La stimulation cérébrale profonde (SCP)

Aperçu

La stimulation cérébrale profonde (SCP) s’est avérée extrêmement bénéfique pour les personnes souffrant de diverses affections neurologiques. La SCP a été initialement autorisée dans les années 1990 pour le traitement des troubles du mouvement. La SCP comprend l’insertion d’électrodes près des régions profondes du cerveau. Ces électrodes sont ensuite connectées à un générateur d’impulsions qui est implanté par voie sous-cutanée dans la paroi thoracique. Un ordinateur contrôle le générateur d’impulsions, qui finit par ordonner aux électrodes de se déclencher.

Qu’est-ce que la stimulation cérébrale profonde (SCP)?

La stimulation cérébrale profonde (SCP) est un traitement neurochirurgical qui traite les problèmes de mouvement associés à la maladie de Parkinson (MP), aux tremblements essentiels, à la dystonie et à d’autres maladies neurologiques avec des électrodes implantées et une stimulation électrique.

La manipulation électrique du cerveau a souvent fait l’objet d’études scientifiques depuis la fin du XIXe siècle, au sujet de l’activation localisée du cortex moteur. Suite à la découverte des propriétés électriques du cortex moteur, la cartographie des fonctions corticales a été réalisée. Cela a été suivi par la découverte de régions cérébrales profondes utilisant la stimulation peropératoire dans les années 1950.

Au cours de la décennie qui a suivi, les théories sur le traitement des maladies neurologiques avec une stimulation continue ont commencé à se développer. La documentation sur l’utilisation de la stimulation persistante pour traiter la douleur, les problèmes de mouvement et l’épilepsie était disponible dans les années 1970. La stimulation cérébrale profonde (SCP) a finalement été découverte dans les années 1990 en fusionnant la technologie des stimulateurs cardiaques implantables avec des électrodes profondes implantées de manière chronique.

Anatomie et physiologie

L’équipement de stimulation cérébrale profonde (SCP) comprend des électrodes implantées près de certaines zones profondes du cerveau, qui sont ensuite reliées par un câble sous-cutané à une machine de type stimulateur cardiaque (générateur d’impulsions) placée sur la paroi thoracique. Un ordinateur transmet ensuite les paramètres de stimulation au générateur d’impulsions, fournissant des amplitudes, des fréquences et une largeur d’impulsion correctes. La SCP cible généralement le noyau sous-thalamique (NST), globus pallidus interna (GPi) et le noyau intermédiaire ventral du thalamus.

Le mécanisme spécifique des bienfaits thérapeutiques de la stimulation cérébrale profonde est inconnu; néanmoins, mais les idées ne manquent pas. Comme le montre la liste des applications probables, l’activation des zones cérébrales profondes modifie un large éventail de circuits impliqués dans l’activité neuronale.

Les effets thérapeutiques dépendent des qualités physiologiques des cellules, des surfaces des structures stimulées, de l’ampleur et du moment de la stimulation et, enfin, de la physiopathologie sous-jacente de diverses situations pathologiques. L’imagerie et les investigations physiologiques soutiennent la théorie selon laquelle le résultat ultime de la stimulation cérébrale profonde est un déclenchement accru des neurones ciblés.

Avantages de la stimulation cérébrale profonde

La SCP est une technique chirurgicale qui est réalisée de manière mini-invasive. Plus important encore, elle est bénéfique dans le traitement des patients atteints de la maladie de Parkinson. Les principaux avantages de la SCP sont sa réversibilité et son adaptabilité. Les sondes de SCP sont insérées dans la ou les cibles, ce qui permet d’ajuster les paramètres de stimulation en réponse aux changements dans l’état du patient. Si la SCP provoque des effets secondaires indésirables, ceux-ci peuvent être désactivés, modifiés ou supprimés. Si la SCP s’avère cliniquement infructueuse, le patient n’a pas subi de lésion cérébrale irréparable.

Parmi les autres avantages, mentionnons la capacité d’intervenir dans des sites qui ne peuvent pas ou ne devraient pas être traités par chirurgie des lésions neuroablatives et la possibilité de faire des recherches sur la physiologie des ganglions basaux humains dans un cadre unique.

Le principal inconvénient de la SCP est son coût élevé. À l’heure actuelle, le gadget coûte environ 10 000 $ par unité. Un autre inconvénient est le risque accru d’infection en raison de la présence de matériel implanté, ainsi que le coût de l’entretien (par exemple, la réparation ou le remplacement des fils défectueux ou les visites répétées au cabinet médical pour les ajustements de stimulation). Actuellement, l’épuisement de la batterie impose le remplacement de l’ensemble du générateur d’impulsions, le composant le plus cher du système (coûtant environ 8000 $), au bout de quelques années.

