS, но врач может порекомендовать более агрессивную терапию, ориентированную на эти проблемы, до операции.

Обследование перед глубокой стимуляцией мозга

Для пациентов с болезнью Паркинсона врач должен подтвердить, что ПД чувствителен к леводопа, и определить, какие симптомы с наибольшей вероятностью реагируют на DBS, и обсудить их с пациентом.

Для достижения этих двух целей невролог, занимающийся двигательными расстройствами, обследует пациента в отсутствие его или ее лекарств от ПД, а затем еще раз после их приема. Наблюдение за влиянием препаратов ПД на двигательные и немоторные симптомы помогает врачу и пациенту определить хорошие целевые симптомы для DBS.

Когнитивная оценка может помочь определить способность человека участвовать в процедуре, которая включает в себя обратную связь с врачом во время операции и в процессе настройки нейростимулятора. Эта оценка также информирует команду о риске ухудшения спутанности сознания или когнитивных проблем после процедуры.

В некоторых больницах также проводят осмотр по трудотерапии или оценку речи, языка и глотания. Психиатр может осмотреть человека, чтобы определить, требует ли лечения такое состояние, как депрессия или тревога, перед процедурой DBS.

Процедура глубокой стимуляции мозга

В некоторых случаях хирург вводит и электрод, и нейростимулятор; в других случаях две операции могут выполняться отдельно, с имплантацией нейростимулятора через несколько дней или недель после установки электрода.

Стереотаксическая DBS в сравнении с интервенционной DBS под визуальным контролем

Стереотаксическая DBS хирургия требует, чтобы пациент прекратил прием лекарств. Во время процедуры рама стабилизирует голову и предоставляет координаты, помогающие хирургам направить электрод в правильное место в мозгу. Пациент получает местную анестезию (обезболивающее лекарство), чтобы ему было комфортно на каждом этапе, а также мягкое седативное средство, помогающее расслабиться.

Во время операции DBS под визуальным контролем, например, при интервенционной МРТ (iMRI) или КТ, пациент часто спит под общей анестезией, в то время как хирург использует изображения головного мозга, чтобы направить электрод к цели.

Некоторые передовые центры предлагают как стереотаксическую, так и под контролем iMRI хирургию DBS. В этом случае врач и пациент обсудят, какая процедура лучше, исходя из ряда факторов.

Например, врач может порекомендовать процедуру под визуальным контролем детям, пациентам с тяжелыми симптомами, тем, кто испытывает особую тревогу или страх, или тем, чьи электроды проходят в определенные части мозга.

Как правило, операция DBS проводится следующим образом:

Имплантация свинца

• Человек снимает одежду, украшения или другие предметы, которые могут помешать проведению процедуры.

• После сбривания небольшого количества волос за линией роста волос бригада хирургов вводит местную анестезию (обезболивающее лекарство) в кожу головы для размещения каркаса головы.

• Каркас головы (или «ореол») крепится к черепу с помощью винтов и остается на месте в течение всей процедуры, чтобы удерживать голову в правильном положении.

• Затем команда использует компьютерную томографию или магнитно-резонансную томографию, чтобы точно определить целевое место в мозгу, куда будет направляться электрод.

• После еще одного обезболивающего нейрохирург просверливает маленькое отверстие в черепе, чтобы вставить электрод.

• Команда записывает процесс прохождения электрода через мозговую ткань, чтобы обеспечить точное размещение электрода. Человека могут попросить пошевелить лицом, рукой или ногой в определенное время во время записи.

• После установки электрода к нему присоединяется внешний нейростимулятор. Электрическая стимуляция, проводимая через электрод в течение короткого периода времени, помогает врачам увидеть, улучшаются ли симптомы или появляются побочные эффекты (такие как мышечные сокращения или зрительные явления).

• Удлинительный провод прикрепляется к электроду и помещается под кожу головы, соединяя электрод с нейростимулятором.

• Отверстие в черепе закрывается пластиковой крышкой и швами.