Stimulation cérébrale profonde Indications

La Food and Drug Administration (FDA) des États-Unis a autorisé la stimulation cérébrale profonde (SCP) pour le traitement des tremblements essentiels, de la dystonie, de la maladie de Parkinson et du trouble obsessionnel-compulsif (TOC) réfractaire au traitement.

L’application et l’utilisation de la technologie de SCP se sont développées depuis ses premières phases de découverte. Les premières applications de la SCP ont été pour le traitement des tremblements essentiels (TE) et des tremblements de la maladie de Parkinson (MP). La stimulation SCP du « noyau intermédiaire ventral du thalamus » entraîne une réduction moyenne des tremblements de plus de 80%.

Il a été démontré que la stimulation du globus pallidus interne réduit les principaux symptômes moteurs de la maladie de Parkinson, y compris, mais sans s’y limiter, les dyskinésies dopaminergiques. En régulant la fréquence de déclenchement du GPi défectueux, on pense que la stimulation du GPi soulage l’akinésie parkinsonienne et la raideur. Il a été démontré que la stimulation du noyau sous-thalamique améliore la démarche, les tremblements et la bradykinésie. Il a été démontré que les noyaux de relais parafasciculaires et sensoriels du thalamus ont des effets analgésiques.

La première indication psychiatrique de la SCP a été rapportée en 1999. De nombreuses recherches axées sur la SCP pour les maladies mentales résistantes au traitement ont été menées depuis cette première publication. La SCP s’est récemment révélée utile dans le syndrome de Tourette en stimulant le complexe centromédian-parafasciculaire du thalamus, ainsi que le GPi et le membre antérieur de la capsule interne.

L’utilisation de la SCP pour le trouble obsessionnel-compulsif (TOC) et la dépression réfractaire au traitement est peut-être la plus notable. Il a été prouvé que la SCP de la substance blanche cingulaire subgénual améliore l’humeur chez les personnes souffrant de dépression résistante au traitement, tandis que la SCP des membres antérieurs bilatéraux des capsules internes réduit les symptômes liés au TOC.

Les preuves démontrant la résolution des symptômes du TOC en ciblant soit la capsule ventrale / striatum ventral ou le NST, ont conduit à l’approbation par la FDA de la SCP pour le TOC résistant au traitement en 2009. En 2009, la SCP a été utilisée pour la première fois pour traiter la dépression résistante au traitement (DRT). Les cibles thérapeutiques de la DRT comprennent le cortex cingulaire antérieur subgénual, la capsule ventrale / striatum ventral, le noyau accumbens et le faisceau médian du cerveau antérieur. La dépendance, l’autisme, l’anorexie mentale, les troubles anxieux et la schizophrénie font partie des futures indications psychiatriques recherchées.

Stimulation cérébrale profonde pour la maladie de Parkinson

Trois types de patients atteints de  MP bénéficient généralement de la SCP : 

1. Patients avec des tremblements incontrôlés qui n’ont pas répondu aux médicaments.
2. Les patients qui présentent des symptômes qui répondent bien aux médicaments, mais qui présentent de graves fluctuations motrices et des dyskinésies lorsque les médicaments s’estompent, malgré les ajustements médicamenteux.
3. Les patients présentant des problèmes de mouvement qui peuvent bénéficier de doses de traitement plus importantes ou plus fréquentes, mais qui ne peuvent pas le faire en raison d’effets indésirables.

Tremblement essentiel

Le problème de mouvement le plus courant est le tremblement essentiel, et la SCP peut être un traitement efficace, en particulier dans les cas graves où les tremblements peuvent être sévères, affectant les fonctions quotidiennes telles que s’habiller, se toiletter, manger ou boire. Parce que le tremblement est le seul symptôme du tremblement essentiel, la SCP peut améliorer la vie des gens et leur permettre de fonctionner correctement.

Dystonie

La dystonie est une maladie rare du mouvement, mais ses symptômes, qui comprennent des postures aberrantes et des mouvements de torsion, peuvent répondre à la SCP lorsque les médicaments ne parviennent pas à apporter un soulagement significatif. La réponse d’une personne à la SCP est déterminée par l’étiologie sous-jacente de la dystonie, qui peut être héréditaire, induite par un médicament ou une autre condition. Si la raison est inconnue, le médecin ordonnera très probablement plus de tests dans le cadre du bilan de SCP.

Affections psychiatriques

Des recherches récentes suggèrent que les personnes souffrant de dépression, de trouble obsessionnel-compulsif (TOC) ou de syndrome de Tourette peuvent bénéficier d’une chirurgie à base de SCP. D’autres études sont nécessaires pour démontrer si la SCP est bénéfique dans le traitement des maladies mentales et si les avantages dépassent les dangers et les effets indésirables.

Contre-indications de la Stimulation cérébrale profonde 

Il existe peu de contre-indications absolues à la stimulation cérébrale profonde (SCP). La SCP n’est pas recommandée pour les patients qui ne sont pas en mesure d’utiliser correctement le neurostimulateur. Les patients utilisant des stimulateurs cérébraux profonds doivent éviter les IRM du corps entier, la stimulation magnétique transcrânienne et la diathermie une fois implantés.

Tests avant la stimulation cérébrale profonde

Dans le cas de la maladie de Parkinson, le médecin doit établir que la condition répond à la lévodopa et évaluer quels symptômes sont les plus susceptibles de répondre à la SCP, ce dont il doit discuter avec le patient.

Pour atteindre ces deux objectifs, le neurologue des troubles du mouvement évaluera le patient sans ses médicaments contre la MP, puis à nouveau après les avoir pris. L’observation de l’effet des médicaments contre la maladie de Parkinson sur le mouvement et les symptômes non moteurs aide le clinicien et le patient à identifier les symptômes cibles appropriés pour la SCP.

Un examen cognitif peut aider à établir la capacité d’une personne à s’engager dans l’opération, ce qui implique de fournir des informations au clinicien pendant la chirurgie et le processus d’ajustement du neurostimulateur. Cet examen informe également l’équipe de la possibilité d’une désorientation exacerbée ou de problèmes cognitifs à la suite de la chirurgie.

Certains hôpitaux effectueront également un examen d’ergothérapie ou une évaluation de la parole, du langage et de la déglutition. Avant l’opération de SCP, un psychiatre peut évaluer la personne pour voir si un problème tel que la dépression ou l’anxiété justifie un traitement.

Précautions particulières après une stimulation cérébrale profonde

En général, les personnes qui ont subi une chirurgie de SCP devraient:

• Ayez toujours sur eux une carte indiquant qu’ils ont un neurostimulateur SCP. Ils peuvent également choisir de porter un bracelet médical avec cette information.
• Les personnes qui utilisent un neurostimulateur doivent aviser les agents de contrôle de sécurité de l’aéroport avant de passer à travers les scanners. De nombreux détecteurs d’aéroport sont sans danger pour les stimulateurs cardiaques, mais la petite quantité de métal dans le neurostimulateur peut déclencher l’alerte. Les patients qui sont choisis pour un dépistage supplémentaire avec des dispositifs de détection portatifs doivent poliment rappeler aux contrôleurs que la baguette du détecteur ne doit pas être maintenue au-dessus du neurostimulateur pendant plus de quelques secondes, car ces dispositifs contiennent des aimants qui peuvent interférer avec la fonction ou la programmation du neurostimulateur.
• Certains traitements guidés par IRM peuvent ne pas être effectués sur des patients qui ont des sondes ou des neurostimulateurs. Les patients doivent toujours consulter leur médecin avant de subir tout type d’IRM, tandis que la SCP peut être compatible avec l’IRM dans des cas spécifiques. Ils devraient éviter les zones avec de forts champs magnétiques, comme les générateurs d’énergie et les décharges de voitures qui utilisent d’énormes aimants.
• Les patients qui ont subi une chirurgie de SCP doivent éviter d’utiliser la chaleur pour traiter les muscles en physiothérapie.
• Les engins à haute tension ou radar, tels que les émetteurs de radio ou de télévision, les soudeurs à arc électrique, les lignes à haute tension, les stations radar ou les fours de fusion, doivent également être évités.
• Si un patient est programmé pour une intervention chirurgicale, il doit informer son chirurgien bien à l’avance qu’il a un neurostimulateur. Il est essentiel d’obtenir des conseils sur les précautions supplémentaires avant et pendant la chirurgie, car l’équipement tel que le dispositif d’électrocautérisation utilisé pour contrôler les saignements peut interférer avec le neurostimulateur.
• Les patients doivent protéger la région du neurostimulateur contre les blessures lorsqu’ils s’engagent dans des activités physiques, récréatives ou sportives. Un coup à la poitrine près du stimulateur cardiaque peut perturber son fonctionnement et nécessite une visite chez le médecin.