Микроэлектродная запись

Микроэлектродная запись (MER) использует электрический ток (5-100 мкА) очень высокой частоты (300 Гц) для точного определения хирургического участка для имплантации глубокого стимулятора мозга (DBS). Этот метод был впервые применен в Университете Джона Хопкинса и одобрен Целевой группой по хирургии болезни Паркинсона Американской академии неврологии, Комитетом по оценке терапии и технологий.

Поскольку структура мозга каждого человека различается, информация, полученная с помощью MER, дает точную цель для окончательного размещения DBS. Микроэлектрод позволяет хирургической бригаде визуализировать и слышать активность нейронов из разных областей мозга, чтобы идентифицировать определенные структуры на основе уникальных паттернов активности нейронов. Пациент должен быть в сознании (не под общей анестезией), чтобы MER мог дать высококачественную информацию.

Размещение нейростимулятора

Эта процедура проводится под общим наркозом, поэтому человек спит. Хирургическая бригада вводит нейростимулятор под внешние слои кожи, обычно прямо под ключицей, но иногда в грудь или живот. Удлинительный провод от электрода присоединяется к нейростимулятору.

После операции по глубокой стимуляции головного мозга

В больнице

Как правило, пребывание в больнице после операции DBS составляет 24 часа, но может быть дольше в зависимости от того, насколько быстро пациент выздоравливает и готов вернуться домой. Врач посетит, убедится, что человек готов к отъезду, и даст инструкции по уходу на дому.

Дома

Дома важно, чтобы разрезы были чистыми и сухими. Врач предоставит пациенту подробную информацию о том, как принимать ванну, пока место операции заживает. Если есть швы, их снимут во время последующего визита в клинику. Клейкие полоски, если они есть, должны оставаться сухими и обычно отпадают в течение нескольких дней.

Пациенту будет выдан магнит, который можно использовать для включения или выключения нейростимулятора в соответствии с условиями, предписанными врачом.

Программирование нейростимулятора

После того, как провод(а) DBS и нейростимулятор будут на месте, пациент вернется к врачу, чтобы запрограммировать нейростимулятор для оптимальной электрической стимуляции. Программирование обычно начинается через несколько недель после процедуры DBS, хотя некоторые врачи активируют нейростимулятор перед выпиской пациента из больницы после операции.

Программирование требует времени и может потребовать нескольких встреч для настройки параметров нейростимулятора. В то же время врачи рассмотрят лекарства и дозировки пациента, чтобы лекарства эффективно работали с электрической стимуляцией для контроля симптомов.

Даже после регулировки пациенту необходимо будет периодически возвращаться для осмотра. Врач определяет частоту повторных приемов в зависимости от конкретной ситуации каждого пациента.

Нейростимулятор работает от батареи, которой обычно хватает на три-пять лет. Когда батарея начинает изнашиваться, врачи могут заменить нейростимулятор в амбулаторных условиях. Есть также перезаряжаемые нейростимуляторы, которые работают дольше, но требуют регулярной подзарядки.

Долгосрочные эффекты глубокой стимуляции мозга

Операция DBS может помочь людям с болезнью Паркинсона улучшить симптомы тремора, скованности, медлительности и дискинезии. Это также может уменьшить дозу лекарств, необходимых пациенту для лечения болезни Паркинсона.

Исследователи, которые наблюдали за пациентами после DBS, обнаружили, что многие пациенты продолжают улучшать свои симптомы в течение нескольких лет после процедуры и могут есть, пользоваться туалетом и принимать пищу самостоятельно. Пациенты, получающие лечение с помощью DBS по поводу двигательных расстройств, могут испытывать или не испытывать изменения в памяти, мышлении или настроении.

В настоящее время болезнь Паркинсона представляет собой прогрессирующее заболевание, которое невозможно полностью остановить. Даже в то время как DBS продолжает воздействовать на тремор, скованность и медлительность, могут все еще появляться другие симптомы, такие как плохая осанка, нарушение речи, замирание походки, проблемы с равновесием и слабоумие.

Особые меры предосторожности после глубокой стимуляции мозга

Как правило, людям, перенесшим операцию DBS, следует:

Всегда носите с собой удостоверение личности, в котором указано, что у них есть нейростимулятор DBS. Кроме того, они могут захотеть носить медицинский идентификационный браслет с указанием этой информации.