Chirurgie de stimulation cérébrale profonde

Une fois l’opération commencée, l’équipe chirurgicale équipera le patient d’un cadre spécifique qui limitera le mouvement de la tête pendant la procédure. C’est ce qu’on appelle un cadre de tête stéréotaxique. La chirurgie est souvent réalisée sous anesthésie générale, mais l’anesthésie locale est parfois possible. Étonnamment, le cerveau n’a pas besoin d’anesthésie car il manque de récepteurs de la douleur. Le chirurgien insère ensuite un minuscule fil de fer dans les sites indiqués avant la chirurgie.

Les structures susmentionnées seront mises en contact par de minuscules électrodes à l’extrémité du fil. Le fil est ensuite relié à un câble qui passe juste sous la peau et finit par se fixer à un générateur d’impulsions à l’intérieur de la paroi thoracique. Tout au long du traitement, le neurochirurgien et le neurologue évalueront continuellement l’activité cérébrale pour assurer le placement approprié des électrodes.

Le générateur d’impulsions est ensuite placé légèrement sous la peau près de la clavicule lors de la chirurgie ultérieure de la paroi thoracique. Contrairement au traitement précédent, la chirurgie de la paroi thoracique nécessite une anesthésie générale. Après cela, le générateur d’impulsions est relié à une télécommande spécifique. 

L’étape initiale de la SCP pour la maladie de Parkinson (MP), comme la plupart des traitements des troubles stéréotaxiques du mouvement, est menée avec le patient éveillé pour permettre la surveillance de l’état neurologique. Le matin de la chirurgie, le cadre stéréotaxique est fixé à la tête du patient et une IRM de ciblage est effectuée.

Pour affiner physiologiquement la cible visée, une combinaison d’enregistrement de microélectrodes (EME) et de stimulation par macroélectrodes est utilisée. Le fil DBS est fixé au crâne avec un bouchon de trou de bavure une fois qu’il a été inséré.

Implantation de plomb

1. Un agent anesthésiant sera injecté dans votre cuir chevelu et un cadre de tête sera utilisé pour maintenir votre tête dans la bonne position pour le traitement. Pour déterminer la région cible dans le cerveau de l’électrode, une tomodensitométrie (TDM) ou une imagerie par résonance magnétique (IRM) sera effectuée.
2. Vous serez éveillé pendant la procédure car on vous demandera de bouger diverses parties de votre corps lorsque la sonde sera mise.
3. Après avoir injecté des médicaments anesthésiants supplémentaires dans votre cuir chevelu, le neurochirurgien percera un petit trou dans votre crâne pour placer la sonde.
4. Au fur et à mesure que la sonde est poussée à travers le tissu cérébral, des enregistrements seront effectués pour aider à déterminer l’emplacement exact de la sonde. Pendant l’enregistrement, il peut vous être demandé de bouger votre visage, votre bras ou votre jambe à différents endroits.
5. Une fois la position précise de la sonde confirmée, il sera connecté à un neurostimulateur externe. La stimulation électrique sera administrée via la sonde pendant une courte période de temps pour évaluer si les symptômes s’améliorent. Pour s’assurer que la sonde est dans la bonne position, votre chirurgien peut délibérément induire des effets indésirables avec la stimulation électrique.
6. La sonde l sera connectée une fois placée dans la bonne zone. Un fil pour relier la sonde à une extension du neurostimulateur sera placé sous le cuir chevelu.
7. Un capuchon en plastique et des sutures seront utilisés pour sceller le trou dans le crâne.

Placement du neurostimulateur

Cela peut être fait ou non en même temps que l’électrode est placée.

1. Vous recevrez une anesthésie générale, ce qui vous endormira pendant la chirurgie.
2. Le neurostimulateur sera implanté dans une « poche » sous les couches externes du tissu épidermique, généralement immédiatement derrière la clavicule, mais aussi dans la poitrine ou le ventre.
3. Le neurostimulateur et la sonde cérébrale seront reliés par un fil d’extension.
4. Le neurostimulateur est conçu pour donner un signal électrique une fois qu’il est implanté. Le neurostimulateur est normalement programmé quelques semaines après sa pose.

Après une chirurgie de stimulation cérébrale profonde

• À l’hôpital

Habituellement, le séjour à l’hôpital après la chirurgie de SCP est de 24 heures, mais cela peut varier en fonction de la vitesse à laquelle le patient guérit et est prêt à rentrer chez lui. Le médecin rendra visite pour confirmer que le patient est prêt à partir et offrira des instructions pour les soins à domicile.

• À la maison

Il est essentiel de garder les incisions propres et sèches à la maison. Pendant que le site chirurgical guérit, le médecin indiquera au patient comment se baigner. Si des sutures sont utilisées, elles seront retirées lors d’une visite ultérieure. Si des bandes adhésives sont présentes, elles doivent être conservées au sec et se décolleront généralement en quelques jours.

Le patient recevra un aimant qui peut être utilisé pour allumer ou éteindre le neurostimulateur dans des paramètres prescrits par un médecin.

Complications de la stimulation cérébrale profonde

Le profil d’effets secondaires de la stimulation cérébrale profonde est également ambigu. Alors que les problèmes chirurgicaux associés à la stimulation cérébrale profonde, tels que les saignements, la révision du matériel chirurgical et l’infection, sont plus évidents et objectifs, l’évaluation des symptômes psychologiques et neurologiques des effets indésirables varie d’un patient à l’autre. La source de cette ambiguïté est multiforme. Pour commencer, les patients peuvent simplement ne pas signaler leurs symptômes à leur médecin particulier.

En conséquence, le médecin peut ne pas poser les bonnes questions pour clarifier les effets secondaires désagréables persistants. Même si des effets secondaires sont enregistrés, il est possible qu’ils ne soient pas notés s’ils ne satisfont pas à un degré arbitraire de gravité. En outre, il peut être difficile de faire la distinction entre les symptômes et les comorbidités préexistants et les effets indésirables initiaux de la SCP. De plus, certains effets indésirables ont tendance à apparaître progressivement et avec retard.

Les symptômes axillaires de la maladie de Parkinson sont un exemple de ce démarrage lent. Enfin, à mesure que la recherche progresse et que les dérivés comportementaux des circuits neuronaux sont identifiés, ce qui était initialement accueilli comme des résultats thérapeutiques de la thérapie de SCP peut maintenant être considéré comme des signaux d’alarme. Par exemple, bien que l’émergence spontanée de l’initiative chez les patients atteints de la maladie de Parkinson stimulée par le NST ait été à l’origine acclamée comme une amélioration, elle est maintenant, malheureusement, considérée comme un signe pathologique d’altération du contrôle des impulsions.

Cependant, la recherche scientifique actuelle montre que la stimulation cérébrale profonde est généralement sûre et a un profil d’effets indésirables limité, voire insignifiant. Malgré cela, les effets indésirables suivants ont été rapportés: difficultés modestes de marche ou d’élocution, handicap émotionnel, dépression exacerbée, convulsions, difficultés de concentration, désorientation et maux de tête. 

Quel est le pronostic?

Bien que la plupart des patients doivent continuer à prendre des médicaments après la SCP, de nombreuses personnes constatent une amélioration significative de leurs symptômes de MP et sont en mesure de réduire considérablement leurs prescriptions. La quantité de diminution varie en fonction de l’individu.

La réduction de la dose de médicaments réduit le risque d’effets secondaires tels que la dyskinésie (mouvements involontaires des bras, des jambes et de la tête). Par côté effectué, il y a un risque d’infection, d’accident vasculaire cérébral, d’hémorragie crânienne ou d’autres problèmes liés à l’anesthésie. Il est conseillé de consulter votre neurologue et votre neurochirurgien au sujet de tout danger potentiel.

Conclusion 

La stimulation cérébrale profonde a le potentiel d’être largement utilisée et a été saluée comme offrant « une nouvelle vie aux patients atteints de la maladie de Parkinson ». La FDA a déjà approuvé la SCP pour les tremblements essentiels, la dystonie et le trouble obsessionnel-compulsif réfractaire au traitement. Des recherches en cours se penchent sur une utilisation en dehors des indications dans la toxicomanie, l’autisme, l’anorexie mentale, les troubles anxieux et la schizophrénie.

La stimulation cérébrale profonde (SCP) nécessite une communication et des soins intégratifs et collaboratifs pour réussir. Un chirurgien expérimenté (avec des connaissances en neurochirurgie fonctionnelle), un neurologue des troubles du mouvement, un psychiatre, un neuropsychologue et un neuropsychologue devraient faire partie d’une équipe interprofessionnelle de la SCP. L’infirmière est essentielle pour s’assurer que le patient tire le meilleur parti de l’intervention chirurgicale. Pour obtenir les meilleurs résultats pour le patient, tout le personnel de santé doit être engagé et synchronisé.